Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Aligned Carbon Nanotube (ACNT) adalah salah satu jenis nanomaterial yang memiliki sifat luar biasa dan dapat digunakan untuk berbagai aplikasi di masa depan. LPG adalah salah satu sumber karbon yang dapat menghasilkan ACNT dengan metode Water Asssisted Chemical Vapour Deposition (WA-CVD). Penelitian ini mempelajari bagaimana kinerja dari substrat kuarsa dan bagaimana pengaruh suhu pertumbuhan dan waktu reaksi terhadap kualitas ACNT yang dihasilkan. Penelitian ini menghasilkan nanokarbon dengan yield yang cukup tinggi yaitu mencapai 2,70 mg/cm2. Hasil dari variasi waktu 100 menit dan 120 menit, didapatkan morfologi CNT yang dihasilkan pada waktu reaksi 100 menit lebih merata. Selanjutnya, uji pengaruh suhu terhadap hasil CNT menghasilkan produk pada suhu 800oC sebagai suhu optimum dimana yield dari nanokarbon adalah 2,22 mg/cm2 dan morfologi yang lebih merata dengan diameter 38 nm dilihat dari karakterisasi TEM, SEM-EDX, dan mapping. Sementara itu, keberadaan dari pengotor seperti karbon amorf dan CNT yang terenkapsulasi oleh katalis pada suhu 850oC didapatkan karena trade-off suhu tinggi dimana laju pelarutan karbon dalam katalis melebihi laju difusi dari karbon. Sedangkan sintesis dengan suhu 750oC hanya menghasilkan Carbon Nanofibers (CNF). Dengan hasil ini, dapat dikatakan bahwa orientasi dari CNT yang dihasilkan belum aligned atau dengan kata lain belum terbentuk ACNT. Meskipun demikian, orientasi dan morfologi paling merata didapatkan pada waktu reaksi 100 menit dengan 800oC. Perlakuan terhadap katalis menjadi suatu permasalahan belum didapatkannya ACNT. Selain itu, kinerja steam juga menjadi suatu masalah yang belum teratasi sehingga ACNT belum didapatkan. Waktu reaksi juga harus diturunkan untuk mendapatkan aligned dan penurunan waktu reaksi tidak akan jadi masalah untuk yield karena substrat kuarsa mampu menghasilkan yield yang tinggi.

---

Aligned Carbon Nanotube (ACNT) is a nanomaterial with extraordinary properties and has very wide future applications. LPG is one of carbon source to produce ACNT through Water Assisted Chemical Vapour Deposition (WA-CVD) method. This research investigates performance of quartz substrate and effects of growth temperature and reaction time on the quality of ACNT. The synthesis in this research produced nanocarbon with high yield reaching 2.70 mg/cm2. At the varied reaction time (100 and 120 minutes), morphology of ACNT produced at 100 minutes is more uniform. Afterwards, growth temperature effect shows that 800oC is the optimum where the yield is reaching 2.22 mg/cm2 and more uniform morphology with diameter 38 nm characterized by TEM, SEM-EDX, and mapping. However, existence of polluter such as amorphous carbon and encapsulated CNT by the catalyst was obtained as trade-off of high temperature at 850oC where dissolution rate of carbon to catalyst is higher than diffusion rate of carbon. Meanwhile, at 750oC only Carbon Nanofiber (CNF) can be produced. Therefore, this research could not produced aligned structured of CNT. Yet, good orientation and morphology of CNT were produced at 100 minutes synthesis and at 800oC. Catalyst pretreatment is one of root cause of not producing ACNT. Besides that, the performance of steam could be another source of the problem. Reaction time has to be reduced until below 100 minutes to get aligned carbon nanotube. The reduced reaction time could still produced high yield since quartz substrate could bear high yield of nanocarbons including ACNT."

"Kamper merupakan sumber karbon yang dapat diperbaharui untuk digunakan sebagai bahan baku didalam sintesis CNT. Kamper merupakan zat yang dapat ditemukan pada pohon Cinnamomum camphora. Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk mensintesis ACNT dari kamper adalah Floating Catalyst Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) dengan katalis Ferrocene pada suhu 800oC dan gas hidrogen sebagai ko-reaktan serta gas argon sebagai carrier gas. Metode ini merupakan metode paling populer dalam mensintesis ACNT yang terorientasi dan memiliki densitas tinggi. Kamper akan terdekomposisi menjadi senyawa benzena, toluena, dan xylena pada suhu 800oC. Dengan menggunakan uji karakterisasi GC-FID, hasil penelitian menunjukkan dekomposisi kamper pada suhu 800oC didominasi oleh senyawa benzena dengan konsentrasi sebesar 92,422-97,656%. Penelitian dilakukan, dengan memvariasikan laju alir carrier gas berupa argon sebesar 40, 55, 70, 85 dan 100 mL/ menit pada suhu 800oC selama 60 menit waktu reaksi. Laju alir carrier gas argon sebesar 70 mL/ menit menghasilkan yield yang terbaik, namun hal ini tidak diikuti oleh kualitas CNT yang terbaik. Kualitas CNT yang terbaik diperoleh pada laju alir carrier gas argon sebesar 55 mL/ menit berdasarkan hasil uji karakterisasi SEM, EDX, Mapping, dan Spektroskopi RAMAN. Penelitian ini belum memperoleh CNT dengan bentuk aligned (ACNT).

---

Camphor is a renewable carbon source that can be used as raw material for synthesizing CNT. Camphor is a substance that can be found on the Cinnamomum camphora tree. In this research, the method used to synthesize ACNT from camphor is Floating Catalyst Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) with Ferrocene as catalyst at temperature of 800oC, hydrogen gas as the co-reactant and argon gas as carrier gas. This method is the most popular method of synthesizing ACNT which oriented and have a high density. Camphor decomposes into benzene, toluene, and xylene at a temperature of 800oC.

By using GC-FID for characterization test, the results showed decomposition at a temperature of 800oC camphor dominated by benzene with a concentration of 92.422 to 97.656%. The research was conducted by varying the flow rate of carrier gas such as argon at 40, 55, 70, 85 and 100 mL / min at a temperature of 800oC for 60 minutes of reaction time. Argon carrier gas flow rate of 70 mL / min producing CNT with the highest yield, but this is not followed by best quality of CNT. CNT with best quality is obtained at a flow rate of argon carrier gas at 55 mL / min based on test results characterization by using SEM, EDX, Mapping, and RAMAN Spectroscopy. This research have not obtained CNT with aligned structured."

"Produksi Carbon Nanotube (CNT) mengalami permasalahan dengan terbatasnya hasil CNT jenis Aligned yang dikarenakan oleh belum ditemukannya metode sintesis yang efektif dan ekonomis. Pada penelitian ini sintesis ACNT dilakukan melalui reaksi dekomposisi katalitik metana dengan metode Water-Assisted Chemical Vapor Deposition (WA-CVD) pada reaktor katalis terstruktur pelat sejajar dan reaktor fixed bed. Katalis yang digunakan adalah Fe-Ni/Al2O3 yang dipreparasi dengan metode sol-gel/dip-coating serta Ni-Cu-Al yang dipreparasi dengan metode kopresipitasi. Hasil karakterisasi karbon dengan Transmission Electron Microscope (TEM) menunjukkan produk nanokarbon dengan jenis yang bervariasi, yaitu carbon nanotube, bamboo-shaped carbon dan carbon onion quasi-spherical Berdasarkan perbandingan hasil dengan metode tanpa penambahan air, CNT yang dihasilkan cenderung tumbuh tegak walaupun belum terbentuk secara rapi dan seragam. Selain itu, jumlah CNT yang dihasilkan lebih banyak dan memiliki kemurnian yang sangat baik. Hal tersebut menunjukkan peran air yang secara signifikan dapat meningkatkan kualitas CNT.

---

Carbon Nanotube (CNT) production have a problem with the limitation of Aligned CNT product caused by the effective and economic method that has not been found. This research used catalytic decomposition of methane with Water-Assisted Chemical Vapor Deposition (WA-CVD) method by using bench-scale plate structured catalyst reactor and fixed bed reactor. Catalyst Fe-Ni/Al2O3 prepared by sol-gel/dip-coating and Ni-Cu-Al prepared by co-precipitation were used to make CNT.

Transmission Electron Microscope (TEM) results shows there are various types of nanocarbon produced, such as carbon nanotube, bamboo-shaped carbon and also carbon onion quasi-spherical. Regarding to a comparison with without adding water vapor method, CNT which obtained tend to grow vertically eventhough have not formed uniformly. In addition, the amount of CNT is higher and have a high purity. It shows that the role of water vapor significantly increasing the quality of CNT."

"The production of Carbon Nanotubes (CNT) has a problem with the limited results of Aligned CNT (ACNT) products, due the fact that an effective and economical method has not yet been discovered. This research used catalytic decomposition of methane with the Water-Assisted Chemical Vapor Deposition (WA-CVD) method by using a bench-scale plate structured catalyst reactor and a fixed bed reactor. The Fe-Ni/Al2O3 Catalyst prepared by sol-gel/dip-coating and Ni-Cu-Al Catalyst prepared by co-precipitation were used to make the CNT. Transmission Electron Microscope (TEM) results show there are various types of nanocarbons produced, such as CNT, bamboo-shaped CNT and also quasi-spherical carbon onion shapes. Based on comparative results without adding the water vapor method, ACNT, which were obtained with WA-CVD, tend to grow vertically, even though they have not yet formed neat and uniform shapes. In addition, an increased number of CNT have high purity results. It shows that the role of water vapor significantly improves the quality of CNT."

"Elpiji (LPG/Liquified Petroleum Gas) berpotensi untuk menjadi sumber karbon dalam sintesis Aligned Carbon Nanotube (ACNT) dikarenakan kandungannya berupa propana dan butana, serta harganya yang lebih murah dibandingkan hidrokarbon tak jenuh. Penelitian ini mempelajari pengaruh suhu sublimasi katalis (80oC dan 200oC) dan pengaruh penambahan uap air pada sistem sintesis terhadap kualitas CNT yang dihasilkan ditinjau dari diameter produk CNT. Sintesis CNT pada penelitian kali ini menggunakan metode Floating Catalyst-Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) dengan katalis ferrocene dan substrat bola silika. Produk CNT yang tumbuh di substrat dengan pengaruh suhu sublimasi katalis memiliki kualitas yang lebih baik pada suhu 200oC ditinjau dari diameter CNT yang dihasilkan (87,5 nm) dibanding suhu sublimasi katalis 80oC (187,5 nm). Sementara dengan penambahan uap air pada suhu 200oC menghasilkan CNT dengan kualitas jauh lebih baik ditinjau dari diameter produk CNT yang terbentuk (32 nm).

---

(LPG/Liquified Petroleum Gas) has the potential to be the carbon source in Aligned Carbon Nanotube (ACNT) synthesis because its propane and butane components, along with its lower price than unsaturated hydrocarbon. This research studies the effect of catalyst sublimation temperature (80oC dan 200oC) and effect of the water vapor addition in synthesis system to the CNT?s quality based on diameter of CNT product. CNT synthesis in this research using Floating Catalyst-Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) method with ferrocene as catalyst and silica ball as substrate. The CNT product which grew at substrate with effect of catalyst sublimation temperature has better quality at 200oC based on the diameter of CNT product (87,5 nm) compared to the catalyst sublimation temperature at 80oC (187,5 nm). While with addition of water vapor at 200oC catalyst sublimation temperature resulted CNT with much better quality based on diameter of CNT product which formed (32nm)."

"Permasalahan yang menghalangi keberhasilan sintesis ACNT di DTK UI terletak pada sumber karbon yang kurang reaktif serta deposit karbon yang lebih banyak pada dinding reaktor dibandingkan substrat yang diinginkan. Pengujian kali ini akan mempelajari pengaruh dari substrat yang digunakan, yaitu substrat wire gauze SS304, bola SiO2, dan kuarsa. Sebagai sumber karbon, asetilen digunakan karena kemampuannya yang terbukti mampu menghasilkan ACNT dalam setiap percobaan pertumbuhan. Metode yang digunakan adalah floating catalyst chemical vapor deposition dengan katalis berupa ferrocene. Dalam penelitian ini, pengaruh penggunaan hidrogen juga diperhatikan untuk melihat hasil pertumbuhan dengan setiap substrat yang digunakan. Hasil pengujian menunjukkan bahwa setiap substrat yang digunakan mampu membentuk CNT, namun belum mencapai bentuk ACNT. Bentuk lainnya yang terbentuk adalah carbon nanofoam dan carbon helical. Substrat wire gauze SS304 memiliki yield yang paling tinggi, yaitu sebesar 0,6875, namun hanya sedikit CNT yang tumbuh. Pada substrat bola silika, meskipun yield yang dihasilkan rendah atau hampir tidak ada deposit pada substrat tersebut, namun dapat memberikan hasil CNT yang baik. Substrat kuarsa memberikan persentase yang paling tinggi dengan nilai 0,1073% dengan jangkauan diameter 35-99 nm, lebih sempit daripada bola silika dengan jangkauan diameter 35-123 nm. Penggunaan hidrogen memberikan efek terhadap peningkatan yield dan mengecilkan diameter CNT yang dihasilkan.

---

The problems that hinder the success of the ACNT synthesis in DTK UI lies in the carbon source which is less reactive and there’s more carbon deposits on the walls of the reactor than the desired substrate. This testing will study the effect of substrate used, those are the SS 304 wire gauze, SiO2 spheres, and quartz cylinder substrate. As the carbon source, acetylene is used because of its proven ability of producing ACNT growth in each experiment. The method used is floating catalyst chemical vapor deposition with ferrocene as the catalyst. In this study, the effect using hydrogen also be considered to see with each substrate used.

The results show that each substrate used can form CNT, but has not reached ACNT form. Other shapes of CNT that also found are carbon nanofoam and helical carbon. SS304 wire gauze substrate has the highest yield, that is equal to 0.6875, but only a few CNTs are grown. On a substrate of silica spheres, although the resulting yield is low or almost no deposit on the substrate, but it can give good results CNT. Quartz substrates provide the highest percentage with the value of 0.1073% and diameter range in 35-99 nm, narrower than the silica spheres with a diameter range in 35-123 nm. The use of hydrogen give effect to increase yields and reduce the diameter of the CNT generated."

"Produksi Carbon Nanotube (CNT) mengalami permasalahan dengan terbatasnya hasil CNT jenis Aligned yang dikarenakan oleh banyaknya parameter desain yang mempengaruhi proses sintesis. Penelitian dengan tujuan untuk mendapatkan ACNT dilakukan dengan memvariasikan parameter desain yang digunakan, yaitu konsentrasi metana, jenis substrat, dan penghilangan hidrogen dari proses sintesis. Sintesis ACNT dilakukan dengan menggunakan Floating Catalyst CVD (FC-CVD) melalui reaksi dekomposisi katalitik metana. Hasil karakterisasi FE-SEM belum menunjukkan adanya CNT yang terbentuk sempurna dikarenakan proses deposisi katalis yang belum tepat terjadi sehingga menyebabkan karakteristik karbon berdiameter besar dan berbentuk amorf. Konsentrasi metana yang digunakan adalah 0,003M; 0,006 M; 0,012 M; 0,0148 M. Peningkatan konsentrasi metana menghasilkan peningkatan ukuran diameter CNT dari 28,28 nm untuk konsetrasi terendah hingga 66,72 nm untuk konsentrasi tertinggi. Konversi metana dan kemurnian hidrogen untuk 0,003 M adalah 80,57% dan 38,37% dan terus menurun untuk konsentrasi 0,0148 M mencapai 30,46% dan 19,21%. Sintesis dengan substrat SiO2 dan Al2O3 menghasilkan kualitas CNT, konversi metana, serta kemurnian hidrogen yang lebih baik dan lebih tinggi untuk SiO2. Nilai konversi metana serta kemurnian hidrogen yang dihasilkan pada reaksi tanpa hidrogen menghasilkan nilai yang rendah, yaitu 9,00% dan 1,26%. Hal tersebut secara signifikan menunjukkan bahwa peran hidrogen pada proses sintesis ACNT dengan metode FC-CVD sangat besar karena hidrogen mampu menurunkan suhu perengkahan ferrocene.

---

The production of Carbon Nanotubes (CNT) are having problem with the limited results of the Aligned CNT due to multiplicity of design parameters that affect the process of synthesis. Research with the goal to get the ACNT performed by varying the design parameters are used, namely methane concentration, type of substrate, and the removal of hydrogen from the process of synthesis. ACNT synthesis performed using Floating Catalyst CVD (FC-CVD) through catalytic decomposition of methane. Results of the characterization of FE-SEM has not shown the existence of CNT formed perfect due to the catalyst deposition process that has not exactly happened that caused a large diameter and amorphous-shaped carbon characteristics. Methane concentration used was 0,003 M; 0,006 M; 0,012 M; 0,0148 M. Increasing concentrations of methane generating augmenting the size of CNT diameter, out of the lowest concentrations was 28,28 nm to 66,72 nm for the highest concentration. Methane conversion and hydrogen purity to 0,003 M was 80,57% and 38,37% and continues to decline reach 30,46% and 19,21% for concentration of 0,0148 M. Synthesis with SiO2 and Al2O3 substrates produced quality of CNT, methane conversion, and hydrogen purity as well as a better and higher for SiO2. The value of methane conversion as well as the purity of the hydrogen produced in the reaction without hydrogen produces a low value, i.e. 9,00% and 1,26%. This significantly indicating that the role of hydrogen in ACNT process synthesis with FC-CVD method is enormous because hydrogen is able to lower the temperature of ferrocene decomposition."

"Berkat sifat fisik, mekanik, dan elektriknya yang luar biasa, CNT terus dikembangkan sejak penemuannya di tahun 1998. Kebutuhan dalam negeri sendiri belum tercukupi karena biaya produksi CNT yang terbilang mahal. Penelitian terakhir di Departemen Teknik Kimia menunjukkan bahwa metana belum mampu menghasilkan CNT pada suhu 800oC akibat tingkat reaktivitasnya yang rendah. Di sisi lain, camphor sebagai sumber karbon yang relatif murah dan mudah diperoleh menjanjikan terbentuknya CNT pada suhu 630oC hingga 680oC. Kamper akan terdekomposisi menjadi senyawa benzene, toluene, dan xylene pada suhu 800oC. Hasil sintesis dengan menggunakan pecahan kuarsa sebagai substrat menghasilkan deposit yang lebih banyak daripada bola silika akibat perpindahan kalor yang lebih baik serta kandungan SiO2 yang lebih murni. Yield yang paling besar diperoleh ketika massa kamper yang digunakan adalah 5 gram, yaitu sebesar 25,16 mg/cm2. Sedangkan rata-rata diameter terkecil diperoleh ketika massa kamper yang digunakan adalah 1 gram, yaitu 44,11 nm.

---

Because of its outstanding physical, mechanical, and electrical properties, CNT continuously developed since its discovery in 1998. Domestic demand itself has not been fulfilled because the production costs are fairly expensive. Recent research in Department of Chemical Engineering showed that the methane has not been able to produce CNT at a temperature of 800oC due to the low level of reactivity. On the other hand, camphor as a carbon source that is relatively inexpensive and easy to obtained promising formation of CNT at temperature of 630oC to 680oC. Camphor will be decomposed into benzene, toluene, and xylene at 800oC.

The synthesis process with quartz as the substrate produce more carbon deposits than silica sphere due to its better heat transfer and the purer SiO2 contained in the quartz. The biggest yield (25 mg/cm2) is obtained when 5 gram of camphor is used, whereas the smallest average diameter (44,11 nm) is obtained when 1 gram of camphor is used."

"Telah dilakukan pelapisan diamond-like carbon (DLC) dengan metode plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). Variasi parameter jenis gas, temperatur, tekanan, dan architecture coating dilakukan untuk mengetahui karakteristik lapisan diamond-like carbon yang terbentuk. Diamond dan grafit adalah alotrop karbon yang paling banyak diketahui. Diamond merupakan mineral alam yang paling keras yang memiliki struktur hibridisasi sp3 dan memiliki sifat ketahanan terhadap abrasive. Sedangkan grafit memiliki sifat yang lunak dengan struktur hibridisasi sp2. Diamond-like carbon adalah bentuk karbon amorf metastabil yang memiliki hibridasi sp3 dan sp2.Dalam penelitian ini dilakukan rekayasa lapisan diamod-like carbon di atas permukaan substrat AISI D2 dengan metode chemical vapour deposition berupa plasma lucutan pijar yang biasa disebut plasma enhanced chemical vapour deposition. Digunakan liquid petroleum gas (LPG) sebagai sumber gas hidrokarbon yang lebih murah dan mudah di dapat. Selain itu juga dilakukan variasi parameter tempespratur dan tekanan untuk mengontrol rasio sp3/sp2. Selanjutnya architecture coating dengan metode double layer dipilih sebagai upaya untuk memperbaiki lapisan single layer. Karakterisasi raman dilakukan untuk membuktikan pembentukan lapisan diamond- like carbon serta rasio ID/IG (Intensity Graphitic/Intensity Disorder). Selain itu pengujian mekanik dan keausan dilakukan untuk mengetahui hubungan rasio sp3/sp2 terhadap rekayasa yang telah dilakukan.Penggunaan reaktan gas LPG sebagai sumber gas hidrokarbon untuk pelapisan berhasil meningkatkan nilai kekerasan lebih besar yaitu 418,08 HV dibandingkan dengan nilai kekerasan menggunakan gas C2H2 (388,58 HV). Selain itu penggunaan gas LPG menghasilkan CoF lebih kecil sebesar 5,52 x 10-3 sedangkan gas C2H2 didapatkan 7,59 x 10-3. Hal ini dikarenakan rasio H/C pada LPG yang lebih besar yaitu 2,3 sedangkan pada C2H2 yaitu 1. Daya lekat yang dimiliki lapisan dengan gas LPG maupun gas C2H2 memiliki kriteria klasifikasi yang sama yaitu 5B. Didapatkan ketebalan lapisan menggunakan gas LPG lebih besar yaitu 38,65 µm, sedangkan lapisan dengan gas C2H2 sebesar 25,7 µm. Ketebalan ini dipengaruhi oleh kandungan karbon di permukaan, didapatkan bahwa kandungan karbon LPG sebesar 50,57% sedangkan pada gas C2H2 sebesar 35,9%. Nilai rasio ID/IG penggunaan gas LPG berhasil menurunkan rasio yaitu 1.17 dibandingkan dengan gas C2H2 yaitu sebesar 1.31. Semakin kecil nilai rasio maka akan semakin bear rasio sp3/sp2 nya, hal ini akan memperbaiki sifat mekanik di permukaan.Pengaruh parameter temperatur dan tekanan pelapisan juga telah dilakukan untuk merekayasa lapisan diamond-like carbon. Didapatkan bahwa nilai kekerasan terbesar terjadi di tekanan 1.6 mbar sebesar 445,51 HV, sedangkan pada temperatur yang lebih rendah yaitu 400 oC dihasilkan kekerasan yang lebih besar yaitu 448,06 HV dibandingkan nilai kekerasan pada temperatur yang lebih tinggi (450 oC). Kenaikan tekanan pada 1.6 mbar berhasil menurunkan CoF menjadi 1.3 x10-3. Selain itu juga pada temperatur 400oC dihasilkan nilai CoF yang lebih kecil sebesar 1,15 x10-3, sedangkan pada temperatur 450oC didapatkan 5,52 x10-3. Hal ini dikarenakan kenaikan tekanan akan menghasilkan volume gas yang meningkat dan menghasilkan deposisi yang semakin banyak di permukaan substart yang menyebabkan kekerasan dan ketahanan ausnya meningkat. Kemudian pada temperatur rendah akan menghasilkan tumbukan antar gas dengan energi yang lebih kecil untuk menghasil sp3 lebih banyak, sehingga hal ini menyebabkan peningkatan kekerasan dan ketahanan keausan pada lapisan DLC. Daya lekat yang dimiliki lapisan diamond-like carbon pada semua varisasi temperatur dan tekanan memiliki kriteria klasifikasi yang sama yaitu 5B. Peningkatan temperatur berhasil meningkatkan ketebalan yaitu 38,65 µm. Sedangkan peningkatan ketebalan lapisan didapatkan pada tekanan yang rendah yaitu 1.2 mbar sebesar 28,9 µm. Kenaikan tekanan pada 1.6 mbar berhasil menurunkan rasio ID/IG sebesar 0,84 dibandingkan pada tekanan 1.4 dan 1.2 mbar masing-masing sebesar; 0,96 dan 1,17. Penurunan temperatur terbukti berhasil menurunkan rasio ID/IG sebesar 0,78. Semakin kecil nilai rasio maka akan semakin bear rasio sp3/sp2 nya, hal ini akan memperbaiki sifat mekanik di permukaan.Selain pelapisan single layer, architecture coating dengan metode double layer telah dilakukan untuk memperbaiki sifat lapisan single layer. Kemudian pengembangan lapisan interlayer kromium juga dilakukan sebagai metode architecture coating lainnya. Pada tahap penelitian architecture coating diperoleh dengan metode double layer Rekayasa 1 didapatkan nilai kekerasan 438,7 HV dan CoF sebesar 2.9x10-3. Hal ini dikarenakan pengaruh gas LPG pada tahap 2 di rekayasa 1 yaitu penggunaan gas LPG, tahap akhir disetiap rekayasa menentukan sifat dari lapisan DLC. Daya lekat yang dimiliki architecture coating Rekayasa 1 dan Rekayasa 2 juga memiliki kriteria klasisfikasi yang sama dengan lapisan diamond-like carbon single layer yaitu 5B. Selain itu juga ketebalan lapisan Rekayasa 1 dan Rekayasa 2 didapatkan masing masing; 30,1 µm dan 24,3 µm. Hal ini dikarenakan jumlah kandungan karbon di permukaan pada Rekayasa 1 lebih besar yaitu 48,74% dan pada Rekayasa 2 yaitu sebesar 29,08%. Architecture coating Rekayasa 1 memiliki nilai rasio ID/IG yang lebih kecil dibandingkan Rekayasa 2 yaitu masing-masing; 0,89 dan 0,96. Semakin kecil nilai rasio maka akan semakin besar rasio sp3/sp2 nya, hal ini akan memperbaiki sifat mekanik di permukaan. Lapisan interlayer chromium pada rekayasa parameter arus dan waktu pelapisan berhasil memperbaiki sifat mekanik dan ketahanan aus subtrat AISI D2. Kenaikan nilai kekerasan seiring dengan penurunan laju keausan yang mencapai 2,85 x 10-6. peningkatan arus listrik meningkatkan migrasi ion chromium dari larutan elektrolit ke katoda dan menghasilkan lebih banyak chromium di permukaan.

---

A diamond-like carbon coating has been carried out using the plasma enhanced chemical vapor deposition method. Variations in the parameters of gas type, temperature, pressure, and architecture coating were carried out to determine the characteristics of the diamond-like carbon layer formed. Diamond and graphite are the most widely known allotropes of carbon. Diamond is the hardest mineral with an sp3 hybridized structure and abrasive resistant properties. Meanwhile, carbon has a soft nature with an sp2 hybridization structure. Diamond-like carbon is a metastable amorphous carbon form with sp3 and sp2 hybridization.

In this study, we fabricate diamond-like carbon coatings on AISI D2 substrates using glow discharge plasma-enhanced chemical vapor deposition. LPG gas is used as a cheap and readily available source of hydrocarbon gas. In addition, we modified the temperature and pressure parameters to control the sp3/sp2 ratio. In addition, a double- layer coating structure was chosen to improve the single-layer coating. Raman characterization was performed to demonstrate the formation of diamond-like carbon layers and the sp3/sp2 ratio. Additionally, mechanical and abrasion tests were performed to determine the relationship between the sp3/sp2 ratio and the technique performed.

Using LPG gas reactants as a source of hydrocarbon gas for coatings increased the hardness value to , 418.08 HV as compared to 388.58 HV when using C2H2 gas reactants. In addition, using LPG gas resulted in a CoF of 5.52 x 10-3, whereas C2H2 gas yielded 7.59 x 10-3. This is because the ratio of hydrogen to carbon in LPG is greater than in C2H2; 2.3, 1 respectively. The adhesion of the coating with LPG gas and C2H2 gas has the same classification, 5B, as the adhesion of the coating with C2H2 gas. It was determined that the layer with LPG gas was thicker, measuring 38.65 µm, than the layer with C2H2 gas, which measured 25.7 µm. This thickness is influenced by the carbon content on the surface; it was determined that the carbon content of LPG was 50.57 % while it was 35.9% for C2H2 gas. Using LPG gas, the ID/IG ratio decreased to 1.17 from 1.31 when C2H2 gas was utilized. The greater the sp3/sp2 ratio, the better the mechanical properties of the surface, the smaller the ratio.

The influence of coating temperature and pressure parameters has also been carried out to engineer diamond-like carbon coatings. At a pressure of 1.6 mbar, the highest hardness value was 445.51 HV, while at a lower temperature of 400 oC, the hardness value was 448.06 HV, which was greater than the hardness value at a higher temperature (450 oC). The pressure increase at 1.6 mbar was able to decrease the CoF to 1.3 x 10-3. In addition, a CoF value of 1.15 x10-3 was measured at 400oC, whereas 5.52 x10-3 was measured at 450oC. This is due to the fact that an increase in pressure will result in an increase in gas volume, leading to an increase in deposition on the surface of the substrate, thereby increasing its hardness and wear resistance. Then, at low temperatures, encounters between gases with less energy produce more sp3, resulting in an increase in the DLC layer's hardness and wear resistance. The adhesion of the diamond-like carbon layer is classified as 5B regardless of variations in temperature and pressure. Temperature increase resulted in a thickness increase of 38.65 m. While the increase in layer thickness was achieved at a low pressure of 1.2 mbar and 28.9 µm, it was observed at a thickness of 28.9 µm. Increased pressure at 1.6 mbar decreased the ID/IG ratio by 0.84 compared to pressures of 1.4 and 1.2 mbar, by 0.96 and 1.17 respectively. The ID/G ratio was successfully decreased by 0.78 by lowering the temperature. The greater the sp3/sp2 ratio, the better the mechanical properties of the surface, the smaller the ratio.

In order to enhance the properties of single layer coating, architecture coating with double layer method has also been implemented. The development of the chromium interlayer layer as an additional architectural coating method followed. At the architectural coating research stage, the double layer Design 1 method yielded a coating with a hardness of 438.7 and a CoF of 2.9 x 10-6. This is due to the effect of LPG gas in stage 2 of design 1. The final stage of this design affects the characteristics of the DLC layer. The adhesive strength of Design 1 and Design 2 is also classified as 5B, the same as the single-layer diamond-like carbon coating. In addition, the thickness of Design 1 and Design 2 layers were determined to be 30,1 µm and 24,3 µm, respectively. This is because the surface carbon content of Design 1 is 48.74% higher than Design 2, which is 29.08%. Design 1's architectural coating has a lower ID/G ratio than Design 2's; 0.89 and 0.96, respectively. The surface's mechanical properties will be enhanced as the ratio decreases and the sp3/sp2 ratio increases. The mechanical properties and wear resistance of the AISI D2 substrate were enhanced by the chromium interlayer coating on the current and coating time parameter optimization. The increase in hardness value corresponded to the 2.85 x 10-6 decrease in wear rate. The increase in ecurrent increases the migration of chromium ions from the electrolyte solution to the cathode, resulting in a greater concentration of chromium on the surface."

"ABSTRAKLiquefied Petroleum Gas (LPG) dengan kandungan utama propana dan butana berpotensi untuk menjadi sumber karbon dalam sintesis aligned carbon nanotubes (ACNT). Penelitian ini mempelajari pengaruh konsentrasi karbon dari LPG yang merupakan banyaknya jumlah mol karbon dalam volume gas keseluruhan dan waktu reaksi pada yield dan diameter CNT yang dihasilkan. Sintesis CNT menggunakan metode Floating Catalyst-Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) dengan katalis ferrocene pada bola silika sebagai substrat. Karbon hasil sintesis tumbuh di substrat dan dinding reaktor kuarsa. Peningkatan konsentrasi karbon dari 0,017 M hingga 0,048 M mampu menghasilkan CNT pada substrat tetapi belum berbentuk ACNT. Yield yang dihasilkan memiliki kecenderungan untuk turun kemudian naik. Peningkatan konsentrasi karbon menurunkan diameter CNT dari 56 nm menjadi 41 nm. Penambahan waktu reaksi dari 40 menit menjadi 120 menit mampu meningkatkan yield dan memperbesar diameter CNT dari 41 nm menjadi 87 nm.

---

ABSTRACT

Liquefied Petroleum Gas (LPG) with propane and butane as the main components is potential to be carbon source in synthesis of aligned carbon nanotubes (ACNT). This research studies the influence of carbon concentration from LPG which is amount of the carbon moles in total volume of input gases and reaction time in yield and diameter of CNT produced. The synthesis of CNT using Floating Catalyst-Chemical Vapor Deposition (FC-CVD) method with ferrocene as catalysts on silica spheres as substrate. The carbons produced grow in substrate and quartz reactor?s wall. Increases carbon concentration from 0.017 M to 0.048 M is capable producing CNT on substrate but unformed ACNT. Yield produced has a tendency to down and then rise. Increases in carbon concentration reduce the diameter of CNT from 56 nm to 41 nm. Increases reaction time from 40 to 120 minutes is able to improve yield and increase diameter of CNT from 41 nm to 87 nm."