chemical engineering thermodynamics - direktori file...

36
Overview Microscope Optik v.s SEM Scanning Electron Microscopy (SEM) Pengenalan SEM; Interaksi Berkas elektron-Materi Preparasi Sample Kegunaan/Kelebihan SEM Beberapa contoh SEM image bentonit

Upload: trinhtruc

Post on 10-Feb-2019

229 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Overview

Microscope Optik v.s SEM

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Pengenalan SEM;

Interaksi Berkas elektron-Materi

Preparasi Sample

Kegunaan/Kelebihan SEM

Beberapa contoh SEM image bentonit

Page 2: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat
Page 3: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat
Page 4: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat
Page 5: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Microscope Optics v.s SEM

Pemilihan Mikroscope Optik atau SEM/TEM sangat bergantung pada keperluan

Untuk mengamati objek dengan ukuran mikron dapat digunakan M-Optik

Untuk objek dengan skala sub micron (nm) dapat digunakan SEM-TEM

Page 6: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Microscope Optics v.s SEM

Dapat dilengkapi dengan pemanas dan sensor temperature

Page 7: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Contoh Penggunaan Mikroskop Optik;

Mobilitas Material pada Temp Sintering

Page 8: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Contoh-contoh image SEM;

Sample: Ceramic membrane

Ceramic foam

Prinsip kerja

Page 9: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Membrane SiC

Perbesaran 50x

Page 10: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Membrane SiC

Perbesaran 200x

Page 11: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 20x

Page 12: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 100x

Page 13: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 500x

Page 14: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 2000x

Partikel dapat dilihat pada skala micron

Page 15: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 5000x

Partikel dapat dilihat pada skala micron

Page 16: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Ceramic foam

Perbesaran 20000x

Partikel dapat dilihat pada skala ratusan nm

Page 17: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Aplikasi:mempelajari morphology(sifat permukaan) suatu material:

Ukuran partikel/Chanel/Pori

Bentuk partikel/Pori

Pada SEM yang dilengkapi dengan EDX dapat pula ditentukan komposisi internal dari partikel

Dasar: Interaksi berkas elektron-sample

Page 18: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Pengantar: SEM

Microscop Elektron;

Jenis microscop yang mengunakan berkas elektron untuk mendapatkan image sample

Scanning Electron Microscopy,

Microscope Electron yang “memotret” material berdasarkan interaksi elektron dg permukaan material

Page 19: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Interaksi Berkas elektron dg Sample

Sinar-X

Foton

Berkas ElektronPrimer

ElektronHamburan Balik

ElektronSekunder

ElektronAuger

Elektron Terdifraksi

elastisElektron tertransmisi

SEM

Page 20: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Interaksi Berkas elektron dg Sample

Sinar-X

Foton

Berkas ElektronPrimer

ElektronHamburan Balik

ElektronSecunder

ElektronAuger

Elektron Terdifraksi

elastis

Elektron tertransmisi

TEM

Page 21: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Overview

Teknik Microscopy Elektron:

Scanning Electron Microscopy (SEM) Memanfaatkan hamburan balik elektron

Transmission Electron Microscopy (TEM)

Memanfaatkan hamburan elastis elektron transmisi

Page 22: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Prinsip Peralatan SEM/TEM

Elelctron Gun

Lensa Kondensor

Coil

Lensa Objektif

Elelctron Gun

Sample

Sample

Bidang Imaging

Page 23: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Prinsip Peralatan SEM

Page 24: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Gambar Teknis

Page 25: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

SEM

Page 26: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Penyiapan Sampel SEM

1. Bersihkan sample

2. Keringkan; dg vakum kalau mungkin (Sample harus bebas dari H2O)

3. Tempatkan sample pada sample holder

4. Sputter dg Au atau Pt

Page 27: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Penyiapan Sample

Ukuran sample holder: 12 mm atau 25 mm

Untuk menempelkan sample diperlukan double-sided tape konduktif

Area yang dipelajari sebaiknya diletakan pada 45 degree

Kontak area yang luas akan menguntungkan

Page 28: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Sputtering

Untuk sample yang tidak bersifat konduktif, perlu dilakukan pelapisan dg Au

Page 29: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Cara Kerja Alat Sputering

Logam (Au) sbg katoda

Sample ditempatkan pada anode

Gas Argon sbg atmospere

Diterapkan beda potensial

Cathode mengionisasi atom-atom Ar menjadi kation dan elektron

Ion Argon ions terakselearsi ke arah katoda (Au)

Page 30: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Cara Kerja Alat Sputering

Atom Au dan elektron terhempas karena tumbukan

Atom Au bertumbukan dengan ion Ar dan akhirnya melapisi sample dg ketebalan kira-kira 10-30 nm

Page 31: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Advantage and Drawback

Kelebihan

Preparasi sample cepat dan sederhana

Ukuran sample yang relatif besar

Rentang perbesaran yang luas: 3X -150,000X

Kekurangan

Dibanding TEM resolusinya lebih rendah

Digunakan vakum

Hanya permukaan yang teramati

Diperlukan coating dg Au

Page 32: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

`

SEM Bentonit sblm 2000 x

Page 33: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Contoh Image SEM dari Bentonit

SEM Image bentonit sebelum digunakan sebagai adsorbent

Struktur dasar bentonit

Diduga partikel komponen limbah

SEM Bentonit sebelum 10000 x

Page 34: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Contoh Image SEM dari Bentonit

SEM Bentonit sdh 2000 x

Page 35: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Contoh Image SEM dari Bentonit

SEM Image bentonit setelahadsorpsi limbah

Struktur dasar bentonit

Diduga partikel komponen limbah

SEM Bentonit sdh 7500 x

Page 36: Chemical Engineering Thermodynamics - Direktori File UPIfile.upi.edu/Direktori/...AGUS.../Bab_6_Teknik_Mikroskopy_SEM.pdf · dapat digunakan SEM-TEM . Microscope Optics v.s SEM Dapat

Teknik Baru

SEM-EDX; SEM-Energy dispersive

Dapat digunakan untuk analisa unsur Spot yang diamati

Environmental SEM

Dapat digunakan untuk mengamatai perubahan morphologi pada berbagai temperatur