PENGARUH PENAMBAHAN ZrO 2 TERHADAP KARAKTERISTIK TERMISTOR NTC
BERBAHAN DASAR Fe 2 O 3 DARI MINERAL YAROSIT
Rosi Selfia Putri 1) , Ratnawulan 1) , Dani Gustaman Syarif 2)
Program Studi Fisika, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Padang email: rosiselfiaputri@gmail.com

## ABSTRACT
Ceramic pellet has been made for the Negative Thermal Coefficient (NTC) thermistor from  Fe 2 O 3 base material of yarosite mineral. The powder of Fe 2 O 3 and ZrO 2 is mixed and then crushed until homogeneous for ± 30 minutes. The mixture of the powder is pressed with 60 ton/cm 2 to form a pellet on the 8 mm diameter mold. The pellets are sintered at a temperature of 1200 o C for 3 hours in a furnace with atmospheric air. The pellet from the sintering process is coated  with  silver  as  an  electrode.  Next  will  be  characterized  using  XRD  (X-Ray  Diffractometer),  SEM  (Scan Electron  Microscope)  and  electrical  characterization.  Based  on  the  results  of  XRD  analysis  it  is  known  that  the ceramics formed  with the addition of ZrO 2 0% doping, ZrO 2 1% and ZrO 2 3% have hexagonal hematite structure. Grain size based on SEM analysis, for each addition of 0% doping, ZrO 2 1% and ZrO 2 3% respectively is 10.81 μm; 11.51 μm and 10.24 μm. Results of measurement of electrical resistance, thermistor constant value is 3322 K, 3645 K and 5873 K. Conclusion in this study is the addition of ZrO 2 does not affect the crystal structure formed based on the analysis using XRD. Addition of ZrO 2 into Fe 2 O 3 ceramic causes the grain size is relatively unchanged significantly. Based  on  the  measurement  of  lstric  resistance,  the  greater  the  ZrO 2 addition  concentration,  the  greater  the resistance value at room temperature and the resulting thermistor constant.
Keywords: Thermistor, NTC, Fe 2 O 3 , ZrO 2 , solid state reaction.

## PENDAHULUAN
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi  dewasa  ini  terus  mengalami  kemajuan khususnya di bidang elektronika. Bahan-bahan dasar dalam  pembuatan  komponen-komponen  elektronik diantaranya  berasal  dari  mineral  alam  yang  diolah hingga  membentuk  piranti.  Salah  satu  mineral adalah mineral yarosit. Mineral yarosit  mengandung 60 % Fe 2 O 3 [12]. Mineral yarosit banyak terdapat di Provinsi Jawa Barat, Sumatera Barat dan Kalimantan.  Pada  umumnya  besi  diperoleh  dalam bentuk magnetit (Fe 3 O 4 ), hematit (Fe 2 O 3 ), geotit, limonit, atau siderite [5].Oksida  besi  hematit (Fe 2 O 3 )  ini  telah  diteliti  untuk  digunakan  sebagai bahan utama termistor.
Termistor  dapat  digunakan  sebagai  sensor suhu  yang  memiliki  sensitivitas  tinggi  terhadap perubahan suhu  [13].Termistor terdiri dari dua jenis yaitu Positive  Temperature  Coefficients (PTC)  dan Negative Temperature Coefficients (NTC). Negative Thermistor  Coefficient (NTC)  merupakan  jenis termistor yang mengalami penurunan tahanan ketika suhu meningkat [6] .Oleh sebab itu, Termistor NTC memiliki banyak aplikasi,  yaitu sebagai  sensor suhu pada air–  conditioner (AC),  perangkat  elektronik,
pengukur  suhu,  pembatas  arus  listrik,  sensor  aliran air, dan sensor tekanan [14].
Termistor biasanya diproduksi  dalam  bentuk film tipis,  film tebal  dan pelet.  Pembuatan  termistor dengan  teknik screen  printing pada  substrat  akan menghasilkan  termistor  dalam  bentuk  film  tebal. Sedangkan  pembuatan  termistor  dengan  cara pressing  sintering akan  menghasilkan  termistor dalam  bentuk  pelet.  Termistor  yang  memiliki kualitas  baik  adalah  termistor  dengan  respon  yang cepat  terhadap  perubahan  temperaturnya.  Termistor memiliki  dua  konstanta  yang  paling  penting,  yaitu konstanta termistor (B) dan sensitivitas termistor (α). Kedua  konstanta  tersebut  yang  akan  menentukan kelayakan  termistor  untuk  dapat  digunakan  secara komersial.  Besar  nilai  konstanta  termistor  (B)  yang umum beredar secara komersial adalah ≥ 2000K [4]. Karakteristik  termistor  dapat  direkayasa dengan  doping.  Rekayasa  karakteristik  termistor dalam  bentuk  pelet  telah  dilakukan  oleh  Suhendi, dkk.  2007  tentang  pengaruh  penambahan  Al 2 O 3 terhadap  karakteristik  keramik  CuFe 2 O 4 untuk termistor NTC. Penambahan doping Al 2 O 3 adalah 0, 0,25  dan  0,75  %  berat  masih  memiliki  nilai konstanta  termisor  dan  tahanan  pada  suhu  ruang yang  kecil  berturut-turut  adalah  2548K,  2378K,
2590K dan 290 Ωcm ,217 Ωcm,818 Ωcm. Sehingga aplikasi  termistor  terbatas  yaitu  hanya  dapat digunakan  pada  lingkungan  dengan  jangkauan  suhu yang rendah.
Karakteristik  termistor  dapat  direkayasa dengan  doping  ZrO 2 yang  ditambahkan  pada  bahan dasar  Fe 2 O 3 .  Keramik  ZrO 2 biasanya  diperoleh  dari pasir zirkon (ZrSiO 4 ) yang banyak terdapat di Pulau Bangka  dan    Belitung  serta  pulau  Kalimantan. Keramik  ZrO 2 memiliki  konduktivitas  termal  yang relatif  kecil  yaitu  2,7  W/m.K.  Secara  kimia  ZrO 2 sangat  stabil  yang  tahan  terhadap  lingkungan  [10]. Keramik  ZrO 2 ini juga  memiliki  konduktivitas  yang lebih  rendah.  Jika  ZrO 2 ditambahkan  pada  bahan dasar    Fe 2 O 3 diharapkan  bisa  menaikkan  nilai tahanan  hingga  menghasilkan  nilai  konstanta termistor yang lebih besar  ≥2000K.
Penelitian  ini  menggunakan  bahan  dasar Fe 2 O 3 dari  mineral  yarosit  dan  bahan  doping  ZrO 2 hasil sintesis dengan metode sol gel dari bahan lokal zirkon.  Dopan  ZrO 2 (dopan)  ditambahakan  dengan konsentrasi  yang  berbeda  yaitu  0%,  1%  dan  3%. Berdasarkan  latar  belakang  yang  disampaikan, pengaruh  penambahan  ZrO 2 terhadap  karakteristik termistor    NTC  berbahan  dasarFe 2 O 3 dari  mineral yarosit dipelajari.
1. Keramik
Keramik  adalah  campuran  dari  padatan  yang dibentuk  dengan  memanfaatkan  panas,  kadang- kadang  panas  dan  tekanan,  terdiri  dari  satu  unsur logam dan non logam atau kombinasi sedikitnya dua unsur  zat  padatan  non  logam  atau  kombinasi  dari sedikitnya  dua  unsur  padatan  non  logam  dan  unsur logam    [1].  Keramik  dapat  didefinisikan  sebagai senyawa  padatan  yang  dibuat  guna  aplikasi  panas atau  bahkan  panas  dan  tekanan,  yang  terdiri  dari paling  sedikit  dua  elemen    yaitu  logam  dan  bukan logam  ;  oksida,  nitrit,  dan  karbida    atau  unsur padatan  bukan  logam  [1],[3].    Pada  umumnya keramik memiliki sifat sebagai berikut : keras, tahan lama , rentan  terhadap thermal  shock, tahan  api, memiliki  kestabilan  kimia,  dan  bukan  magnetik [1],[8].
Sifat bahan salah satunya keramik, bergantung  pada  susunan  atomik  secara  geometri dan  interaksi  antara  atom–atom  atau  molekul– molekul  penyusunnya.  Berdasarkan  keteraturannya, susunan atomik bahan dibagi menjadi dua jenis yaitu susunan  atomik  yang  panjang  dan  teratur  disebut sebagai  material  kristalin  dan  susunan  atomik  yang pendek  dan  tidak  teratur  disebut  sebagai  material amorf  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  Gambar  1. Keramik  memiliki  atom  –  atom  atau  molekul  – molekul yang saling berikatan dengan gaya Coulomb
dan  pada  umumnya  keramik  merupakan  material kristalin.
Gambar 1. Material kristalin (a) Material amorf (b) [1].
Material  kristalin  terdiri  dari  dua  jenis,  yaitu kristal  tunggal  dan  polikristalin.  Kristal  tunggal adalah  material  kristalin  yang  sempurna  dan  merata di  seluruh  permukaan  tanpa  cacat.  Sedangkan polikristalin  merupakan  kumpulan  dari  kristal tunggal yang membentuk butir. Sehingga polikristalin  memiliki  batas  butir  yang  merupakan batas  antar  butir  yang  membagi  daerah  yang  satu dengan daerah yang lainnya seperti yang ditunjukkan  pada  Gambar    2.  Ukuran  dan  bentuk butir  merupakan  struktur  mikro  dari  keramik sehingga  akan  menghasilkan  keramik  dengan  sifat tertentu sesuai dengan tujuan pembuatan.
Gambar 2. Skema polikristalin[1]
Berdasarkan  jenisnya,  keramik  terdiri  dari dua  jenis  yaitu  keramik  tradisional  dan  keramik modern.  Keramik  tradisional  merupakan  keramik yang dibuat dari bahan dasar  mentah ( raw material) seperti  tanah  liat  dengan  produk  yang  dihasilkan adalah  porselen,  bata,  genteng.  Keramik  tradisional
pada  umumnya  dibuat  dengan  beberapa  cara  yaitu; powder pressing, hydroplastic forming, slip casting, dan tape  casting dimana  keempat  cara  tersebut memerlukan pembakaran pada suhu tinggi. Karakeristik  keramik  tradisional  pada  umumnya memiliki  mikrostruktur  yang  berporos,  tidak seragam, dan multiphase [1]. Keramik  modern  merupakan  keramik  yang dibuat dari pasangan oksida, karbida, perovskite, dan bahkan  bahan  sintesis  kompleks  [1]  produk  yang dihasilkan  adalah  alat  untuk  perangkat  elektronik, komputer,  dan  industri.  Keramik  modern  pada umumnya  dibuat  menjadi  dua  bentuk  yaitu;  pelet atau bulk dengan menggunakan proses sintering dan piringan  atau  film  dengan  menggunakan  teknik screen  printing .  Produk  –  produk  yang  dibuat  dari bahan keramik  yaitu  gunting,bata, porselen, dan vas kaca dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar  3.  Produk  –  produk  yang  dibuat dari  bahan  keramik  yaitu  gunting,bata, porselen, dan vas kaca [3].
2. Termistor NTC
Termistor adalah resistor yang nilai resistansinya dipengaruhi oleh perubahan temperatur  [9].  Berdasarkan  respon  suhu  yang dihasilkan, termistor dibagi  menjadi dua jenis,  yaitu Positive  Temperature  Coefficients (PTC)  dan Negative Temperature Coefficients (NTC). Negative Thermistor  Coefficient (NTC)  merupakan  jenis termistor  dimana  ketika  suhu  meningkat  maka hambatan  termistor  akan  menurun  [6].  Termistor memiliki  karakteristik  yang  khas  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 4. Grafik Hubungan antara Temperatur  (T)  dan  Resistivitas  listrik  (R) untuk  thermistor  NTC  dan  sensor  lainnya [15].
Resistansinya akan berkurang secara eksponensial jika suhu termistor bertambah. Hubungan  antara  tahanan  dan  suhu  termistor ditunjukkan pada Persamaan 1 [15]
𝑅 = 𝑅 0 exp  ( 𝐵 𝑇 ) (1) (1)
Keterangan:
R = Tahanan termistor (Ω) R 0 =Tahanan termistor pada    suhu  awal (Ω) B = konstanta termistor (K) T = Temperatur (K) Konstanta termistor pada bahan
dipengaruhi  oleh  energi  aktivasi  bahan  itu  sendiri, sehingga  konstanta  termistor  pada  Persamaan  1 dapat ditulis menjadi Persamaan 2  [15]
𝐵 = 𝜀𝐴 𝐾 (2) (8)
dengan 𝜀 𝐴 adalah  energi  aktivasi  (eV)  dan  K  adalah konstanta boltzman (eV/K).  Dari persamaan (1) dan (2)  konstanta  B    ditentukan  oleh  dua  titik  ( 𝑅 𝑇 , 𝑇) dan ( 𝑅 0 , 𝑇) dapat dicari dengan Persamaan 3:
𝐵 = 𝑇.𝑇0 𝑇−𝑇0 𝑙𝑛 𝑅0 𝑅𝑇 (3) (9)
Sehingga  konstanta  B  ini  dapat  ditentukan menggunakan  kemiringan  dari  grafik  hubungan antara  ln  R  dengan  1/T.Kemudian  konstanta sensitivitas termistor (α) dapat ditentukan menggunakan Persamaan 4,
2 100% B T     (4)
(10)
Semakin  besar  harga  α  dan  B,  kualitas  termistor semakin  bagus.  Besar  nilai  konstanta  termistor  (B) yang umum beredar secara komersial adalah ≥ 2000 K  [4].  Bentuk  umum  termistor  dapat  dilihat  pada Gambar 6.
Gambar 6. Termistor NTC [2].

## 3. Sintering
Sintering  adalah  suatu  proses  perlakuan panas  terhadap  suatu  bahan  atau  material  yang dilakukan dibawah titik leleh bahan tersebut. Pada tahap pembuatan bahan keramik, proses pembakaran  merupaka  proses  yang  sangat menentukan  sifat  bahan.  Proses  sintering  juga untuk  mereaksikan  bahan-bahan  penyusun  baik bahan  keramik  maupun  bahan  logam  yang nantinya akan  membentuk fase kristal baru  sesuai dengan yang diinginkan [7].
Gambar 5. Tahapan Sintering
Berdasarkan  fasa  bahan, sintering dibagi menjadi  dua  jenis,  yaitu sintering fasa  cair  dan sintering fasa padatan. Sintering fasa cair merupakan proses sintering jika  bahan  yang  disinter mengandung  cairan.  Sedangkan sintering fasa padatan merupakan proses sintering jika bahan yang disinter  tidak  mengandung  cairan  atau  berbentuk serbuk [1].

## METODE PENELITIAN
1. Rancangan penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  secara  eksperimen dan  metode  yang  digunakan  adalah  reaksi  antar padatan  ( solid  state  reaction ),  serbuk  Fe 2 O 3 dan ZrO 2 dicampur  kemudian  digerus  hingga  homogen selama  ±  30  menit.  Campuran  kemudian  di press dengan tekanan 60 ton/cm 2 hingga membentuk pelet pada  cetakan  berdiameter  8  mm.  Pelet  tersebut disinter  pada  suhu  1200 o C  selama  3  jam  di  dalam tungku  dengan  atmosfer  udara.  Pelet  hasil  sintering dilapisi  perak  untuk  pembuatan  elektroda.  Untuk mengetahui karakteristik listrik dilakukan mengukur tahanan  listrik  dengan  pengontrol  suhu  dan multimeter  sehingga  diperoleh  resistansi  pada berbagai  suhu.  Analisis  struktur  kristal  dan  struktur mikro  masing-masing  dilakukan  menggunakan  alat XRD  ( X-Ray  Diffractometer) dan  SEM  ( Scan Electron Microscope ).
2. Waktu dan Tempat Penelitian
a). Waktu Penelitian
Waktu  penelitian  ini  dilakukan  pada  tanggal 16 Februari 2017 s/d 15 Mei 2017.
b). Tempat Penelitian
Tempat  penelitian  dilakukan  di  PSTNT- BATAN  Bandung  (Pusat  Sains  dan  Teknologi Nuklir  Terapan  –  Badan  Tenaga  Nuklir  Nasional Bandung)  yang  terletak  di  Jl.  Tamansari,  No.71, Bandung  40132.  Telp:  +62  22  250  3997,  Fax:  +62 22 250 4081, E-mail: pstnt@batan.go.id.
3. Variabel Penelitian
Variabel  dalam  penelitian  ini  terdiri  dari variabel  bebas,  variabel  terikat  dan  variabel terkontrol,
a. Variabel bebas
Perbandingan  komposisi    serbuk  Fe 2 O 3 dan ZrO 2 adalah 100% : 0%; 99% : 1% dan 97% : 3%.
b. Variabel terkontrol
Adapun  variabel  terkontrol  dalam  penelitian ini antara lain:
1).  Proses  sintering  pelet  hasil  campuran  Fe 2 O 3 dan ZrO 2 pada suhu 1200 o C selama 3 (dua) jam di udara tungku
2).  Pemanasan  pelet  hasil  sintering  yang  dilapisi perak pada suhu 600 o C selama 10 menit. c. Variabel terikat
Variabel  terikat  dalam  penelitian  ini  adalah struktur Kristal dan  sifat listrik termistor NTC  yaitu konstanta termistor, tahanan suhu ruang, sensitivitas dan energi aktivasi.
d. Prosedur Penelitian
Posedur  penelitian  terdiri  dari  alat  dan  bahan yang  digunakan.  Alat-alat  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  neraca  digital,  penggerus,  alat press,  termokopel  digital,  alat  screen  printing, mikrometer sekrup, tungku pembakaran, termokopel
digital, hot  plate .      Bahan-  bahan  yang  digunakan adalah rerbuk Fe 2 O 3 ZrO 2 dan pasta perak.
e. Pelaksanaan Penelitian
Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

## a).Pembuatan pelet keramik termistor NTC
Tahap  pembuatan  pelet  keramik  termistor NTC  yaitu  kedua  bahan  Fe 2 O 3 dan  ZrO 2 ditimbang dengan  tiga komposisi yang  berbeda  yaitu Fe 2 O 3 :ZrO 2 ,1  gr  :  0  gr;  Fe 2 O 3 :ZrO 2 0,99  gr:0,01  gr; Fe 2 O 3 :ZrO 2 0,97  gr  :  0,03  gr  masing-masing  bahan dicampur dan digerus hingga kedua bahan tercampur sampai  homogen  ±  selama  30  menit.  Serbuk  hasil campuran  dipress  pada  tekanan  60  ton/cm 2 pada cetakan berdiameter 8  mm  hingga  membentuk pelet mentah  dan  disintering  pada  suhu  1200 o C  selama  3 (tiga)  jam  di  dalam  tungku  dengan  atmosfer  udara. Pelet  hasil sintering dilapisi dengan perak kemudian dibakar  pada  suhu  600 o C  selama  10  menit menggunakan  tungku  pemanas    agar  pasta  perak dapat  menempel  dengan  kuat  di  atas  permukaan pelet.
b). Tahap karakterisasi
Pelet  termistor  yang  telah  dilapisi  dengan perak  akan  diukur  karakteristik  sifat  listriknya. Pengukuran  ini  dilakukan  dari  suhu  40 o C  sampai suhu  100 o C  dengan  interval  5 o C.  Perubahan  suhu naik  dan  suhu  turun  dapat  dilihat  pada  pengontrol suhu  digital  dengan  cara  mengatur  suhu  pada hot plate .  Nilai  resistansi  (R)  yang  tercatat  pada  setiap kenaikan  5 o C  akan  terlihat  pada  multimeter. Karakterisasi  menggunakan  XRD  yaitu  untuk menentukan struktur kristal dan SEM untuk struktur mikro  termistor    NTC  dari  campuran  Fe 2 O 3 dan ZrO 2 . f. Teknik pengumpulan data Teknik  pengumpulan  data  dilakukan  dengan teknik pengumpulan data langsung dan pengumpulan  data  tidak  langsung.  Data  yang diperoleh secara langsung adalah nilai intensitas dari 2θ  menggunakan  alat  uji  karakterisasi  XRD,  bentuk mofologi    menggunakan  alat  uji  karakterisasi  SEM dan nilai tahanan listrik termistor menggunakan alat uji  karakterisasi  listrik.  Data  yang  diperoleh  secara tidak  langsung  yaitu  ukuran  butir  dari  sampel, parameter kisi dan konstanta termistor.
g. Teknik analisa data Berdasarkan  data  karakterisasi  menggunakan XRD  dapat  menganalisa  struktur  kristal  dari  pelet keramik termistor NTC. Berdasarkan data karakterisasi  menggunakan  SEM  dapat  diperoleh secara  langsung  bentuk  morfologi  permukaan  pelet keramik termistor NTC. Selanjutnya berdasarkan uji karakterisasi  sifat  listrik    memalui  alat  ukur multimeter dan pengatur suhu termokopel. Langkah-
langkah  yang  dilakukan  dalam  analisis  data  adalah sebagai berikut:
1).  Berdasarkan  harga  sudut  2θ  dan  I  dari karakterisasi  dengan  alat  XRD    diperoleh  struktur kristal  dari  keramik  termistor  NTC  menggunakan software match 3.
2). Berdasarkan hasil pencitraan dari SEM, diperoleh bentuk  morfologi  permukaan  dari  pelet  keramik termistor  NTC.  Ukuran  butir  partikel  dihitung dengan metode liner interface.
3).  Berdasarkan  pengukuran  tahanan  listrik  pelet keramik  termistor  NTC  dapat  diperoleh  data  niai tahanan  naik  (R n )  dan  nilai  tahanan  turun  (R t ) terhadap  perubahan  terperatur  setiap  5 o C.  Dari  data tersebut  akan  diplot  grafik  hubungan  antara  Ln  R terhadap 1/T dan memperoleh persamaan kemiringan garis untuk mendapatkan nilai konstanta termistor, sensitivitas, tahanan suhu ruang dan energi aktivasi.

## h. Diagram Alir Penelitian
Pembuatan  pelet  keramik  termistor  NTC terdiri  dari  beberapa  tahapan  yang  dilakukan, dimulai  dari  komposisi  serbuk  yang  digunakan, teknik  pencampuran,  penggerusan,  pengepressan, sintering hingga membentuk pelet keramik termistor NTC.  Kemudian  dilakukan  uji  karakteristik  seperti yang terlihat pada Gambar  7  diagram alir penelitian tentang pembuatan termistor NTC.

## Gambar 7. Diagram Alir Peneltian
HASIL DAN PEMBAHASAN a. Data karakterisasi Listrik
Karakterisasi hasil uji XRD keramik termistor NTC berbahan  dasar Fe 2 O 3 dari  mineral  yarosit  dan doping  ZrO 2 dilakukan  dalam  bentuk  pelet. Karakterisasi  XRD  yang  dilakukan  yaitu  tanpa
penambahan doping ZrO 2 , penambahan doping ZrO 2 1% dan penambahan doping 3%.
Karakterisasi  ini  dilakukan  untuk  mengetahui struktur Kristal yang terbentuk berdasarkan sudut 2θ dan intensitas yang dihasilkan. Intensitas puncak dan sudut 2θ dari masing-masing pelet keramik termistor NTC  tanpa  penambahan  doping,  penambahan doping  ZrO 2 1%  dan  penambahan  doping  ZrO 2 3% yaitu dengan menggabungkan ketiga grafik menggunakan Software  Match  3 seperti  pada Gambar 8.
Gambar 8. Hasil analisis pola XRD dari ketiga sampel
Berdasarkan  analisis  data  hasil  XRD  pelet keramik termistor NTC dari bahan dasar Fe 2 O 3 tanpa doping, dengan doping ZrO 2 1%, dengan penambahan  doping  ZrO 2 3%  memiliki  struktur Kristal  yang  sama  yaitu  struktur  hematit  hexagonal. Dapat  dikatakan  bahwa  penamahan  doping  ZrO 2 pada bahan kedalam keramik Fe 2 O 3 tidak mengubah struktur Kristal.

## b. Hasil karakterisasi SEM
Karakterisasi SEM dilakukan untuk mengetahui ukuran butir dari pelet keramik termistor NTC  dari  bahan  dasar  Fe 2 O 3 .  Karakterisasi dilakukan  pada  pelet  keramik  termistor  NTC  yaitu tanpa penambahan doping ZrO 2 , dengan penambahan  doping  ZrO 2 1%  dan  penambahan doping  ZrO 2 3%.Ukuran  butir  dari  masing-masing pelet  keramik  termistor  NTC  dapat  dilihat  pada Tabel 1.
Tabel 1 . Ukuran butir keramik termistor NTC Penambahan Doping 0%. 1% dan 3%.
Penambahan Doping Ukuran Butir (µm) 0% 10.81 1% 11.51 3% 10.24
Keramik  termistor  NTC  dengan  doping  ZrO 2 1%  terlihat  ukuran  butir  membesar.  Hal  ini disebabkan  karena  efek  penambahan  doping  ZrO 2 yang  sebagian  mengaktivasi  pertumbahan  butir  dan sisanya  tersegregasi  dibatas  butir.  Penambahan doping  ZrO 2 3%  kedalam  bahan  Fe 2 O 3 terlihat bahwa  ukuran  butir  kembali  mengecil.  Hal  ini disebabkan karena dengan penambahan doping ZrO 2 3%  menyebabkan  partikel  ZrO 2 lebih  banyak tersegregasi dibatas butir sehingga dapat menghambat aliran pembawa muatan. c. Hasil uji tahanan listrik Pengaruh penambahan ZrO 2 terhadap karakteristik listrik termistor NTC yaitu mempengaruhi  nilai  konstanta  termistor  dan  nilai tahanan  pada  suhu  ruang.  Selain  itu  juga mempengaruhi  sensitivitas  pada  suhu  ruang,  dan energi aktivasi. Grafik hubungan Ln R terhadap 1/T dari ketiga sampel dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik hubungan Ln R terhadap 1/T dari ketiga sampel
Nilai  B  adalah  gradient  dari  grafik  dan  nilai konstanta  B. x merupakan  variabel  suhu  yaitu sebesar  1/T.  Untuk  menghitung  nilai  sensitivitas pelet  keramik  termistor  NTC  dapat  menggunakan Persamaan 5 dengan T=300K.
2 100% B T    

## (5)
Penamahan doping ZrO 2 1% dan 3% memiliki ukuran  butir  yang  lebih  besar  daripada  tanpa penambahan  doping.  Ini  disebabkan  karena  doping ZrO 2 yang  tersegregasi  dibatas  butir  sehingga  dapat menghambat aliran pembawa muatan dan menyebabkan  nilai  tahanan  semakin  besar.  Nilai tahanan  yang  besar  pada  doping  ZrO 2 1%  dan  3%
-4 -2 0 2 4 6 8 0.0026 0.0028 0.003 0.0032 0.0034 Ln R 1/T
menyebabkan pertambahan nilai konstanta termistor tahanan  pada  suhu  ruang,  sensitivitas  dan  energi aktivasi dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Karakterisasi listrik keramik termistor NTC penambahan doping 0%. 1% dan 3%.
Doping B (K) RT  (%) RT R (KΩ) A  (eV) 0% 3322 3.69 0.8057 0.286 1% 3645 4.05 4.527 0.314 3% 5873 6.25 3001.88  0.561
Pelet keramik dari campuran  Fe 2 O 3 dan  ZrO 2 yang  dibakar  pada  suhu  1200 o C  selama  3  jam diudara  tungku  dengan  penambahan  doping  3% memiliki  sensitivitas  yang  paling  baik.  Semakin besar  nilai  sensitivitas  termistor  yang  dihasilkan maka  semakin  baik  respon  termistor  terhadap perubahan suhu lingkungan.
Berdasarkan  Tabel  2  karakterisasi  listrik keramik termistor NTC penambahan doping 0% dan 1%  memiliki  tahanan  pada  suhu  ruang  yang  kecil sehingga  pada  penggunaannya  membutuhkan  daya yang  kecil  dan  dapat  digunakan  pada  rangkaian dengan  arus  yang  kecil.  Sedangakan  pelet  termistor NTC  dengan  penambahana  doping  3%  memiliki tahanan  pada  suhu  ruang  yang  besar  sehingga memungkinkan  untuk  penggunaan  pada  suhu lingkungan yang tinggi.
Berdasarkan hasil perhitungan energi aktivasi dari  pelet  keramik  termistor  NTC  dari  campuran Fe 2 O 3 dan  ZrO 2 dapat  dilihat  pada  Tabel  2.  Pelet keramik  termistor  NTC  tanpa  penambahan  doping dan  doping  ZrO 2 1%  memiliki  energi  aktivasi  yang kecil  menunjukkan energi  yang dibutuhkan elektron untuk  melompat  dari  pita  valensi  ke  pita  konduksi semakin  kecil.  Sedangkan  pelet  keramik  termistor NTC dengan penambahan doping ZrO 2 3% memiliki energi aktivasi yang lebih besar menunjukkan bahwa energi  yang  dibutuhkan  oleh  elektron  untuk melompat  dari  pita  valensi  dan  pita  konduksi semakin  besar.  Dapat  dikatakan  bahwa  semakin besar  penambahan  doping  ZrO 2 kedalam  keramik Fe 2 O 3 maka semakin besar energi aktivasi yang akan diperoleh.

## KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
1. Berdasarkan analisis data hasil XRD pelet keramik termistor  NTC  dari  bahan  dasar  Fe 2 O 3 tanpa doping,  dengan  doping  ZrO 2 1%,  dengan penambahan  doping  ZrO 2 3%  memiliki  struktur Kristal  yang  sama  yaitu  struktur  hematit hexagonal.
2. Pelet keramik termistor NTC dengan doping ZrO 2 1%  terlihat  ukuran  butir  membesar.  Hal  ini disebabkan  karena efek penambahan doping  ZrO 2 yang  sebagian  mengaktivasi  pertumbahan  sel  dan sisanya tersegregasi dibatas butir. Pada Gambar 3 dengan  penambahan  doping  ZrO 2 3%  kedalam bahan  Fe 2 O 3 terlihat  bahwa  ukuran  butir  kembali mengecil.  Hal  ini  disebabkan  karena  dengan penambahan  doping  ZrO 2 3%  menyebabkan partikel  ZrO 2 lebih  banyak  tersegregasi  dibatas butir sehingga dapat menghambat aliran pembawa muatan.  Ukuran  butir  berturut-turut  adalah  10.81 µm; 11.51 µm dan 10.24 µm untuk penamabahan ZrO 2 sebesar 0%, 1% dan 3%.
3. Pengaruh penambahan ZrO 2 terhadap karakteristik listrik  termistor  NTC  yaitu  mempengaruhi  nilai konstanta  termistor  dan  nilai  tahanan  pada  suhu ruang.  Selain  itu  juga  mempengaruhi  sensitivitas pada  suhu  ruang,  dan  energi  aktivasi.  Nilai konstanta  termistor  yang  diperoleh  berturut-turut adalah  3322  K,  3645  K  dan  5873  K.  Nilai konstanta termistor ini sudah memenuhi kebutuhan pasar yaitu ≥2000K.

## B. Saran
Keramik  termistor  dari  bahan  dasar  Fe 2 O 3 dengan  doping  ZrO 2 0%,1%  dan  3%  yang  disinter pada  suhu  1200 o C  selama  3  jam  di  dalam  tungku udara  memiliki  karakteristik  yang  baik  untuk digunakan  sebagai  termistor  NTC.  Namun  masih perlu  penambahan  data  SEM  yang  dilengkapi  EDX untuk  mengetahui  lebih  jelas  tentang  perubahan struktur  mikro  dan  posisi  ZrO 2 di  dalam  keramik yang  menyebabkan  perubahan  tahanan  listrik termistor.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Barsoum. M.W. (2003). Fundamental of Ceramic . USA : Department of Materials Engineering, Drexel University.
2.  Budiarto,  Hairil.,  2010. Pemanfaatan  Thermistor Untuk  Pengukuran  Suhu  Ruang. Jurnal Universitas Trunojoyo Madura.
3. Callister,  W.  D.  (2007). An  introduction  material science  and  engineering. (Edisi  Ketujuh),
United  States  of  America:  John  Wiley  & Sons, Inc.
4.  Dede,  T.,Syarif,  G.  D.,  &  Karim,  S.  (2007). Karakteristik  keramik  termistor  NTC  dari pasir yarosit yang berstruktur hematit dengan penambahan oksida mangan .Prosiding
Seminar  Nasional  Sains  dan  Teknologi Nuklir  PTNBR-BATAN  Bandung,  17-18  juli 2007.
5.  Firnando,  H.  G.  &  Astuti.  2015.  Pengaruh  Suhu Pada  Proses  Sonikasi  Terhadap  Morfologi Partikel Dan Kristalintas Nanopartikel Fe 3 O 4 . Jurnal  Fisika  Unand4  (1);  terbit:  1 Januari  2015  ISSN  :  2302  –  8491 .
Universitas Andalas, Padang.
6.   Luo, Ying. dkk. (2009). NTCR behavior of La  – doped  BaBiO3  ceramics. Research  Article Advances in Materials Science and Engineering, Hindawi Publishing corporation.
7.  Ramlan  &  Bama,  Ahmad.  Aminudin.  (2011). Pengaruh  Suhu  dan  Waktu  Sintering Terhadap  Sifat  Bahan  Porselen  Untuk Bahan Elektrolit Padat (Komponen Elektrolit). Jurnal  penelitian  sains  14  (3B). Fisika FMIPA Universitas Sriwijaya.
8. Sahoo, S., Parashar, S. K. S, & Ali, S. M. (2014). CaTiO3 nano ceramic for NTCR thermistor based  sensor  application. Journal  of Advanced  Ceramics  3  (2)  hal.117-124.
KIIT University, India.
9. Suhendi, dkk. 2007. Pengaruh Penambahan Al 2 O 3 terhadap  Karakteristik  Keramik  CuFe 2 O 4 untuk  Termistor  NTC .  Jurnal  Fisika  UPI terbit  11  juli  2007.  Universitas  Pendidikan Indonesia. Bandung.
10. Syarif., D.G. 2016. Nanopartikel dan Nanofluida Perpindahan  Panas  Sintesis,  Karakterisasi dan Aplikasi . Jakarta: BATAN Press.
11.  Syarif  D  G.  (2007). Karakterisasi  Keramik Termistor  Fe 2 O 3: 1mTi  hasil  sinter  dan perlakuan  panas .  Jurnal  Teknik  Mesin Trisakti Volume 9, no.1.
12.  Syarif,    D.  G.,  Guntur,  D.  S.  &Yamin,  M. (2005).  Pembuatan  keramik  termistor  NTC berbahan  dasar  yarosit  dan  evaluasi karakteristiknya. Prosiding
Seminar
Nasional Sains dan Teknik Nuklir.P3TkN  – BATAN, Bandung. .
13.  Warsito.  (2010). Analisis  resolusi  sensor temperatur  terintegrasi  IC  LM35  dan sensor  termistor .  Jurnal  Sains  MIPA  A 16(3),143-148.
14.  Wiendartun, Waslaluddin, & Syarif, D. G. 2013. Effect  of  MnO2  addition  on  characteristics of  Fe2TiO5  ceramics  for  NTC  thermistors utilizing  commercial  and  local  iron  oxide . Journal of The Australian Ceramic Society, 49  (2):  141-147 , Education  of  Indonesian University, Bandung.
15.  Wiendartun.,  dkk.  (2008). Pembuatan  dan karakterisasi keramik CuFe 2 O 4 untuk termistor NTC dengan menggunakan Fe 2 O 3 dari  mineral  yarosit  asli. Artikel  Balai Keramik  No.  8  Terbit  :  23  Juli  2008.