ix
DAFTAR GAMBAR No. Gambar
Judul Halaman
2.1 Arah domain dan kurva bahan Diamagnetik
8
2.2 Arah domain dan kurva bahan paramagnetik a.
Sebelum diberi medan magnet luar, b. Setelah diberi medan magnet luar.
9
2.3 Arah domain dan kurva bahan ferromagnetik
10
2.4 Arah domain dan kurva bahan anti ferromagnetik,
a Sebelum diberi medan luar, b Setelah diberi medan luar
12
2.5 Arah domain dan kurva bahan ferrimagnetik
12
2.6 Keberadaan permeabilitas magnet yang
dikaitkan dengan sifat magnetik bahan 13
2.7 Neodymium Magnet
14
2.8 Samarium-Cobalt Magnet
15
2.9 Keramik magnet
15
2.10 Plastik magnet
16
2.11 Magnet Alnico
17
2.12 Struktur kristal BaFe
12
O
19
19 2.13
Skema struktur kristal BaFe
12
O
19
20 2.14
Struktur Boron Trioksida 21
2.15 Pertumbuhan boron pada magnet ferit
22 2.16
a material magnetik lunak b material magnetik keras
25 2.17
a Sebelum sinter, partikel mempunyai permukaan masing-masing.
b Setelah
sinter hanya
mempunyai satu permukaan 30
2.18 Contoh grafik perhitungan ukuran distribusi partikel
31 2.19
Tiga nilai pada sumbu x D10, D50 dan D90 32
2.20 Diagram skematik alat Dilatometer
34 2.21
Geometri sebuah Difraktometer sinar – X
34 2.22
Garis gaya magnet 38
3.1 Diagram Alir Penelitian
41
3.2 Prinsip PSA dengan metode cair
48
3.3 Dilatometer hasil pengembangan.
.
49
3.4 Kurva histeris
50 3.5
Hasil spektra peaks XRD 51
4.1 Grafik distribusi ukuran partikel Barium heksaferit
digiling selama 0, 12, 24, dan 48 jam. 54
4.2 Histogram distribusi ukuran partikel Barium
heksaferit digiling selama a 0 jam, b 12 jam, c 24 jam, dan d 48 jam.
55
4.3 Distribusi partikel diukur dengan Particle Size
56
Universitas Sumatera Utara
x
Analyszer 4.4
Grafik perbandingan cumulative values distribusi ukuran serbuk Barium heksaferit
di bawah 10 µm pada waktu milling 12, 24, dan 48 jam.
56
4.5 Distribusi ukuran partikel Barium heksaferit
dengan penambahan B
2
O
3
sebanyak 0, 0.2, 0.5, 1.0, dan 2.0 berat digiling selama 48 jam
57
4.6 Histogram distribusi ukuran partikel Barium
heksaferit dengan penambahan B
2
O
3
sebanyak a 0 berat, b 0.2 berat, c 0.5 berat, d 1.0
berat, dan e 2.0 berat 57
4.7 Distribusi partikel Barium heksaferit dengan
penambahan B
2
O
3
diukur dengan Particle Size Analyszer
58
4.8 Grafik perbandingan cumulative values distribusi
ukuran serbuk Barium heksaferit di bawah 10
m pada dengan penambahan B
2
O
3
59
4.9 Grafik true density serbuk Barium heksaferit
digiling selama 0, 12, 24, dan 48 jam 60
4.10 Grafik true density Barium heksaferit
dengan penambahan B
2
O
3
60 4.11
Hubungan waktu, temperatur dan susut bahan pada pengujian Dilatometer magnet Barium heksaferit
komersil. 61
4.12 Foto morfologi dari serbuk Barium heksaferit
komersial 63
4.13 Foto morfologi dari serbuk Barium heksaferit
setelah penggilingan selama 48 jam 63
4.14 Foto morfologi dari serbuk Barium heksaferit
setelah pemberian imbuhan B
2
O
3
sebesar 0.5 berat
64
4.15 Foto morfologi dari pelet Barium heksaferit
komsersial disinter pada suhu 1100
o
C 65
4.16 Foto morfologi dari pelet Barium heksaferit
setelah penggilingan selama 48 jam disinter pada suhu
1100
o
C 65
4.17 Foto morfologi dari pelet Barium heksaferit
dengan penambahan aditif B
2
O
3
sebesar 0.5 berat disinter pada suhu 1100
o
C 66
4.18 Hasil SEM-EDX indikasi keberadaan sebaran
unsur pada serbuk Barium heksaferit + B
2
O
3
0.5 berat
68
4.19 Hasil SEM-EDX A Serbuk Barium heksaferit
original b Barium heksaferit
milling 48 jam c
Barium heksaferit +
B
2
O
3
69
Universitas Sumatera Utara
xi
4.20 Pola XRD dari serbuk Barium heksaferit
dan B
2
O
3
71 4.21
Pola XRD a serbuk Barium heksaferit komsersial,
b Barium heksaferit setelah penggilingan selama
48 jam, dan c setelah pemberian imbuhan B
2
O
3
sebesar 0.5 berat. 72
4.22 Pola XRD a pelet Barium heksaferit
komsersial, b Barium heksaferit
setelah penggilingan selama 48 jam, dan c setelah pemberian imbuhan B
2
O
3
sebesar 0.5 berat. 72
4.23 Grafik porositas dari bahan magnet Barium
heksaferit dengan penambahan B
2
O
3
74 4.24
Grafik bulk density dari bahan magnet Barium heksaferit
dengan penambahan B
2
O
3
sebanyak 0, 0.2, 0.5, 1.0, dan 2.0 berat digiling selama 48 jam
yang disinter pada suhu: 1100, 1150, dan 1200
o
C. 75
4.25 Kurva histerisis B-H curve dari magnet Barium
heksaferit dengan penambahan aditif B
2
O
3
0, 0.5, 1.0, dan 2.0 berat yang disinter pada suhu 1100
o
C dengan penahanan selama 1 jam. 77
4.26 Grafik flux density dari bahan magnet Barium
heksaferit dengan penambahan B
2
O
3
. 79
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR LAMPIRAN No. Lampiran
Judul Halaman
A Tabel Data Hasil pengujian True Density,
Porositas, Bulk Density, Flux Density, dan permeabilitas
L-1
B Hasil pengujian magnetik dengan menggunakan
permagraph L-2
C Hasil pengujian mikrostruktur menggunakan
Scanning Electron Microscope SEM-EDX
L-3 D
Hasil pengujian Particle Size Analysis PSA L-4
E Hasil pengujian X-Ray Difraction XRD dan
Match Report L-5
Universitas Sumatera Utara
iii
EFEK PENAMBAHAN BORON TERHADAP MIKROSTRUKTUR, SIFAT FISIS, DAN MAGNETIK
BARIUM HEKSAFERIT
ABSTRAK
Pada penelitan ini telah dilakukan studi efek penambahan B
2
O
3
pada material Barium heksaferit BaFe
12
O
19
serbuk komersial pencampuran dilakukan dengan metode dry milling menggunakan High Energy Milling melalui proses mechanical
alloying selama 48 jam. Variabel penelitian yang dilakukan adalah kosentrasi
B
2
O
3
sebagai subsitusi aditif Boron pada bahan Barium hexaferrite BaFe
12
O
19
sebanyak 0, 0.5, 1.0,dan 2,0 berat serta suhu sintering 1100, 1150, dan1200
o
C yang masing-masing ditahan selama 1 jam. Besaran-besaran yang diamati
meliputi ukuran partikel, true density, porositas, bulk density, flux density, kurva histerisis, analisa mikrostruktur dengan XRD, SEM, dan µXRF serta uji termal
material tersebut dengan menggunakan Dilatometer. Dari hasil pengamatan ukuran partikel menggunakan Particle Size Analyzer PSA dengan penambahan
B
2
O
3
dapat memperkecil ukuran partikel Barium heksaferit yaitu 72.29 dari ukuran awalnya. Suhu sintering terbaik diperoleh adalah 1100
o
C. Hasil identifikasi pola sinar-X XRD Barium heksaferit dalam penelitian ini memiliki
struktur tunggal BaFe
12
O
19.
Morfologinya relatif homogen dengan bentuk partikel menyerupai batang dengan ukuran partikel 0.375 - 2.75 µm. Magnet Barium
heksaferit relatif padat dengan porositas 8, bulk density berkisar 3.66 – 4.18
gcm
3
, flux density magnetik berkisar 463.9 – 832.5 Gauss, remanensi B
r
1.64 - 2.28 kGauss, koersivitas H
CB
2.11 – 2.85 kOe dan BH
max
0.30 - 2.18 MGOe. Kondisi terbaik pada penelitian ini adalah penambahan B
2
O
3
sebesar 0.5 berat. Kata kunci: Magnet Permanen, Barium heksaferit, Aditif Boron, Sifat Magnetik
Universitas Sumatera Utara
iv
EFFECT OF BORON ADDITION ON MICROSTRUCTURE, PHYSICAL PROPERTIES, AND MAGNETIC OF BARIUM
HEXAFERRITE
ABSTRACT
Study effect of B
2
O
3
addition of Barium hexaferrite material BaFe
12
O
19
commercial powder mixing with dry milling method using the High Energy Milling through the process of mechanical alloying for 48 hours. Variables
research is concentration B
2
O
3
as additive, Boron substitution in Barium hexaferrite BaFe
12
O
19
is 0, 0.5, 1.0, and 2.0 wt and the sintering temperature 1100, 1150, and 1200
o
C held for 1 hour. Observed magnitudes include particle size, true density, porosity, bulk density, flux density, hysteresis curves,
microstructure analysis by XRD, SEM, and XRF and thermal analysist with Dilatometer. Distribution of particle size using Particle Size Analyzer PSA, and
the addition of B
2
O
3
can reduce the particle size of barium hexaferrite ie 72.29 of its initial size. The best sintering temperature is 1100
o
C. In this study identification of the X-ray Difraction XRD Barium hexaferrite have a single
structure BaFe
12
O
19
, morphology of Barium hexaferrite relatively homogeneous with a particle size is 0.375 - 2.75 µm. Porosity of Barium hexaferrite magnets
8, bulk density ranges from 3.66 – 4.18 gcm
3
, the magnetic flux density ranges from 463.9 - 832.5 Gauss, remanensi Br 1.64
– 2.28 kGauss, coercivity H
CB
2.11 - 2.85 kOe and BH
max
0.30 to 2.18 MGOe. The best conditions in this study is 0.5 wt B
2
O
3
aid.
Keywords :
Permanent magnets, Barium ferrite, Aditive Boron, Magnetic Properties
Universitas Sumatera Utara
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
