Kelompok atom yang menyejajarkan dirinya dala suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain
yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang
dihasilkan tiap domain saling meniadakan. Bahan feromagnetik jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini
akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet luar. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya
medan magnet dalam bahan feromagnetik akan kuat semakin kuat. Setelah seluruh domain terarahkan, penambahan medna magnet luat tidak member pengaruh apa-apa
karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan keadaan jenuh atau saturasi.
Permeabilitas bahan feromagnetik adalah µ µ dan suseptibilitas magnetiknya
χ
m
0. Contoh bahan feromagnetik adalah besi, baja, besi silicon, dan lain-lain. Sifat kemagnetan bahan feromagnetik ini akan hilang pada temperature yang disebut
temperature Curie. Temperatur Curie untuk besi lemah adalah 770°C dan untuk baja adalah 1043°C Kraus, 1970.
2.3 Magnet Praseodymium Iron Boron PrFeB
Secara umum dikenal sebagai magnet tanah jarang, magnet Praseodymium Iron
Boron PrFeB adalah merupakan paduan yang berasal dari grup Lantanida pada
sistem periodik unsur. Magnet Praseodymium Iron Boron PrFeB adalah magnet bumi yang terbuat dari paduan unsur praseodymium, besi dan boron untuk
membentuk struktur kristal tetragonal Pr
2
Fe
14
B. Dikembangkan pada tahun 1982 oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals, magnet PrFeB adalah magnet
permanen paling kuat yang dibuat Fraden,2010. Mereka telah menggantikan jenis magnet lain dalam banyak aplikasi dalam produk modern yang membutuhkan magnet
permanen yang kuat, seperti motor dalam alat nirkabel, hard disk drive, dan alat pengunci magnetik.
Universitas Sumatera Utara
Struktur kristal tetragonal Pr
2
Fe
14
B memiliki anisotropi magnetokristalin uniaksial yang sangat tinggi. Hal ini memberikan potensi pada senyawa Pr
2
Fe
14
B untuk memiliki koersivitas tinggi ketahanan untuk didemagnetisasi. Senyawa ini juga
memiliki magnetisasi saturasi tinggi JS ~ 1,6 T atau 16 kG dan biasanya 1,3 tesla. Oleh karena itu, sebagai kepadatan energi maksimum sebanding dengan Js
2
, fase magnetik ini memiliki potensi untuk menyimpan sejumlah besar energi magnetik
BHmax ~ 512 kJm
3
atau 64 MGOe, jauh lebih besar dari magnet samarium kobalt SmCo, yang merupakan jenis pertama dari magnet tanah jarang yang
dikomersialkan. Dalam prakteknya, sifat magnetik dari magnet praseodymium bergantung pada komposisi paduan, struktur mikro, dan teknik manufaktur yang
digunakan. Beberapa sifat penting yang digunakan untuk membandingkan magnet permanen
adalah remanensi Br yaitu ukuran kekuatan dari medan magnet; koersivitas Hc yaitu ketahanan material terhadap demagnetisasi; energi produk BHmax yaitu
kerapatan energi magnet, dan temperatur Curie Tc yaitu temperatur saat material kehilangan sifat magnetnya. Magnet praseodymium memiliki remanensi yang sangat
tinggi, juga memiliki koersivitas dan energi produk yang tinggi pula jika dibandingkan dengan magnet tipe lain. Namun juga memiliki temperature Curie yang
rendah. Tabel di bawah ini memperlihatkan performansi magnetik magnet Praseodymium dibandingkan dengan magnet permanen tipe lain.
Tabel 2.1 Perbandingan sifat magnetik beberapa magnet permanen
Magnet B
r
T H
c
j
kAm BH
max
kJm
3
T
C
°C
Pr
2
Fe
14
B sintered 1.0
–1.4 750
–2000 200
–440 310
–400 Pr
2
Fe
14
B bonded 0.6
–0.7 600
–1200 60
–100 310
–400 SmCo
5
sintered 0.8
–1.1 600
–2000 120
–200 720
SmCo, Fe, Cu, Zr
7
sintered 0.9
–1.15 450
–1300 150
–240 800
Alnico sintered 0.6
–1.4 275
10 –88
700 –860
Sr-ferrite sintered 0.2
–0.4 100
–300 10
–40 450
Universitas Sumatera Utara
Saat ini, antara 45.000 dan 50.000 ton dari magnet praseodymium sintered diproduksi setiap tahun, terutama di Cina dan Jepang. Pada 2011, Cina memproduksi
lebih dari 95 dari unsur tanah jarang, dan menghasilkan 76 dari total magnet tanah jarang dunia Chu, 2011. Ada empat cara pembuatan magnet PrFeB, yaitu:
1. Sintered, serbuk magnet dikompaksi di dalam cetakan kemudian dibakar,
hingga serbuk berubah bentuk menjadi material padat. 2.
Compression Bonded, teknik ini digunakan untuk membuat magnet dengan kebutuhan bentuk yang rumit. Serbuk magnet dicampur dengan material
plastik, kemudian dicetak dan dikeringkan. Meskipun memiliki enenrgi produk yang lebih kecil dibanding dengan magnet sinter, namun metode ini
menghasilkan magnet yang dapat dibentuk dalam bentuk kompleks. 3.
Injection Moulded, serbuk magnet dicampur dengan material plastik kemudian dicetak dengan cara injeksi. Memiliki energi produk yang lebih kecil dibanding
magnet kompresi namun dapat dibentuk dalam bentuk yang lebih rumit dan kompleks.
4. Extruded, metode yang tidak terlalu populer saat ini, serbuk magnet dicampur
dengan material plastik sehingga bersifat fleksibel dan dicetak dalam bentuk lembaran.
2.4 Bonded Magnet Praseodymium Iron Boron PrFeB
