2.1 Pengertian Magnet
Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Magnet dapat dibuat dari bahan besi, baja, dan campuran logam serta telah banyak
dimanfaatkan untuk industri otomotif dan lainnya. Setiap magnet memiliki dua kutub, yaitu: utara dan selatan. Kutub magnet adalah daerah yang berada pada
ujung-ujung magnet dengan kekuatan magnet yang paling besar berada pada kutub-kutubnya.
2.2 Macam-Macam Magnet
Berdasarkan sifat kemagnetannya magnet dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu : a.
Magnet Permanen Magnet permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan
magnet yang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam karena memiliki sifat kemagnetan yang tetap.
b. Magnet Remanen
Magnet remanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan magnet yang bersifat sementara. Medan magnet remanen dihasilkan dengan cara
mengalirkan arus listrik atau digosok-gosokkan dengan magnet alam. Bila suatu bahan penghantar dialiri arus listrik yang dialirkan, besarnya medan
magnet yang dihasilkan tergantung pada besarnya arus listrik yang dialirkan. Medan magnet remanen yang digunakan dalam praktek
kebanyakan dihasilkan oleh arus dalam kumparan yang berinti besi. Agar medan magnet yang dihasilkan cukup kuat, kumparan diisi dengan besi
atau bahan sejenis besi dan sistem ini dinamakan electromagnet. Keuntungan electromagnet adalah bahwa kemgnetannya dapat dibuat
sangat kuat, tergantung dengan arus yang dialirkan. Dan kemagnetannya dapat dihilangkan dengan memutuskan arus listriknya
2.3 Sifat – Sifat Magnet Permanen
Sifat – sifat kemagnetan magnet permanen hard ferrite dipengaruhi oleh kemurnian bahan, ukuran butir grain size, dan orientasi kristal. Parameter
kemagnetan juga dipengaruhi oleh temperatur. Koersivitas dan remanensi akan berkurang apabila temperaturnya mendekati temperatur curie Tc dan akan
kehilangan sifat kemagnetannya Taufik, 2006
2.3.1 Koersivitas
Koersivitas digunakan untuk membedakan hard magnet dan soft magnet. Semakin besar gaya koersivitasnya maka semakin keras sifat magnetnya. Bahan
dengan koersivitas tinggi berarti tidak mudah hilang kemagnetannya. Tinggi koersivitas, juga disebut medan koersif, dan bahan feromagnetik. Koersivitas
biasanya diukur dalam oersted atau ampere meter dan dilambangkan Hc. Pooja, 2010
2.3.2 Remanensi
Remanensi atau keterlambatan adalah sisa medan magnet B dalam proses magnetisasi pada saat medan magnet H dihilangkan, atau remanensi terjadi pada
saat medan magnet H dihilangkan, atau remanensi terjadi pada saat intensitas medan magnet H berharga nol dan medan magnet B menunjukkan harga tertentu.
Bagaimanapun juga koersivitas sangat dipengaruhi oleh remanensinya. Oleh karena itu besar nilai remanensi yang dikombinasikan dengan besar koersivitas
pada magnet menjadi sangat penting Jiles, 1996 2.3.3 Temperatur Curie
Temperatur Curie Tc dapat didefinisikan sebagai temperatur kritis dimana fase magnetik bertransisi dari konfigurasi struktur magnetik yang teratur menjadi
tidak teratur Takanori, 2011
2.3.4 Medan Anisotropi HA
Medan anistropi HA, juga merupakan nilai intrinsik yang sangat penting dari magnet permanen karena nilai ini dapat di definisikan sebagai koersivitas
maksimum yang menunjukkan besar medan magnet luar diberikan dengan arah berlawanan untuk menghilangkan medan magnet permanen. Anistropi magnet
dapat muncul dari berbagai sebab seperti bentuk magnet, struktur kristal, efek strees, dan lain sebagainya konsorsium magnet.
2.4 Sifat Kemagnetan Bahan
Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam
komponen pembentuknya. Sifat-sifat kemagnetan bahan pada material magnet dapat diklasifikasikan antara lain ferromagnetik, ferrimagnetik, paramagnetik dan
diamagnetik.
2.4.1 Bahan Ferromagnetik
Ferromagnetik merupakan bahan yang memiliki nilai suseptibilitas magnetik positif yang sangat tinggi. Dalam bahan ini sejumlah kecil medan
magnetik luar dapat menyebabkan derajat penyearahan yang tinggi pada momen dipol magnetik atomnya. Dalam beberapa kasus, penyearahan ini dapat bertahan
sekalipun medan kemagnetannya telah dihilang. Hal ini terjadi karena momen dipol magnetik atom dari bahan-bahan ferromagnetik ini mengarahkan gaya-gaya
yang kuat pada atom disebelahnya. Sehingga dalam daerah ruang yang sempit, momen ini disearahkan satu sama lain sekalipun medan luarnya tidak ada lagi.
Daerah ruang tempat momen dipol magnetik disearahkan, tetapi arah penyearahnya beragam dari daerah sehingga momen magnetik total dari kepingan
mikrokopi bahan ferromagnetik ini adalah nol dalam keadaaan normal Tipler, 2001
Gambar 2.1 Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik
2.4.2 Ferrimagnetik
Pada bahan yang bersifat dipol yang berdekatan memiliki arah yang berlawanan tetapi momen magnetiknya tidak sama besar. Bahan ferrimagnetik
memiliki nilai susepbilitas tinggi tetapi lebih rendah dari bahan ferromagnetik, beberapa contoh dari bahan ferrimagnetik adalah ferrite dan magnetite Mujiman,
2004
Gambar 2.2 Momen Magnet Dari Sifat Ferimagnetik
2.4.3 Paramagnetik
Bahan paramagnetik adalah bahan – bahan yang memiliki suseptibilitas magnetik Xm yang positif dan sangat kecil. Paramanetik muncul dalam bahan
atom – atomnya memiliki momen magnetik hermanen yang berinteraksi satu sama lain secara sangat lemah. Apabila tidak terdapat medan magnetik luar, momen
magnetik ini akan berorientasi acak. Dengan adanya medan magnetik luar, momen magnetik ini arahnya cenderung sejajar dengan medannya, tetapi ini
dilawan oleh kecenderungan momen untuk berorientasi acak akibat gerak termalnya. Perbandingan momen yang menyearahkan dengan medan ini
bergantung pada kekuatan medan pada temperatur yang sangat rendah, hampir seluruh momen akan disearahkan dengan medannya Tipler, 2001
Gambar 2.3 Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik Karakteristik dari bahan yang bersifat paramagnetik adalah memiliki momen
magnetik permanen yang akan cenderung menyearahkan diri sejajar dengan medan arah magnet dan harga suseptibilitas megnetiknya berbanding terbalik
dengan suhu T adalah merupakan hukum curie Tipler, 2001
2.4.4 Diamagnetik
Bahan diamagnetik merupakan bahan yang memiliki nilai suseptibilitas negatif dan sangat kecil. Sifat diamagnetik ditemukan oleh faraday pada tahun
1846 ketika sekeping bismuth ditolak oleh kedua kutub magnet, hal ini memperlihatkan bahwa medan induksi dari magnet tersebut menginduksi momen
magnetik pada bismuth pada arah berlawanan dengan medan induksi pada magnet Tipler, 2001
2.5 Material Magnet Lunak dan Magnet Keras
Material magnetik diklasifikasikan menjadi dua yaitu material magnetik lemah atau soft magnetik materials maupun material magnetik kuat atau hard
magnetic materials.
2.5.1 Magnet Lunak Soft Magnetic
Bahan magnetik lunak soft magnetic dapat dengan mudah termagnetisasi dan mengalami demagnetisasi. Magnet lunak mempertahan kan sifat magnet. Magnet
lunak soft magnetic menunjukkan histerisis loop yang sempit, sehingga magnetisasi mengikuti variasi medal listrik hampir tanpa hysterisis loss. Magnet
lunak soft magnetic digunakan untuk meningkatkan fluks, yang dihasilkan oleh arus listrik didalamnya. Faktor kualitas dari bahan magnetik lunak adalah untuk
mengukur permeabilitas yang sehubungan dengan medan magnet yang diterapkan. Parameter utama lainnya adalah koersivitas, magnetisasi saturasi dan
konduktivitas listrik.
Gambar 2.4 Kurva histerisis magnet lunak soft magnetic Poja Chauhan, 2010 Bahan magnetik lunak ideal akan memiliki koersivitas rendah Hc, saturasi
yang sangat besar Ms, remanen Br nol, hysterisis loss dan permeabilitas yang sangat besar. Kurva histerisis bahan magnetik lunak ditunjukkan pada gambar 2.4.
beberapa bahan penting magnetik lunak diantaranya Fe, paduan Fe-Si, Ferit lunak MnZnFe
2
O
4
, besi silikon dll Poja Chauhan, 2010
2.5.2 Magnet Keras Hard Magnetic
Bahan magnet keras hard magnetic juga disebut sebagai magnet permanen yang digunakan untuk menghasilkan medan yang kuat tanpa menerapkan arus ke koil.
Magnet permanen memerlukan koersivitas tinggi, yang membutuhkan koersivitas tinggi. Dalam bahan magnet keras hard magnetic anisotropi diperlukan
magnetik uniaksial dan sifat magnetik berikut :
1. Koersivitas tinggi high coersivity : koersivitas, juga disebut medan
magnet koersif, dari bahan feromagnetik adalah intensitas medan magnet yang diterapkan atau diperlukan untuk mengurangi magnetisasi bahan ke
nol setelah magnetisasi sampel telah mencapai saturasi. Koersivitas biasanya diukur dalam satuan oersted atau ampere meter dan
dilambangkan Hc. Bahan dengan koersivitas tinggi disebut bahan ferromagnetik keras dan digunakan untuk membuat magnet permanen.
2. Magnetisasi besar large magnetization : proses pembuatan substansi
sementara atau magnet permanen, dengan memasukkan bahan medan magnet.
Gambar 2.5 kurva histerisis magnet keras hard magnetic Poja Chauhan, 2010
2.6 Magnet Keramik
Keramik adalah bahan – bahan yang tersusun dari senyawa anorganik bukan logam yang pengolahan melalui perlakuan dengan temperatur tinggi.
Kegunaannya adalah untuk dbuat berbagai keperluan desain teknis khususnya dibidang kelistrikan, elektronika, mekanik dengan
memamfaatkan magnet keramik sebagai magnet permanen, dimana material ini dapat menghasilkan medan magnet tanpa harus diberi arus listrik yang
mengalir dalam sebuah kumparan atau selonoida untuk mempertahankan medan magnet yang dimilikinya. Disamping itu, magnet permanen juga
dapat memberikan medan yang konstan tanpa engeluarkan daya yang kontinu.
Bahan keramik bersifat magnetik umumnya merupakan golongan ferit, yang merupakan oksida yang disusun oleh hematite α-Fe
2
O
3
sebagai
komponen utama. Bahan ini menunjukkan induksi magnetik spontan meskipun medan magnet dihilangkan. Material ferit juga dikenal sebagai
magnet keramik, bahan ini tidak lain adalah oksida besi yang disebut ferit besi ferrous ferrite dengan rumus kimia MO Fe
2
O
3
dimana M adalah Ba, Sr, atau Pb dengan reaksi kimia sebagai berikut :
6Fe
2
O
3
+ SrCO
3
6Fe
2
O
3
+ SrO CO
2
6Fe
2
O
3
+ SrO SrO . 6Fe
2
O
3
Ferit dapat digolongan menjadi tiga kelas. Kelas pertama adalah ferit lunak, ferit ini mempunyai formula MFe
2
O
3,
dengan M adalah Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn, Mg dengan struktur kristal seperti mineral spinel sifat bahan ini
mempunyai permeabilitas dan hambatan jenis yang tinggi, koersivitas yang rendah. Kelas kedua adalah ferit keras, ferit ini adalah turunan dari struktur
magneto plumbit yang dapat ditulis sebagai MFe
2
O
3
, dengan M adalah Ba, Sr, atau Pb. Bahan ini mempunyai gaya koersivitas dan remanen yang tinggi
dan mempunyai struktur kristal heksagonal dengan momen-momen magnetik yang sejajar dengan sumbu c. Kelas ketiga adalah ferit berstruktur
garnet, magnet ini mempunyai magnetisasi spontan yang bergantung pada suhu secara khusus. Strukturnya sangat rumit, berbentuk kubik dengan sel
satuan disusun tidak kurangdari 160 atom N. Idayanti dan Dedi, 2002 Barium heksaferrite merupakan keramik oksida komplek dengan
rumus kimia BaO.6Fe
2
O
3
atau BaFe
12
O
19.
Barium hexaferrite mempunyai kestabilan kimia yang bagus dan relatif murah dan kemudahan dalam
produksi. Walaupun kekuatan magnet heksaferit lebih rendah dibandingkan jenis magnet terbaru berbasis logam tanah jarang, magnet permanen hexa-
Ferrite Ba-ferrite dan Sr-ferrite masih menempati tempat teratas dalam pasar magnet permanen dunia baik dalam hal ini uang maupun berat
produksi. Barium hexa Ferrite BaO.6Fe
2
O
3
yang memiliki parameter kisi a = 5,8920 Angstrom, dan c = 23,1830 Angstrom. Gambar struktur kristal
barium hexa Ferrite BaO.6Fe
2
O
3
diperlihatkan pada gambar 2.6
Gambar 2.6 Struktur kristal BaO.6Fe
2
O
3
Moulson A.J, et all., 1985
Barium hexaferit dapat disintesa dengan beberapa metoda seperti kristalisasi gas, presipitasi hidrotermal, sol-gel, aerosol, copresipitasi dan
pemaduan mekanik. Diantara metoda ini pemaduangerus mekanik adalah ekonomis karena ketersedian bahan baku secara komersial dan relatif
murah. Selain itu, penanganan material relatif sederhana untuk proses pemaduan mekanik dan produksi skala besar dapat diimplementasikan
dengan mudah.
2.7 Metode Metalurgi Serbuk
Kategori