28
3.3 Diagram Alir Penelitian
Alur proses kerja yang dilakukan dalam pembuatan bonded magnet NdFeB akan ditunjukkan seperti pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Bonded Magnet NdFeB
Mulai
Powder Magnet NdFeB Type MQP-B
ρ = 5.6 – 6.0 grcm
3
Powder Polyvinyl Butyral PVB
ρ = 1.08 grcm
3
Pencampuran Powder Magnet NdFeB dengan Binder Polyvinyl Butyral PVB
dengan Komposisi 98:2, 96:4, 94:
6, 93:7 Selama ±30 menit
Proses Kompaksi
Karakterisasi Sifat Fisis : Bulk Density
Struktur Mikro Menggunakan SEM-EDX
Magnetisasi
Karakterisasi Sifat Magnet : Kuat Medan Magnet
VSM .
Hasil Total Massa
Sampel 8 gr
Hydraulic Press : F = 8 Tonf
T = 160 C
t = 20 menit
Universitas Sumatera Utara
29
3.4 Prosedur Penelitian
Pada prosedur penelitian yang dilakukan dalam pembuatan bonded magnet NdFeB dengan binder Polyvinyl Butiral PVB dimulai dengan tahap
pencampuaran bahan baku, proses kompaksi, pengeringan sampel, dan magnetisasi.
3.4.1 Pencampuran Bahan Baku
Bahan baku magnet NdFeB yang digunakan pada bonded magnet NdFeB ini adalah Neodymium Iron Boron NdFeB sedangkan binder yang digunakan adalah
powder Polyvinyl Butyral PVB. Pada tahapan preparasi, sampel bonded magnet ditimbang menggunakan neraca dengan perbandingan komposisi NdFeB dan
binder PVB 98:2, 96:4, 94:6 dan 93:7 berat dengan total massa sampel uji sebesar 8 gram. Pencampuaran bahan baku NdFeB dengan bahan baku binder
menggunakan Spatula. Setelah powder NdFeB dan binder PVB tercampur secara merata homogen, sampel dimasukkan ke dalam cetakan Moulding.
3.4.2 Proses Kompaksi
Setelah pencampuran bahan baku sampel NdFeB, selanjutnya dilakukan proses kompaksi menggunakan Hydraulic Press. Pada proses ini, sampel dikompaksi
dengan gaya 8 tonf dan dengan waktu yang maksimal, sehingga didapat bentuk sampel yang diharapakan. Kompaksi pada sampel juga membuat sampel lebih
padat karena diberikan tekanan yang besar.
3.4.3 Magnetisasi
Setelah dilakukan proses pencetakkan sampel menggunakan Hydraulic Press, tahap terkhir yang dilakukan pada sampel bonded magnet NdFeB adalah
melakukan magnetisasi dengan menggunakan magnet Physic Dr. Steingroever GmbH Impulse Magnetizer K-Series dengan tegangan V = 1500 Volt dan arus
I yang dihasilkan sekitar 5.90 – 5.98 kA.
3.5 Karakterisasi
Karakterisasi sampel yang dilakukan pada penelitian ini antara lain karakterisasi sifat fisis terdiri dari densitas, struktur mikro dan struktur kristal Phase dan
karakterisasi magnetik kuat medan magnet dan kurva histeresis.
Universitas Sumatera Utara
30
3.5.1 Densitas
Nilai densitas suatu sampel merupakan suatu ukuran kepadatan dari suatu material atau sampel. Dalam menentukan densitas suatu sampel, dapat dilakukan dengan
metode yang paling sederhana yaitu dengan metode pengukuran dimensi. Pada metode ini, sampel diukur dimensi volume diameter dan ketebalannya
menggunakan Jangka Sorong dan masa sampel menggunakan timbangan digital. Densitas suatu sampel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut : ρ =
3.1 Dimana :
ρ = Densitas sampel gcm
3
m = Massa sampel g V = Volume dimensi sampel cm
3
3.5.2 Struktur Mikro
Menganalisis struktur mikro dapat dilakukan dengan menggunakan pengujian menggunakan SEM
– EDX Scanning Electron Microscopy – Energy Dispersive X-ray . SEM-EDX adalah alat dapat memberikan hasil detail permukaan sampel
dan objek secara mikroskopis. Tujuan dilakukannya pengujian analisis mikro struktur sampel ini adalah untuk mengetahui struktur permukaan dan komposisi
unsur suatu sampel.
3.5.3 Karakterisasi VSM Vibrating Sample Magnetometer.
Karakterisasi sifat magnet dan kuat medan magnet pada sampel NdFeB dapat dilakukan dengan menggunakan VSM Vibrating Sample Magnetometer. Dengan
meggunakan alat ini, sampel dapat dianalisis dengan keluaran berupa kurva histerisis yang dilengkapi dengan nilai induksi remanent Br dan gaya koersif
Hc. Pada saat pengukuran berlangsung, akan terjadi proses magnetisasi pada sampel, sehingga sampel akan memiliki sifat magnet setelah pengujian.
Universitas Sumatera Utara
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi Hasil Penelitian 4.1 Hasil Pengujian Sifat Fisis
Karakterisasi yang dilakukan pada penelitian ini untuk mengetahusi sifar fisis pada pembuatan bonded magnet NdFeB menggunakan binder Polyvinyl Butyral
PVB adalah pengujian bulk density menggunakan metode pengukuran dimensi volume dan pengujian pada mikrostruktur menggunakan SEM.
4.1.1 Pengujian Bulk Densitas
Hasil pengukuran densitas pada pembuatan bonded magnet NdFeB dengan binder Polyvinyl butyral PVB, ditentukan dengan menggunakan pengukuran Bulk
Density. Dari hasil pengujian dan perhitungan besarnya densitas pada bonded magnet NdFeB suatu sampel dengan berbagai variasi komposisi bahan berat
binder ditunjukkan seperti pada tabel 4.1 berikut ini : Tabel 4.1 Data hasil pengukuran dan Perhitungan bulk densitas bonded magnet
NdFeB dengan variasi komposisi binder. Binder
Berat PVB Bulk Densitas
ρ grcm
3
Polyvinyl Butyral PVB
2 5,66
4 5,42
6 5,36
7 4,97
Dari tabel 4.1 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara berat binder polyvinyl Butyral PVB dengan nilai bulk densitas seperti pada gambar berikut
ini :
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 4.1 Grafik hubungan antara berat Polyvinyl Butyral PVB terhadap nilai bulk densitas pada bonded magnet NdFeB.
Pada gambar 4.1 diatas menunjukkan bahwa variasi komposisi binder Polyvinyl Butyral PVB sangat berpengaruh terhadap besarnya densitas pada bonded
magnet NdFeB, dimana pada grafik tersebut nilai densitas paling tinggi diperoleh pada penambahan binder PVB 2 wt atau dengan perbandingan 98 : 2 sebesar
5.66 gcm
3
. Sedangkan untuk nilai densitas yang paling rendah terdapat pada penambahan binder PVB 7 wt atau dengan perbandingan 93:7 sebesar 4.97
grcm
3
. Nilai dari densitas akan cenderung menurun dengan bertambahnya jumlah komposisi polimer pada bonded magnet NdFeB. Adanya penurunan densitas ini
menunjukkan terjadinya proses pengurangan kepadatan pada sampel akibat pengaruh campuran polimer pada bahan bonded magnet NdFeB. Berdasarkan
penelitian Drak, 2008 mengatakan bahwa hasil nilai densitas yang tinggi pada bahan bonded magnet ini disebabkan karena distribusi serbuk magnet NdFeB
yang merata dalam matriks polimer dan sedikitnya jumlah pori yang terjadi.
4.1.2 Pengujiam Mikrostruktur Bonded Magnet NdFeB SEM
Pengujian untuk mengetahui mikrostruktur pada permukaan sampel dari bonded magnet NdFeB dilakukan dengan menggunakan alat SEM Scanning Electron
Microscopy. Pengamatan yang dilakukan pada sampel bonded magnet NdFeB adalah berbentuk pelet dengan masing-masing perbandingan komposisinya 98
magnet NdFeB, 2 binder PVB 98 : 2 dan 96 magnet NdFeB, 4 binder
5,66 gcm
3
5,42 gcm
3
5,36 gcm
3
4,97 gcm
3
4.9 5
5.1 5.2
5.3 5.4
5.5 5.6
5.7
2 4
6 8
B u
lk De
n sitas
ρ gr
cm ³
Berat Polyvinyl Butyral PVB
Universitas Sumatera Utara
33 PVB 96 : 4 dengan total massanya 8 gram. Pada pengujian struktur mikro pada
sampel pelet bonded magnet NdFeB ini, dilakukan dengan menembakkan berkas elektron pada sampel yang akan dianalisis, dimana pada saat penembakan ini akan
terdapat Secondary Electron yang berfungsi untuk mengetahui bentuk permukaan sampel, dan Back Scattering Elektron yang berfungsi untuk mengetahui
komposisi unsur yang terkandung dalam sampel pelet bonded magnet NdFeB tersebut. Hasil pengamatan dari SEM untuk sampel pelet bonded magnet NdFeB
ditunjukkan seperti pada gambar 4.2 berikut ini :
a b Gambar 4.2 Hasil foto Analisis Secondary Electron sampel pelet bonded magnet
NdFeB pada SEM dengan pembesaran 2000 x. Berdasarkan hasil Morfologi permukaan menggunakan SEM, seperti pada gambar
4.2 diatas, menunjukkan bahwa binder Polyvinyl Butyral PVB pada magnet NdFeB sebagian menyebar atau merata diseluruh permukaan sampel pelet. Seperti
pada gambar bagian a yang binder PVB nya 2 , dimana pada sampel tersebut terlihat bahwa matriks polimer yang berwarna gelap tidak merata diseluruh
permukaan partikel Nd-Fe-B yang berwarna abu-abu gelap. Sedangkan pada gambar b yang binder PVB nya 4 menunjukkan bahwa matriks polimer
merata diseluruh permukaan partikel Nd-Fe-B. Meskipun partikel Nd-Fe-B masih terdapat variasi ukuran dan bentuk, namun terlihat dengan jelas bahwa polimer
yang berada diantara serbuk Nd-Fe-B merekat dengan baik. Distribusi partikel
PVB 2 PVB 4
Universitas Sumatera Utara
34 yang merata dan perekatan yang baik antara partikel Nd-Fe-B dengan matriks
polimer merupakan hal yang penting untuk menunjukkan kualitas dan dan kekuatan suatu bonded magnet.
4.1.3 Pengujian Komposisi Unsur Bonded Magnet NdFeB EDX
Pengujian EDX Energy Dispersive X-ray yang dilakukan untuk mengetahui komposisi unsur penyusun sampel yang terdapat pada bonded magnet NdFeB
dengan penembakan elektron. Untuk mengetahui informasi yang dihasilkan pada tiap spektrum yang ditembakkan, dapat dilihat seperti pada gambar 4.3 dan
gambar 4.4 berikut ini :
Gambar 4.3 Hasil foto analisis SEM pada bonded magnet NdFeB yang binder PVB 2 dengan penembakkan pada 3 titik.
Hasil foto analisis SEM untuk bonded magnet NdFeB yang binder 2 dilakukan pengujian komposisi unsur dengan menggunakan EDX untuk mengetahui
spektrum dan unsur yang terkandung dalam sampel bonded magnet NdFeB tersebut. Gambar 4.3 diatas menunjukkan bahwa tidak semua perekat Polyvinyl
Butyral PVB menyelimuti seluruh permukaan sampel.
Universitas Sumatera Utara
35 Hasil penembakan spektrum 1 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2
diperlihatkan seperti pada gambar 4.3.1 berikut ini :
Gambar 4.3.1 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 pada spektrum 1.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 diperlihatkan seperti pada tabel 4.2 berikut ini :
Tabel 4.2 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 1 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
1 C
8,84 33,65
CaCo
3
O 2,03
5,81 SiO
2
Fe 60,19
49,26 Fe
Co 4,60
3,57 Co
Nd 24,33
7,71 NdFe
3
Pada gambar 4.3.1 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 1 pada EDX dan tabel 4.2 yang menunjukkan hasil dari komposisi unsur dari spektrum 1. Pada gambar
tersebut terlihat bahwa unsur Fe dan Nd lebih dominan dibandingkan dengan unsur lain, dimana Fe sebesar 60,19 Wt dan Nd sebesar 24,33 Wt . Selain
unsur Fe dan Nd, pada spektrum tersebut tampak juga adanya unsur karbon C.
Universitas Sumatera Utara
36 Hasil penembakan spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2
diperlihatkan seperti pada gambar 4.3.2 berikut ini :
Gambar 4.3.2 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 pada spektrum 2.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 diperlihatkan seperti pada tabel 4.3 berikut ini :
Tabel 4.3 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
2 C
6,76 29,21
CaCo
3
O 0,47
1,54 SiO
2
Fe 59,26
55,06 Fe
Co 4,11
3,62 Co
Nd 29,39
10,57 NdFe
3
Pada gambar 4.3.2 dan tabel 4.3 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 2 pada EDX dan komposisi tabel komposisi unsur pada spektrum 2. Pada tabel tersebut
terlihat bahwa komposisi unsur Fe dan Nd lebih dominan lagi seperti pada spektrum 1, dimana unsur Fe sebesar 59,26 Wt dan unsur Nd sebesar 29,39 Wt
. Pada gambar spektrum 2 juga tampak adanya unsur karbon C dan Kobalt Co.
Universitas Sumatera Utara
37 Hasil penembakan spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2
diperlihatkan seperti pada gambar 4.3.3 berikut ini :
Gambar 4.3.3 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 pada spektrum 3.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 diperlihatkan seperti pada tabel 4.4 berikut ini :
Tabel 4.4 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 2 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
3 C
22,42 60,64
CaCo
3
O 2,65
5,39 SiO
2
Fe 44,62
25,96 Fe
Co 3,64
2,01 Co
Nd 26,67
6,01 NdFe
3
Pada gambar 4.3.3 dan tabel 4.4 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 2 pada EDX dan komposisi tabel komposisi unsur pada spektrum 2. Pada tabel tersebut
terlihat bahwa komposisi unsur Fe dan Nd lebih dominan dibandingkan dengan unsur lain, dimana unsur Fe sebesar 44,62 Wt dan unsur Nd sebesar 26,67 Wt
. Unsur karbon C mengalami peningkatan dibandingkan pada spektrum 1 dan spektrum 2, unsur C sebesar 22,42 Wt .
Universitas Sumatera Utara
38 Hasil dari penembakan spektrum EDX seperti yang terdapat pada gambar 4.3,
menunjukkan adanya beberapa unsur yang yang terdeteksi oleh EDX pada satu puncak peak. Hal ini sebabkan karena pada sampel bonded magnet NdFeB
terjadi perekatan antara unsur NdFeB dengan polyvinyl Butyral PVB.
Hasil penembakan spektrum EDX pada binder PVB 4 , diperlihatkan seperti pada gambar 4.4 berikut ini :
Gambar 4.4 Hasil foto analisis SEM pada bonded magnet NdFeB yang binder PVB 4 dengan penembakkan pada 3 titik.
Hasil analisis SEM pada bonded magnet NdFeB yang binder PVB 4 , seperti pada gambar 4.4 diatas menunjukkan bahwa Polyvinyl Butyral yang berfungsi
sebagai perekat menyelimuti semua permukaan sampel atau partikel NdFeB. Dimana pada gambar tersebut juga memperlihatkan bahwa yang berwarna hitam
gelap yang berada diantara yang berwarna putih terang itu adalah perekat Polyvinyl Butyral PVB dan menandakan bahwa terjadi perekatan yang baik pada
sampel bonded magnet NdFeB tersebut.
Universitas Sumatera Utara
39 Hasil penembakan spektrum EDX pada binder PVB 4 , diperlihatkan seperti
pada gambar 4.4.1 berikut ini :
Gambar 4.4.1 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 pada spektrum 1.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 diperlihatkan seperti pada tabel 4.5 berikut ini :
Tabel 4.5 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 1 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
1 C
7,43 29,51
CaCo
3
O 2,15
6,42 SiO
2
Fe 60,83
51,95 Fe
Co 4,90
3,96 Co
Nd 24,72
8,17 NdFe
3
Pada gambar 4.4.1 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 1 pada EDX dan tabel 4.5 yang menunjukkan hasil dari komposisi unsur dari spektrum 1. Pada gambar
tersebut terlihat bahwa unsur Fe dan Nd lebih dominan dibandingkan dengan unsur lain, dimana Fe sebesar 60,83 Wt dan Nd sebesar 24,72 Wt .
Universitas Sumatera Utara
40 Hasil penembakan spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4
diperlihatkan seperti pada gambar 4.4.2 berikut ini :
Gambar 4.4.2 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 pada spektrum 2.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 diperlihatkan seperti pada tabel 4.6 berikut ini :
Tabel 4.6 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 2 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
2 C
65,92 81,26
CaCo
3
O 15,85
14,67 SiO
2
Si 0,10
0,05 SiO
2
Cl 0,23
0,09 KCl
Fe 11,94
3,17 Fe
Nd 4,99
0,51 NdFe
3
Pada gambar 4.4.2 dan tabel 4.6 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 2 pada EDX dan komposisi tabel komposisi unsur pada spektrum 2. Pada tabel tersebut
terlihat bahwa komposisi unsur C dan O lebih dominan, dimana unsur C sebesar 65,92 Wt dan unsur O sebesar 15,85 Wt .
Universitas Sumatera Utara
41 Hasil penembakan spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4
diperlihatkan seperti pada gambar 4.4.3 berikut ini :
Gambar 4.4.3 Hasil spektrum EDX untuk bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 pada spektrum 3.
Hasil analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 diperlihatkan seperti pada tabel 4.7 berikut ini :
Tabel 4.7 Analisis komposisi unsur pada EDX untuk spektrum 3 pada bonded magnet NdFeB dengan PVB 4 .
Spektrum Elemen
Wt At
Indikasi Fasa
3 C
66,67 82,63
CaCo
3
O 14,20
13,22 SiO
2
Fe 12,51
3,34 Fe
Co 0,89
0,23 Co
Nd 5,73
0,59 NdFe
3
Pada gambar 4.4.3 dan tabel 4.7 diatas menunjukkan hasil dari spektrum 2 pada EDX dan tabel komposisi unsur pada spektrum 3. Pada tabel tersebut terlihat
bahwa komposisi unsur C dan O lebih dominan, dimana unsur C sebesar 66,67 Wt dan unsur O sebesar 14,20 Wt . Unsur C dan unsur O berasal dari perekat
Polyvinyl Butyral PVB pada saat pencampuran dengan serbuk magnet NdFeB.
Universitas Sumatera Utara
42 Hasil pengujian EDX menunjukkan adanya unsur Oksigen O pada sampel yang
mengindikasikan bahwa unsur NdFeB bercampur dengan baik. Unsur O ini diyakini berasal dari matriks polimer yang melapisi serbuk awal NdFeB. Unsur
Boron B tidak terlihat oleh EDX, karena unsur B dalam senyawa NdFeB jumlahnya terlalu sedikit. Berdasarkan penelitian Aryanto, dkk, 2011
mengatakan bahwa unsur Boron B memiliki energi foton yang rendah sehingga susah dideteksi oleh detector pada sistem EDX.
4.2 Hasil Pengujian Sifat Magnet
Pengujian sifat magnet pada bonded magnet NdFeB dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kuat medan magnetnya setelah dimagnetisasi oleh Magnet-Physic
Dr.Steingroever GmbH Impulse Magnetizer K-Series dengan tegangan 1500 V dan I sebesar 5,13 kA menggunakan Gaussmeter dan dilakukan pengujian VSM
Vibrating Sample Magnetometer untuk megetahui kurva histeresis yang meliputi nilai induksi remanen Br dan nilai koersivitas Hc.
4.2.1 Pengujian Kuat Medan Magnet
Nilai kuat medan magnet suatu sampel dapat diperoleh dengan menggunakan gaussmeter setelah dimagnetiasi. Pada pengukuran kuat medan magnet ini, nilai
yang paling tertinggi yang akan diambil setelah gaussmeternya mendeteksi semua titik permukaan pada sampel. Hasil pengukuran kuat medan magnet pada bonded
magnet NdFeB di tunjukkan pada tabel 4.8 berikut ini : Tabel 4.8 Data hasil pengukuran kuat medan magnet pada sampel bonded
magnet NdFeB. Binder
Berat PVB Kuat Medan Magnet
Gauss
Polyvinyl Butyral PVB
2 1862,4
4 1776,3
6 1771,7
7 1546,4
Universitas Sumatera Utara
43 Dari tabel 4.8 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara berat binder
polyvinyl Butyral PVB dengan nilai kuat medan magnet seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 4.5 Grafik hubungan antara berat Polyvinyl Butyral PVB terhadap nilai kuat medan magnet pada bonded magnet NdFeB.
Dari hasil gambar 4.5 diatas menunjukkan bahwa semakin banyak penambahan komposisi binder polyvinyl butyral PVB pada serbuk magnet NdFeB
menyebabkan penurunan kuat medan magnet. Kuat medan magnet tertinggi diperoleh pada penambahan binder PVB 2 wt sebesar 1862,4 G. Pada
penambahan binder PVB 4 wt dan 6 wt, kuat medan magnetnya hampir sama sebesar 1776,3 G dan 1771,7 G, tetapi pada binder PVB yang 7 wt mengalami
penurunan kuat medan magnet yang sangat drastis sebesar 1546,4 G. Berdasarkan penelitian Deswita, 2007 tentang bonded magnet NdFeB
yang bindernya resin Poliester mendapatkan nilai kuat medan magnet 1249 G dengan fraksi volume serbuk magnet NdFeB 80 . Bertambahnya komposisi
bahan non magnet matriks polimer tentu menyebabkan berkurangnya komposisi serbuk magnet NdFeB, hal inilah yang mengakibatkan penurunan nilai kuat
medan magnet pada sampel bonded magnet NdFeB dan pada saat pencetakan sampel menggunakan hydraulic press, sebagian serbuk PVB dan serbuk magnet
NdFeB keluar Tian H, 2013.
1862,4 G 1776,3 G
1771,7 G 1546,4 G
200 400
600 800
1000 1200
1400 1600
1800 2000
1 2
3 4
5 6
7 8
K uat
Me dan
Magnet G
Berat PVB
Universitas Sumatera Utara
44
4.2.3 Pengujian VSM Vibrating Sample Magnetometer
VSM Vibrating Sample Magnetometer merupakan suatu jenis peralatan yang digunakan untuk mempelajari sifat magnetik bahan. Pengujian VSM dilakukan
untuk memperoleh informasi mengenai besaran-besaran sifat magnetik sebagai akibat perubahan medan magnet luar yang digambarkan dalam kurva histeresis
yang dilengkapi dengan nilai induksi remanent Br dan gaya koersif Hc. Hasil pengujian sifat magnet oleh VSM pada sampel bonded magnet NdFeB akan
ditunjukkan seperti pada gambar 4.6 berikut ini :
Gambar 4.6 Kurva histeresis bonded magnet NdFeB yang komposisi PVB 2 dan PVB 4.
Untuk mengetahui nilai sifat magnetik dari hasil kurva histeresis pada gambar 4.6 diatas akan ditunjukkan seperti pada tabel 4.9 berikut ini :
Tabel 4.9 Data hasil pengujian sifat magnetik pada sampel bonded magnet NdFeB untuk PVB 2 dan PVB 4.
berat Binder Mr
emug Ms
emug Hc
KOe BH
max
MGOe PVB 2
72,86 103
8,490 5,1
PVB 4 73,84
102 8,647
5,2
Universitas Sumatera Utara
45 Dari kurva histeresis dan tabel 4.9 diatas menunjukkan bahwa bonded magnet
NdFeB dengan matriks polimer PVB merupakan hard magnetic material magnet permanen. Bahan magnet keras magnet permanen ditandai dengan
kurva histeresis yang besar dan nilai koersivitas Hc yang tinggi diatas 200 Oe. Koersivitas Hc merupakan besar medan magnet balik yang dibutuhkan untuk
meniadakan kemagnetan suatu bahan. Kekuatan magnet magnetic field ditentukan oleh besarnya remanensi Mr dari suatu bahan. Remanensi Mr
merupakan magnet sisa yang terdapat pada bahan setelah pengaruh medan magnet luar ditiadakan. Hasil kurva histeresis diatas menunjukkan bahwa nilai koersivitas
Hc dan nilai remanensi Br lebih besar pada penambahan binder polyvinyl butyral 4 sebesar 8,647 KOe dan 73,84 emug. Nilai energi produk maksimum
BH
max
juga lebih tinggi pada penambahan binder polyvinyl butyral 4 dari pada yang 2 sebesar 5,2 MGOe. Besarnya nilai energi produk maksimum
dihasilkan dari nilai maksimal perkalian antara B dan H pada kuadran keduakurva histeresis. Berdasarkan hasil penelitian Zailani R, 2014 tentang bonded magnet
NdFeB yang bindernya Polyvinyl Chloride PVC mendapatkan nilai koersivitas Hc dan nilai energi produk maksimum BH
max
sebesar 8,384 KOe dan 6,92 MGOe. Semakin tinggi nilai remanensinya, maka gaya koersif dan kurva
histeresis semakin besar gemuk dan semakin besar pula energi produknya.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian tentang “Pengaruh Komposisi Polyvinyl Butyral PVB pada
Pembuatan Bonded Magnet NdFeB Terhadap Mikrostruktur, Sifat Fisis dan Magnet”, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut :
1. Telah Berhasil dibuat Bonded Magnet NdFeB menggunakan binder
Polyvinyl Butyral PVB dengan metode Hydraulic Press, dimana penambahan variasi komposisi polimer pada serbuk magnet NdFeB sangat
mempengaruhi nilai densitas dan kuat medan magnet. 2.
Pada Pembuatan bonded magnet NdFeB dengan binder Polyvinyl butyral PVB diperoleh karakteristik nilai bulk densitas sebesar 5.66 gcm
3
dan kuat medan magnetnya sebesar 1862.4 G pada penambahan PVB 2 .
3. Pengujian sifat magnet oleh VSM yang menghasilkan kurva histeresis,
diperoleh nilai koersivitas Hc, remanensi Br dan energi produk maksimum BH
max
yang optimum pada penambahan binder polyvinyl butyral 2 sebesar 8,490 KOe, 72,86 emug dan 5,1 MGOe. Semakin
tinggi nilai remanensinya maka gaya koersif dan kurva histeresis semakin besar gemuk dan semakin besar pula nilai energi produknya.
Universitas Sumatera Utara
47
5.2 Saran
Berdasarkan penelitian mengenai pembuatan bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi binder, maka untuk penelitian selanjutnya disarankan :
1. Untuk penambahan pemahaman tentang kurva histeresis dan nilai energi
produk BH
max
pada bonded magnet NdFeB, seharusnya dilakukan pengujian Permagraph.
2. Dalam teknik pembuatan bonded magnet NdFeB, pencampuran serbuk
NdFeB dan binder PVB harus diadu secara merata, agar distribusi partikel polimer didalam sampel merata kesemua serbuk magnet NdFeB.
3. Mengingat NdFeB rentan terhadap korosi, sebaiknya pada pembuatan
bonded magnet NdFeB dilakukan pelapisan coating agar sampel tidak mudah korosi.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Material Magnet
Material magnet merupakan suatu benda atau bahan yang mempunyai daya tarik terhadap benda yang mempuyai unsur logam atau besi di sekelilingnya. Magnet
memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub kutub selatan. Bila kedua kutub berlawanan saling berhadapan maka akan terjadi gaya tarik menarik. Sedangkan
bila kedua kutub dihadapkan maka akan terjadi tolak menolak. Sejak zaman dahulu telah diketahui beberapa bijih mineral atau batuan warna metalik bersifat
menarik partikel besi. Mineral atau batuan itu disebut magnetik atau batuan bermuatan.
Thales, seorang filosof Yunani yang hidup pada abad VI SM, adalah orang pertama yang menaruh perhatian pada sifat biji besi. Akan tetapi, kemungkinan
sebelum itu pun telah banyak diketahui. Setelah masa Thales, batuan bermuatan itu sering disebut dalam tulisan kuno. Batu bermuatan itu dinamai magnet, kata
magnet berasal dari bahasa Greek “magnítis líthos” yang berarti “batu
magnesia” juga berarti sebuah wilayah di Asia kecil, tempat ditemukannya banyak endapan magnetik. Istilah Magnesian ini mengacu pada daerah di kawasan
Turki yang sekarang menjadi wilayah Yunani dengan nama Magnisa. Daerah Magnisa inilah banyak ditemukan sumber batu magnet sejak zaman dahulu.
Kemudian Pada tahun 1820, Hans Christian Oesterd menemukan bahwa kawat yang dialiri arus listrik dapat menolak jarum kompas. Hal ini menunjukan
bahwa di sekitar kawat berarus timbul medan magnetik. Kemudian pada tahun 1821, Michael Faraday membuat suatu penemuan penting. Dua tahun sebelumnya
Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit kompas biasa dapat menyimpang jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Hal ini membuat
Michael Faraday menyimpulkan bahwa, jika magnet didekatkan, yang akan bergerak adalah kawat yang dialiri listrik. Bekerja atas dasar dugaan ini, Michael
Faraday berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan terus- menerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik dialirkan ke
Universitas Sumatera Utara
Kategori