2.9 Karakterisasi dan Evaluasi Material Magnet
Karakterisasi dan evaluasi material magnet permanen sangat diperlukan setelah produk magnet BaO.6Fe
2
O
3
.MnO dihasilkan, karena melalui proses ini maka produk magnet yang dihasilkan dapat lebih
dipertanggungjawabkan secara ilmiah. Karakterisasi material yang akan dibahas disini adalah karakterisasi struktur kristal dengan menggunakan
alat difraksi sinar – X dan SEM dan karakterisasi sifat kemagnetan menggunakan alat Permagraph, pengukuran absorber elektromagnetik
dengan frekuensi yang tinggi menggunakan Vector Network Analizer VNA. Sedangkan evaluasi sifat fisis magnet dibatasi oleh densitas dan
porositas .
2.9.1 XRD X-Ray Diffraction
Metoda difraksi merupakan salah satu metode yang bnyak digunakan untuk menganalisis struktur kristal. Sumber yang digunakan dapat berupa
sinar – X, elektron atau neutron, bergantung pada berat atom – atom yang akan dianalisis. Neutron biasanya digunakan untuk menganalisis atom –
atom yang ringan sedangkan sumber sinar – X dapat menghasilkan informasi yang cukup akurat untuk atom – atom yang berat. Sifat – sifat
bahan yang diteliti dapat diketahui dari data yang diperoleh dari analisis struktur kristal menggunakan metode difraksi Herawati, 2011.Fenomena
interaksi dan difraksi sudah dikenal pada ilmu optik. Standarpengujian di laboratorium fisika adalah untuk menentukan jarak antara dua gelombang
dengan mengetahui panjang gelombang sinar, dengan mengukur sudut berkas sinar yang terdifraksi. Pengujian ini merupakan aplikasi langsung
dari pemakaian sinar X untuk menentukan jarak antara kristal dan jarak antara atom dalam kristal Erini, 2009
Universitas Sumatera Utara
hkl d
hkl
hkl Gambar 2.8 Difraksi Bidang Atom
Gambar 2.8 menunjukkan suatu berkas sinar X dengan panjang gelombang
λ, jatuh pada sudut θ pada sekumpulan bidang atom berjarak d. Sinar yang
dipantulkan dengan sudut θ hanya dapat terlihat jika berkas dari setiap bidang yang berdekatan saling menguatkan. Oleh sebab itu,
jarak tambahan satu berkas dihamburkan dari setiap bidang yang berdekatan, dan menempuh jarak sesuai dengan perbedaan kisi yaitu sama
dengan panjang gelombang n λ. Syarat pemantulan dan saling menguatkan
dinyatakan oleh: nλ = CB + BD = 2 AB sinθ = 2d
hkl
sinθ 2.1
Untuk mengetahui fasa dan struktur material yang diamati dapat dilakukan dengan cara sederhana, yaitu dengan cara membandingkan nilai
d yang terukur dengan nilai d pada data standar. Data dtandar dapat diperoleh melalui Joint Committee On Powder Difraction Standart
JCPDS atau dengan Hanawalt File Erini, 2009.
2.9.2 VNA Vector Network Analizer
Alat VNA Vector Network Analyzer digunakan untuk menganalisa nilai absorbsi material dan nilai reflection lossRL efek refleksi dan transmisi
B a
b
D C
A
Universitas Sumatera Utara
dari sumber gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dengan nilai frekuensi tertentu. Sifat absorbsi merupakan sifat material dalam menyerap
gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh pemancar gelombang pada suatu rentang frekuensi tertentu. Prinsipnya dengan melihat nilai
refleksi, transmisi, dan absorbsi yang diterima oleh material melalui probe adapter, sehingga didapatkan kurva RL sebagai fungsi frekuensi Qodri
Fitrothul khasanah, 2012. RL merupakan jumlah fraksi gelombang yang terserap karena
adanya resonansi gelombang elektromagnetik pada material, sehingga gelombang elektromagnetik tersebut dikembalikan pada arah datang. Nilai
reflection lossmenunjukkan besarnya fraksi gelombang yang terserap danhanya sebagian kecil yang dikembalikan kepada arah datang.
Sedangkan sebagian besar dikembalikan pada arah lain Qodri Fitrothul khasanah, 2012.
2.9.3 Densitas
Densitas adalah suatu ukuran massa m persatuan volume V suatu material dalam satuan gramcm
3
. Beberapa faktor yang mempengaruhi densitas adalah ukuran dan berat atom suatu elemen, kuatnya pengepakan
atom dalam
struktur kristal,
dan besarnya
porositas dalam
mikrostrukturmujiman,2004. Kata densitas dapat digunakan dalam berbagai cara dan masing –
masing mempunyai arti yang berbeda. Modifikasi kata densitas adalah densitas kristalografi, densitas bulk, densitas teoritik, dan densitas grafitasi
spesifik. Densitas kristalografi adalah densitas ideal dari struktur kristal spesifik yang dihitung dari data komposisi kimia dan dari data spasi atom
yang diperoleh dari difraksi sinar – X. Densitas teoritik adalah densitas material yang mengandung porositas mikristruktur nol. Dengan bulk bodi
Universitas Sumatera Utara
termasuk semua porositas, cacat kisi, dan fasa – fasa. Sedangkan densitas garvitasi spesifik adalah densitas material relatif terhadap volume air yang
sama pada suhu 4
o
C. Pengukuran bulk densitas dapat ditentukan dengan persamaan :
ρ= x
ρ
air
2.3
2.9.4 Porositas
Porositas pada suatu material keramik dinyatakan dalam persen rongga atau fraksi volum dari suatu rongga yang ada dalam material
tersebut. Besarnya porositas pada meterial keramik dapat bervariasi dari 0 sampai dengan 90 tergantung dari jenis dan aplikasi keramik. Ada
dua jenis porositas yaitu porositas terbuka dan tertutup. Pori yang tertutup umumnya sulit untuk ditentukan, pori tersebut merupakan suatu rongga
yang terjebak dalam suatu padatan serta tidak ada akses untuk keluar ke permukaan luar, sedangkan pori terbuka masih memilki akses ke
permukaan luar walaupun permukaan tersebut berada ditengah – tengah padatan. Porositas suatu bahan umumnya dinyatakan sebagai porositas
terbuka atau apparent porosity[Mujiman,2004]. Secara umum pada suhu yang tinggi pembakaran material bersifat
keramik akan menghasilkan porositas yang kecil dan sebaliknya pada suhu yang rendah akan menghasilkan porositas material yang lebih besar, maka
porositas yang lebih baik akan dihasilkan pada suhu yang lebih rendah. Porositas terbuka dapat dirumuskan dalan persamaan :
Porositas = [Mb – Mk Mk] x 100 2.4
Dengan : Mb = massa saturasi sampel gram Mk = massa sampel kering gram
Universitas Sumatera Utara
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Kategori