BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penggunaan magnet khususnya magnet permanen dewasa ini menunjukkan perkembangan yang amat pesat. Magnet permanen merupakan material
rekayasa dengan aplikasi luas yang banyak digunakan pada industri di Indonesia, namun pemenuhan komponen magnet permanen sampai saat ini
masih bergantung pada produk impor seperti dari Jepang dan China. Hal ini dikarenakan belum adanya produsen magnet permanen lokal dalam negeri
Sardjono, 2012. Di Indonesia, banyak ditemui pemakaian magnet untuk berbagai macam
keperluan baik untuk industri dalam skala besar maupun industri rumah tangga. Namun sayangnya, bahan magnet tidak bisa ditemukan begitu saja, melainkan
harus dilakukan proses pengolahan terlebih dahulu agar bisa digunakan. Hal inilah yang menyebabkan negara kita mengimpor magnet dari luar negeri, sementara
bahan baku yang merupakan sumber daya alam SDA lokal untuk membuat magnet begitu banyak tersedia di Indonesia Priyono, 2004.
Persoalan inilah yang mendorong untuk dikembangkannya penelitian yang bertujuan agar diperoleh magnet yang memenuhi sifat-sifat yang dikehendaki dan
inovatif, sehingga dapat dengan mudah ditemukan di pasaran. Pembuatan magnet dari bahan campuran komposit ini merupakan salah satu usaha yang dilakukan
agar dapat dikembangkan dewasa ini dengan baik di indonesia. Meskipun begitu, magnet yang dibuat harus memiliki kualitas yang baik agar dapat bermanfaat bagi
msyarakat luas dan tentu saja dapat bersaing dengan negara-negara pembuat magnet lain Deswita, 2013.
Universitas Sumatera Utara
Pengembangan teknik baru untuk memperbaiki sifat magnetik dan struktural Barium heksaferit hard magnetic menjadi tujuan dari berbagai
penelitian dalam beberapa dekade terakhir. Kopresipitasi, glass crystallization, sintesis hidrotermal, sol-gel, organo metallic precursor, microemulsion,
ammonium nitrate melt dan mechanical millingalloying adalah beberapa
teknik popular pembuatan magnet. Meskipun partikel berkualitas tinggi dapat diperoleh dengan teknik ini, batas-batas alamiah Barium heksaferit tetap ada
Topal Ugur, 2011. Perkembangan teknologi preparasi bahan yang begitu pesat telah memungkinkan disintesis bahan Barium heksaferit dengan ukuran yang
sangat halus dalam rentang nanometer. Kombinasi proses sol-gel dan mechanical alloying
adalah salah satu cara untuk mendapatkan bahan Barium heksaferit dengan ukuran butiran yang sangat halus Estevez Rams, 2000.
Pada umumnya pembuatan magnet permanen dilakukan melalui cara proses reaksi padatan solid state reaction process dengan teknik mechanical
alloying , yaitu diawali dengan proses pencampuran bahan baku dalam bentuk
padatanserbuk. Serbuk Barium heksaferit BaFe
12
O
19
tersebut supaya dapat menghasilkan sifat-sifat kemagnetan yang maksimal, harus dihaluskan dan
diberikan aditif hingga mencapai ukuran butiran yang kecil sekali yaitu sekitar submikron hingga nanometer Aktas, 2008.
Bahan magnet permanen Barium heksaferit BaO.6Fe2O3 telah sangat dikenal dan banyak digunakan baik di industri maupun pada peralatan rumah
tangga. Pemanfaatan bahan barium heksaferit ini secara luas, didukung oleh harganya yang murah, nilai koersivitas, saturasi magnet dan suhu transisi magnet
suhu Curie,Tc yang tinggi, sifat kimia yang stabil, dan tahan korosi, sehingga membuat bahan magnet ferit paling banyak digunakan dan diproduksi di industri
terutama untuk komponen elektronik dan penyerap gelombang mikro. Beberapa tahun terakhir ini senyawa Barium heksaferit telah diaplikasikan dalam bidang
industri material elektronik dan magnetik karena senyawa ini mempunyai magnetisasi total dan medan anisotropi yang relatif tinggi, stabil terhadap suhu
tinggi dan relatif tahan terhadap bahan kimia. Sifat semacam ini sangat diperlukan sebagai material strategis di dunia industri yang merupakan material magnetik,
Universitas Sumatera Utara
apalagi dengan adanya subsitusi ion lain yang dapat mempengaruhi karakteristiknya Ridwan, 2012.
Barium heksaferit dengan struktur molekul heksagonal dikenal sebagai magnet permanen, ini digolongkan kedalam lima tipe utama tergantung dari
struktur kristal dan rumus kimianya, yang antara lain tipe-M Barium heksaferit, tipe-W BaMe
2
Fe
16
O
27
, tipe-X Ba
2
Me
2
Fe
28
O
46
, tipe-Y BaMe
2
Fe
12
O
22
dan tipe-Z Ba
3
Me
2
Fe
24
O
14
. Komposisi umum ferit keras, juga disebut sebagai ferit heksagonal, dinyatakan sebagai MeO.
6
Fe
2 3
, Me mewakili ion divalen seperti Ba 2
+
, Sr
2-
, dan Pb
2+
. Menurut sifat magnetik, hard ferrite dikelompokkan menjadi dua kategori disebut isotropik dan anisotropik ferit. Dalam kasus isotropik,
menunjukkan properti magnetic bahan sama di segala penjuru material, karena orientasi acak butir pada sumbu-c, yang merupakan arah magnetisasi sederhana.
Nilai magnetisasi remanen Br ferit senilai 2000 Gauss dan kekuatan koersif He berkisar 1.500 - 20.000 Oersted tergantung pada pengolahan material
Mahbubatin, 2011. Keramik magnet adalah salah satu bahan yang umumnya merupakan
golongan ferit, mempunyai sifat magnetik dan penting bagi industri automotif, komputer, pembangkit energi, kelistrikan dan elektronika. Bahan keramik yang
bersifat magnetik, mempunyai struktur kristal tertentu yang sangat tergantung pada komposisinya, sehingga penggunaannya menjadi lebih luas. Meskipun
demikian terdapat kesamaan yang umum, yaitu: semuanya adalah oksida logam yang disusun oleh Fe
2
O
3
sebagai komponen utama, komponen ini dapat menghasilkan induksi magnetik spontan meskipun medan magnet luar
dihilangkan Efhana,2013. Sifat-sifat kemagnetan dari Barium heksaferit sangat tergantung pada
mikrostrukturnya, seperti misalnya ukuran butir grain size dan distribusi grain size. Dalam pembuatan Barium heksaferit ditambahkan bahan aditif yang
berfungsi memperbaiki mikrostruktur yaitu mencegah pertumbuhan butir dan sebagai filler. Beberapa jenis aditif yang digunakan dalam pembuatan magnet ferit
antar lain: B
2
O
3
, SiO
2
, Na
2
O Vidyawati, 2002.
Universitas Sumatera Utara
Seperti telah diketahui, sifat-sifat makroskopik seperti sifat magnet, listrik maupun mekanik bahan akan sangat bergantung pada struktur mikroskopiknya.
Oleh sebab itu, proses sintesis maupun komponen unsur-unsur yang terkandung di dalam bahan akan berpengaruh terhadap produk akhir yang dihasilkan. Pengaruh
suhu dan lama sintering merupakan salah satu faktor yang sangat mempengaruhi pertumbuhan kristalit bahan. Pertumbuhan kristalit ini dapat dipercepat ataupun
dibatasi dengan menambahkan unsur-unsur tertentu ke dalam prekursor Ridwan, 2012. Pada kegiatan ini akan diteliti pengaruh penambahan aditif B
2
O
3
ke dalam prekursor awal bahan barium ferit
dengan metode mechanical millingalloying. Ozkan, O. T 1994 telah melakukan penelitian melihat pengaruh 0
– 0.2 mol B
2
O
3
pada Barium heksaferit memperoleh nilai remanensi 2000 – 2300
Gauss. Vidyawathi S.S 2002 telah melakukan membuat magnet Barium heksaferit
dengan menggunakan aditif B
2
O
3
, dimana hasilnya dapat memberikan efek yang signifikan terhadap proses sintering densifikasi Barium heksaferit,
dimana dengan penambahan 0,1 sampai 0,6 B
2
O
3
dalam persen berat diperoleh densitas mendekati densitas teoritis dan diperoleh ukuran butir grain
size sekitar 1
– 2 μm. Pada tahun 2011 Ugur Topal melihat efek B
2
O
3
0.1 - 1.0 berat memperoleh hasil koersifitas 2000
– 3000 Oersted. Magnet yang dibuat termasuk jenis keramik magnet permanen hexagonal ferrite yang aplikasi
cukup luas, seperti untuk speaker, komponen otomotif, motor listrik dan lainnya. Boron trioksida telah digunakan sebagai aditif yang efektif untuk bahan
keramik seperti BN, B
4
C, SiC. Hal ini dikarenakan boron trioksid relatif murah dan merupakan bahan yang tidak berbahaya dan dengan demikian menjanjikan
sebagai aditif dalam berbagai pengolahan keramik. Untuk itu boron dapat dimanfaatkan sebagai aditif dalam sintesis ferit dalam penelitian ini. Pada
penelitian ini akan digunakan barium ferit tipe M komersil China yang akan diberikan aditif untuk melihat pengaruhnya terhadap mikrostruktur, sifat fisis dan
kemagnetannya.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Perumusan Masalah
Kategori