BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 48
4.1 Ukuran Diameter Partikel Serbuk Magnet NdFeB 48
4.2 Analisa Struktur Kristal dan Fasa Sampel Serbuk NdFeB 50
4.3 Pengamatan Mikrostruktur Sampel Pelet Magnet NdFeB 56
4.3.1 Analisis Komposisi Unsur dari Serbuk NdFeB 60
4.4 Hasil Pengujian Sifat Fisis 63
4.4.1 Hubungan Antara Densitas Pelet NdFeB dengan waktu milling 63 4.4.2 Hubungan Antara Densitas Pelet dengan Ukuran Butir
65 4.5 Hasil Pengujian Sifat Magnet
66 4.5.1 Pengujian Serbuk NdFeB dengan VSM
67 4.5.2 Hasil Pengujian Permagraph
68 4.5.3 Pengujian Densitas Fluks Magnetik Pelet Magnet NdFeB
69 4.5.3a Hubungan Pengujian Fluks Magnetik dengan Waktu Milling
70 4.5.3b Hubungan Pengujian Fluks Magnetik dengan Ukuran Butir
72
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 74
5.1 Kesimpulan 74
5.2 Saran 75
DAFTAR PUSTAKA 76
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Parameter kemagnetan beberapa bahan ferromagnetik 16
Tabel 2.2 Karakteristik Magnet NdFeB 18
Tabel 2.3 Spesifikasi Gas Nitrogen 25
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran PSA Serbuk NdFeB dengan metode Dry Milling. 48 Tabel 4.2 Tiga peak tertinggi hasil Rietveld Refinement hasil drymilling 8 jam 52
Tabel 4.3 Tiga peak tertinggi hasil Rietveld Refinement hasil drymilling 16jam 53 Tabel 4.4 Tiga peak tertinggi hasil Rietveld Refinement hasil drymilling 24jam 54
Tabel 4.5 Tiga peak tertinggi hasil Rietveld Refinement hasil drymilling 48jam 56 Tabel 4.6 Hasil Pengujian EDX Spektrum 1,2,3 dan 4.
62 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Densitas Pelet NdFeB pada Tiap Temperatur Heat
Treatment Terhadap Waktu Milling.
63 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Densitas Pelet NdFeB pada Tiap Temperatur Heat
Treatment Terhadap Ukuran Butir.
65 Tabel 4.9 Hasil Pengujian VSM Sampel serbuk NdFeB tanpa milling dengan
dry milling 48 jam 67
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Permagraph Sampel NdFeB dry milling 48 jam 68 Tabel 4.11 Hasil Pengujian Densitas Fluks Magnetik Sampel Pelet Magnet
NdFeB pada Tiap Temperatur Heat Treatment Terhadap Waktu Milling.
70 Tabel 4.12 Hasil Pengujian Densitas Fluks Magnetik Sampel Pelet Magnet
NdFeB pada Tiap Temperatur Heat Treatment Terhadap Ukuran Butir.
72
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Skema a nikel paramagnetik dan b nikel ferromagnetik 9
Gambar 2.2 a Sepotong besi dengan domain – domain yang tersusun
acak. b Pada magnet, domain –domain acak bisa diubah
arahnya dengan proses magnetisasi. 11
Gambar 2.3 a ilustrasi medan magnet yang timbul di sekitar koil tembaga solenoid, b ilustrasi kuat medan magnet
yang meningkat di sekitar solenoid jika diletakkan inti besi pada bagian dalam solenoid
13 Gambar 2.4 Kurva B-H beberapa bahan inti magnet
13 Gambar 2.5 Kurva histerisis
14 Gambar 2.6 Histeresis material magnet a Material lunak, b Material
keras 14
Gambar 2.7 Struktur Kristal Nd
2
Fe
14
B 18
Gambar 2.8 Faktor yang Mempengaruhi Proses Milling 22
Gambar 2.9 Pembuatan Nitrogen Cair pada Temperatur Ruang 25
Gambar 2.10 Peralatan VSM Vibrating Sample Magnetometer 30
Gambar 2.11 Difraksi Sinar X suatu Kristal 32
Gambar 2.12 Scanning Electron Microscope SEM 34
Gambar 2.13 Skema EDX Energy Dispersive X-Ray 36
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 40
Gambar 4.1 Percikan Api yang Timbul Saat Penyaringan Serbuk NdFeB hasil Dry Milling.
49 Gambar 4.2 Grafik Hasil Pengukuran PSA Serbuk NdFeB Hasil Milling
dengan Metode Dry Milling 49
Gambar 4.3 Grafik Pola Difraksi Hasil Analisa XRD Serbuk NdFeB hasil dry milling selama 8 jam
51 Gambar 4.4 Grafik Pola Difraksi Hasil Analisa XRD Serbuk NdFeB
hasil dry milling selama 16 jam 52
Gambar 4.5 Grafik Pola Difraksi Hasil Analisa XRD Serbuk NdFeB hasil dry milling selama 24 jam
53 Gambar 4.6 Grafik Pola Difraksi Hasil Analisa XRD Serbuk NdFeB
hasil dry milling selama 48 jam 54
Gambar 4.7 Hasil Foto Secondary Electron SEM Morfologi Sampel Serbuk NdFeB dry milling 48 jam dengan perbesaran
a 500 x, b 1000 x ,c 2000 x dan d 5000 x. 55
Gambar 4.8 Hasil Foto Morfologi Serbuk NdFeB dengan Perbesaran 5000 x yang dihasilkan oleh a Secondary Electron dan
b Back Scattered Electron. 56
Gambar 4.9 Ukuran diameter partikel serbuk NdFeB dengan perbesaran 2000 x
57 Gambar 4.10 Ukuran diameter partikel serbuk NdFeB dengan perbesaran
5000 x 57
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.11 Hasil Pengamatan SEM pada Serbuk NdFeB dry milling 48 jam perbesaran 5000 x dengan penembakan pada 4 titik 59
Gambar 4.12 Grafik Hasil Pengujian EDX a Spektrum 1, b Spektrum 2, c Spektrum 3, d Spektrum 4
61 Gambar 4.13 Hubungan antara Densitas Pelet NdFeB dengan Waktu
Milling dengan Metode Dry Milling
62 Gambar 4.14 Hubungan antara Densitas Pelet NdFeB dengan Ukuran
Butir dengan Metode Dry Milling 63
Gambar 4.15 Kurva histeresis antara NdFeB tanpa Milling dengan Dry Milling
48 jam 65
Gambar 4.16 Kurva Histeresis Hasil Pengujian Sampel Pelet NdFeB dry milling
selama 48 jam dengan Permagraph 66
Gambar 4.17 Hubungan antara Densitas Fluks Magnetik Pelet Magnet NdFeB dengan Waktu Milling dengan Metode Dry Milling 68
Gambar 4.18 Hubungan antara Densitas Fluks Magnetik Pelet Magnet NdFeB dengan Ukuran Butir dengan Metode Dry Milling 70
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Peralatan dan Bahan Penelitian
80 Lampiran 2 Perhitungan Densitas Sampel Pelet NdFeB
82 Lampiran 3 Hasil Pengujian Permagraph
84 Lampiran 4 Hasil Pengamatan SEM
– EDX 85
Lampiran 5 Hasil Analisa XRD 88
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH WAKTU DRY MECHANICAL MILLING DAN HEAT
TREATMENT TERHADAP MIKROSTRUKTUR, DENSITAS DAN SIFAT MAGNET DARI NdFeB
ABSTRAK
Telah dilakukan proses penghalusan serpihan NdFeB dengan menggunakan conventional ball mill
dengan menggunakan metode dry milling dalam atmosfir gas inert dengan menggunakan gas Nitrogen N
2
saat proses milling berlangsung. Bahan yang digunakan adalah serpihan NdFeB. Waktu milling yang menjadi
parameter penelitian divariasikan selama 8 jam, 16 jam, 24 jam dan 48 jam. Kemudian serbuk NdFeB diukur diameter partikel serbuk dengan PSA, analisis
struktur kristal dengan XRD, pengamatan mikrostruktur dengan SEM-EDX dan kurva histeresis dengan VSM. Untuk pengujian densitas, sifat magnetik fluks
density
dan kurva B-H dengan Permagraph dilakukan pada sampel berbentuk pelet. Sampel dalam bentuk serpihan yang telah dimilling dengan berbagai variasi
waktu milling, dicetak dengan gaya 7 tonf selama 2 menit, dan dengan ditambahkan bahan perekat celuna sebanyak 3 wt, hingga membentuk pelet
dengan diameter ±1,6 cm. Selanjutnya sampel pelet di heat treatment selama 1 jam pada suhu 110
ᵒC , 150ᵒC dan 170ᵒC. Sampel pelet kemudian dicoating dengan sirlak. Kemudian, sampel pelet diukur densitasnya dengan menggunakan
jangka sorong. Sampel pelet yang telah dilakukan heat treatment, dimagnetisasi dengan impulse magnetizer pada tegangan 1500V DC. Sampel pelet yang telah
dimagnetisasi diukur fluks density menggunakan Gaussmeter. Dari nilai densitas fluks magnet sampel, diperoleh sampel terbaik yaitu sampel hasil milling selama
48 jam pada suhu heat treatment 170
ᵒC dan diperoleh fluks magnet sebesar 485,8 Gauss. Densitas tertinggi sebesar 5,740 grcm
3
dan koersivitas pelet NdFeB yaitu 1,171 kOe dan BH
maks
sebesar 0,62 MGOe. Kata kunci : NdFeB, heat treatment , dry milling , ball mill , gas inert
Universitas Sumatera Utara
EFFECT OF DRY MECHANICAL MILLING TIME AND HEAT TREATMENT ON MICROSTRUCTURE, DENSITY AND MAGNET
PROPERTIES OF NdFeB
ABSTRACT
Has been done smoothing process of NdFeB flakes using conventional ball mill by dry milling method within an inert gas atmosphere using Nitrogen gas N
2
while milling process was held. The materials used were NdFeB flakes. Milling time
which became the research parameter was varied for 8 hours, 16 hours, 24 hours and 48 hours. Then NdFeB powder particle diameter was measured by PSA, the
crystal structure analysis by XRD, microstructure observation by SEM-EDX and the hysteresis curve by VSM. For density test, magnetic properties flux density
and the BH-curve by Permagraph was done on pellet form samples. Sample in flakes form which has been milled with milling time variety, was pressed with 7
tonf force for 2 minutes and with added adhesive celuna as much as 3 wt up to become pellets form with a diameter ±1.6 cm. Further the pellet samples were
given heat treatment for 1 hour at temperature 110
ᵒC, 150ᵒC and 170ᵒC. Pellet samples were then coated with sirlak. Then the pellet samples density was
measured using a caliper. Pellet samples that have been done heat treatment, were magnetized with the impulse magnetizer in 1500V DC voltage. Pellet
samples that have been magnetized , flux density was measured using a Gaussmeter. From the magnetic flux density sample value, the best sample that
obtained was the sample in milling time for 48 hours at heat treatment temperature was 170
ᵒC and obtained magnetic flux density at 485.8 Gauss. The highest density at 5.74 g cm
3
and NdFeB pellet coercivity are 1.171 kOe and BHmax 0.62 MGOe.
Keywords
: NdFeB, heat treatment , dry milling , ball mill , inert gas
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
Kategori