2.3.5.
Fabrikasi
Magnet PrFeB biasanya dibuat dengan cara teknologi logam serbuk powder metallurgy
. Sebenarnya magnet ini dapat dibuat dengan 3 cara, yaitu sebagai berikut.
1. Teknik Sintering
Teknik sintering yaitu teknologi logam serbuk dengan cara milling, dicetak, sintering, surface treatment
, magnetisasi, dan dihasilkan produk akhir. Magnet yang dihasilkan dengan teknik ini mengahasilkan energi produk
BH
max
yang paling tinggi. 2.
Teknik Compression Bonded Teknik compression bonded yaitu dilakukan dengan cara mencampurkan
serbuk PrFeB dengan suatu binderpelumas, dikompaksi, dan kemudian dipanaskan. Energi produk yang dihasilkan dengan teknik ini lebih rendah
bila dibandingkan dengan teknik sintering. 3.
Teknik Injection Molding Teknik injection molding yaitu teknik mencampurkan serbuk PrFeB dengan
suatu binderpelumas dan kemudian diinjeksi. Energi produk yang dihasilkan dengan teknik ini lebih rendah jika dibandingkan dengan teknik sintering dan
compression bonded .
4. Bonded Magnet PrFeB
Bonded magnet merupakan magnet komposit yang dibuat dari serbuk magnet
yang dicampur dengan bahan matriks pengikatbinder yang bersifat non magnet. Adapun fungsi dari matriks adalah untuk menyatukan butiran serbuk magnet
menjadi satu kesatuan dalam bentuk komposit. Selain itu, bahan matriks sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik, listrik, maupun stabilitas termal dari magnet
komposit Deswita, 2006. Banyak material magnet kuat juga digunakan untuk membuat magnet
komposit, seperti menggunakan logam atau matriks polimer. Tentunya pemakaian logam lebih mahal daripada matriks polimer. Magnet ini biasanya memainkan
peran yang penting dan terus berkembang diantara magnet permanen komersial yang tersedia saat ini.
16
Universitas Sumatera Utara
Pada bonded magnet ini, serbuk magnet diikat dengan polimer. Biasanya serbuk magnet yang sering digunakan adalah strontium atau barium ferrit dan
neodymium-besi-boron atau samarium-kobalt. Sedangkan polimer yang digunakan adalah resin atau bahkan logam dengan suhu leleh rendah.
Bonded magnet ini memiliki kelemahan pada hasil material magnetnya.
Hal itu dikarenakan oleh magnet isotropik memiliki sifat yang lebih rendah daripada magnet yang disintering. Akan tetapi, di samping kelemahan tersebut,
hasil dari bonded magnet ini memiliki keuntungan-keuntungan sebagai berikut. 1.
Sederhana dan biaya produksi rendah 2.
Mudah dibentuk dan variasinya juga beragam 3.
Ketahanan mekanik yang cukup baik Bonded
magnet dengan campuran logam transisi tanah jarang mempunyai sifat magnet unggul dibandingkan sifat magnetik bonded ferrit. Hal tersebut
terlihat secara signifikan, karena magnet bonded ferrit mempunyai koefisien temperatur positif terhadap Hc yang berarti koersifitas meningkat dengan
peningkatan temperatur.
2.5.
Binder Polyester dan Sillicone Rubber
Penggunaan resin sebagai binder dalam bonded magnet telah banyak dilakukan oleh para peneliti, termasuk paten yang dikeluarkan. Berberapa sifat dan
kelebihan yang dimiliki oleh resin sebagai matriks dalam komposit antara lain ketahanannya terhadap pelarut organik, panas, oksidasi dan kelembaman; ringan;
adhesive ; sifat mekanik; serta mudah dimodifikasi dalam pembuatannya. Binder
yang digunakan adalah berupa resin polyester dan silicone rubber.
2.5.1.
Polyester
Polyester resin merupakan polimer yang banyak digunakan sebagai salah satu
bahan dalam pembuatan komposit. Polyester merupakan bahan termoseting yang banyak beredar dipasaran karena harganya yang relatif murah dan dapat
diaplikasikan untuk berbagai macam penggunaan. Istilah polyester berawal dari reaksi asam organik dengan alkohol membentuk suatu ester.
17
Universitas Sumatera Utara
Beberapa sifat dan kelebihan polyester antara lain tahan terhadap panas dan kelembaban, sifat mekanik yang baik, tahan terhadap bahan kimia, sifat
insulator, sifat adhesifnya yang baik terhadap berbagai bahan, dan mudah diproses Deswita, 2007. Sifat mekanik polyester dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel
2.3.
Sifat Fisik dan Mekanik Polyester Densitas gcm
3 1
1,1 – 1,4
T ℃
2
225 Kuat tarik MPa
2
58 Kuat tekan MPa
2
90 Kekerasan Rockwell RHN
2
97 Sumber:
1
Stuart, 2003;
2
Black, 1998
2.5.2.
Sillicone Rubber
Silicone rubber SiR adalah bahan yang tahan terhadap temperatur tinggi, yang
biasanya digunakan untuk isolasi kabel dan bahan isolator tegangan tinggi. Sifat fisik bahan ini dapat diperbaiki dengan mencampurkan bahan pengisi seperti
pasirsilika. Silicone rubber aman digunakan pada temperatur -55º sampai 200º C. Bahan ini memiliki hambatan yang baik terhadap ozone, korona, air, dan memiliki
ketahanan yang baik terhadap alkohol, garam, dan minyak Asy’ari, 2008.
Silicone rubber merupakan elastomer sama halnya dengan material karet
polimer berupa silikon, dimana silikon tersebut mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Karet silikon banyak digunakan dalam industri dan beberapa
formulasi. Karet silikon biasanya terdiri dari satu atau dua bagian polimer dan berisi pengisi untuk meningkatkan sifat atau mengurangi biaya. Karena sifat-sifat
kemudahan pembuatan dan pembentukan, karet silikon dapat ditemukan dalam berbagai macam produk, termasuk aplikasi otomotif, memasak, bahan
pengembang, dan penyimpanan produk seperti penyimpan makanan, pakaian olahraga, alas kaki, elektronik, peralatan medis dan implan, dan dalam perbaikan
rumah serta perangkat keras dengan produk seperti silikon sealants. Struktur kimia sillicone rubber yang terdiri dari suatu punggung silikon
yang lebih fleksibel dibandingkan polimer lainnya. Jarak ikatan Si – O sekitar
1,64
o
A yang lebih panjang dibandingkan jarak ikatan C – C sekitar 1,5
o
A yang
18
Universitas Sumatera Utara
banyak ditemukan pada polimer organik. Kemudian susunan ikatan Si – O – Si
180
o
– � – 143
o
lebih terbuka dibandingkan dengan ikatan tetrahedral biasa ~110
o
yang berperan untuk meningkatkan keseimbangan, dengan demikian rantai mampu melakukan suatu bentuk yang rapat ketika dalam keadaan tergulung
acak, dan rantai silikon yang terdapat gugus metil mampu meluruskan sendiri untuk bersekutu menghasilkan hidrofobik pada permukaannya. Silicone rubber
memiliki sifat isolasi sangat baik seperti loss tangen tan 3 – 3 x 10
3
, konstanta dielektrik
= 2 – 4, tahanan jenis = 10
15
Ωm dalam keadaan tanpa bahan pengisi, tahanan terhadap cahaya pada daerah 300 nm gugus metilnya
menyerap sinar dan stabil hingga suhu ≈ 250
o
C dengan mempertahankan sifat kenyalnya pada suhu rendah karena memiliki temperatur transisi gelas sampai
120
o
C stabilitas termalnya panjang. Namun, dalam kaitan ini kekuatan mekanik silicone rubber tanpa bahan
pengisi memiliki kekuatan yang rendah karena gaya antar molekulnya yang rendah. Untuk meningkatkan kekuatan tarik dan kekerasan, dapat ditambah bahan
silika. Sedangkan untuk meningkatkan ketahanan erosi dan keretakan tracking dapat dikombinasikan dengan bahan pengisi dan jenis aluminatrihydrate.
Dibandingkan dengan karet organik, karet silikon memiliki kekuatan tarik yang sangat rendah. Bahan silikon ini juga sangat sensitif terhadap kelelahan dari
beban siklik. Karet silikon merupakan bahan yang sangat inert dan tidak bereaksi dengan sebagian besar bahan kimia Keller et al., 2007. Sifat-sifat fisik dan
mekanik silicone rubber dapat dilihat pada rabel 2.4.
Tabel
2.4.
Sifat Fisik dan Mekanik Silicone Rubber Densitas gcm
3 1
0,8 T
℃
2
-55 - 200 Kuat tarik MPa
3
4,4 - 9 Kuat tekan MPa
4
10 - 30 Hardness Vickers
VHN
5
15 Sumber:
1
Stuart, 2003;
2
Asy’ari, 2008;
3
Product Information Silastic 94-595 Liquid Silicone Rubber, 2002;
4
Azom.com The A to Z of Materials, 2013;
5
Liquid RTV Silicone Rubber, 2013
Universitas Sumatera Utara
Selama proses pembuatan silicone rubber, panas sangat diperlukan untuk vulkanisir mengatur dan memperbaiki silikon ke dalam bentuk seperti karet. Hal
ini biasanya dilakukan dalam dua proses pada titik pembuatan ke dalam bentuk yang diinginkan. Dalam hal ini dapat dilakukan proses injeksi injection molded.
Pada suhu ekstrim, kekuatan tarik, elongasi, kekuatan sobek, dan kompresi dapat jauh lebih unggul daripada karet konvensional, meskipun relatif lebih rendah
untuk bahan lainnya, sedangkan karet silikon merupakan salah satu pilihan jenis elastomer
untuk lingkungan
yang ekstrim
Keller et
al. ,
2007.
20
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
