BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian 4.1.1 Data Magnetisasi
Tabel 4.1 Data awal magnetisasi No
Kuat Medan Magnet gauss
Tanpa Pelapisan Ni Dengan pelapisan Ni
1 2103.1
1886.2
4.1.2 Sifat Fisis 4.1.2.1 Hasil Pengujian Ketebalan
Dari hasil percobaan menggunakan perhitungan matematis, maka ketebalan lapisan yang terbentuk pada substrat yang dilapisi dapat diperoleh dengan menggunakan
rumus persamaan 2.3. Perhitungan salah satu tebal lapisan plating pada substrat Pr-Fe-B adalah
sebagai berikut; Sampel uji Pr-Fe-B dengan kuat arus 0,18 A.
Diketahui: densitas ρ
= 8,908 grcm
3
Jari-jari D = 5.01 mm
tebal t = 6.43 mm
massa awal m0 = 2.82918 gr
massa akhir m1 = 3.02168 gr
waktu pelapisan t = 2 jam
Ditanya: tebal lapisan T= ? Penyelesaian: A
= 2�� � + �
A = 23.145.015.01+6.43
A = 378.815993 mm
2
A = 3.78815993 cm
2
Massa lapisan yang terbentuk W = 2.82918
–3.02168 gr W
= 0.1925 gr
Universitas Sumatera Utara
Tebal lapisan yang terbentuk: T =
W A.ρ
T =
. 5 gr
. 5
cm x , grcm
T = 57.04560882 x 10
-4
cm =57.046 µm Dari hasil perhitungan, dapat dibuat tabel tebal lapisan Ni pada substrat sebagai
berikut: Tabel 4.2 Tebal Lapisan Ni
4.1.3 Hasil Pengujian oksidasi
a. Hasil pengukuran perubahan massa per luas awal untuk lingkungan udara pada temperatur 120
o
C yang diukur tiap-tiap variasi waktu yaitu 1 jam, 4 jam, 9 jam, 16 jam dan 25 jam
No Waktu jam
Luas Sampel
cm
2
Massa Awal
gr Massa
Akhir gr
Massa Lapisan
gr Densitas
grcm
3
Tebal Lapisan µm
1 2
3.78815993 2.82918
3.02168 0.1925
8.908 57.04560882
2 2
3.73183111 2.76851
2.93574 0.16723
8.908 50.30509815
3 2
3.80776144 2.85876
3.03357 0.17481
8.908 51.5366675
4 2
3.86395345 2.90688
3.08567 0.17879
8.908 51.94349047
5 2
3.74074637 2.77743
2.9241 0.14667
8.908 44.01521428
6 2
3.77937182 2.86687
2.99203 0.12516
8.908 37.17626242
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Data perubahan Massa terhadap waktu oksidasi pada temperature 120
o
C
b. Hasil pengukuran degradasi kuat medan Magnet untuk lingkungan udara pada
temperatur 120
o
C yang diukur tiap-tiap variasi waktu1 jam , 4 jam, 9 jam, 16 jam dan 25 jam dapat dilihat dalam tabel 4.4 berikut ini.
Tabel 4.4 Degradasi medan Magnet pada temperature 120
o
C No
Waktu jam
Massa gr Perubahan massa per satuan
luas grcm
2
Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
Nikel Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
Nikel 1
2.83295 2.9826
2 1
2.82453 2.98181
-0.00222 -0.00021
3 4
2.82813 2.98176
-0.00127 -0.00022
4 9
2.8265 2.98125
-0.0017 -0.00036
5 16
2.82638 2.9812
-0.00173 -0.00037
6 25
2.82568 2.98042
-0.00191 -0.00057
No Waktu
jam Medan magnet
gauss Degradasi medan magnet
gauss Tanpa
pelapisan Dengan
pelapisan Nikel
Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
1 2103.1
1886.2 2
1 2103.8
1807.5
0.7
-156.7 3
4 2073.6
1774.3
-29.5
-176 4
9 2024.1
1734.9
-79
-171.1 5
16 2017.6
1676.7
-85.5
-209.5 6
25 2009.8
1765.9
-93.3
-120.3
Universitas Sumatera Utara
c. Hasil pengukuran perubahan massa per luas awal untuk lingkungan udara pada
temperatur 200
o
C yang diukur tiap-tiap variasi waktu yaitu 20 menit,30 menit, 40 menit, 50 menit, 60 menit, 4 jam, 9 jam, 16 jam dan 25 jam dapat dilihat dalam tabel
4.5 berikut ini. Tabel 4.5 Perubahan Massa per luas awal terhadap waktu Oksidasi pada temperatur
200
o
C
No Oksidasi Massa gr
Perubahan massa per satuan luas grcm
2
Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
Nikel Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
Nikel 1
0 menit 2.73466
2.98025 2
20 menit 2.70924
2.98032 -0.0066
0.00007 3
30 menit 2.69037
2.98264 -0.01166
0.00239 4
40 menit 2.62867
2.9856 -0.02789
0.001408 5
50 menit 2.61284
2.98031 -0.03206
0.0000158 6
60 menit 2.6034
2.9801 -0.03454
0.000039 7
4 jam 2.59736
2.98223 -0.03603
0.000521 8
9 jam 2.58009
2.98186 -0.04068
0.000424 9
16 jam 2.53958
2.98098 -0.05134
0.000192 10
25 jam 2.48853
2.97999 -0.06477
-0.00006
Universitas Sumatera Utara
d. Hasil pengukuran degradasi medan magnet terhadap waktu oksidasi di udara yang
diukur pada tiap-tiap variasi waktu yaitu 20 menit,30 menit, 40 menit, 50 menit, 60 menit, 4 jam, 9 jam, 6 jam dan 25 jam
Tabel 4.6 Degradasi Medan Magnet terhadap Waktu Oksidasi
No Oksidasi Medan magnetgauss
Degradasi medan magnet gauss
Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan Nikel
Tanpa pelapisan
Dengan pelapisan
1 0 menit
2191.5 1758.8
2 20 menit
1825.5 1483.2
-366 -275.6
3 30 menit
1818.2 1466.4
-373.3 -292.4
4 40 menit
1826.3 1522.6
-365.2 -236.2
5 50 menit
1820.8 1519.9
-370.7 -238.9
6 60 menit
1806.3 1536.7
-385.2 -222.1
7 4 jam
1760.4 1576.4
-431.1 -182.4
8 9 jam
1714.1 1549.6
-477.4 -209.2
9 16 jam
1665.8 1563.4
-525.7 -195.4
10 25 jam
1654.4 1569.6
-537.1 -189.2
Universitas Sumatera Utara
e. Hasil yang mengidentifikasi bahwa terjadi oksidasi pada sampel yaitu ditandai
dengan adanya pertambahan massa yang terjadi pada sampel dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut :
Tabel 4.7 Pertambahan Massa akibat Oksidasi No
waktu oksidasi
Δm massa utuh
grcm2 Δm massa
terlepas grcm2
massa oksidasi grcm2
1 2
20 menit -0.00669
0.003189 -0.0035
3 30 menit
-0.01166 0.015518
0.003858 4
40 menit -0.02789
0.032589 0.004699
5 50 menit
-0.03206 0.0372
0.005142 6
60 menit -0.03434
0.039142 0.007084
7 4 jam
-0.03603 0.03535
0.012415 8
9 jam -0.04068
0.0049 0.00905
9 16 jam
-0.05134 0.03351
0.007213 10
25 jam -0.06477
0.059746 -0.00502
Universitas Sumatera Utara
4.1.3 Analisa Mikrostruktur 4.1.3.1 SEM dan EDS
Analisa mikrostruktur ini bertujuan untuk mengamati struktur dari sampel sebelum dan sesudah uji Oksidasi. Hasil dari analisa SEM dan EDS dapat terlihat dalam
gambar 4.1 berikut ini.
Gambar 4.1 Maping Unsur kimia sampel tanpa pelapisan Nikel Sebelum Uji Oksidasi pada temperature 200
o
C selama 25 jam Tabel 4.8 Jenis Unsur magnet PrFeB tanpa pelapisan sebelum Uji oksidasi
No. Sampel Magnet Unsur
yang terkandung
1.
Magnet PrFeB Praseodymium
Pr 2.
Besi Fe 3.
Carbon C 4.
Boron B 5.
Oksigen O Dari Tabel diatas dapat diketahui bahwa pada sampel magnet PrFeB terkandung unsur-
unsur yaitu Praseodymium Pr, Besi Fe, Carbon C, Boron B dan Oksigen B.
Universitas Sumatera Utara
Dimana unsur terbanyak didalam sampel magnet PrFeB adalah besi Fe yaitu berkisar 78.
Gambar 4.2 Maping Unsur Kimia sampel tanpa pelapisan Nikel setelah Uji Oksidassi pada temperature 200
o
C selama 25 jam Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa kuantitas unsur Fe berkurang jika dibandingkan
dengan kuantitas unsur Fe sebelum uji oksidasi pada gambar 4.1. Kuantitas unsur dapat dilihat dari indicator warna yang ada dibawah masing-masing unsur,dimana
semakin kekanan semakin menunjukkan kualitas unsur yang terkandung. Hal ini terjadi karena unsur besi Fe telah berikatan dengan unsur Oksigen O membentuk
unsur FeO yang mengakibatkan terjadinya oksidasi pada sampel yang ditandai dengan perubahan warna sampel menjadi coklat keemasan.
Tabel 4.9 Jenis Unsur magnet PrFeB tanpa pelapisan setelah dioksidasi
No. Sampel Magnet Unsur yang terkandung
1.
Magnet PrFeB Praseodymium Pr
2. Besi Fe
3. Carbon C
4. Boron B
5. Oksigen O
Dari Tabel 4.2 diatas dapat diketahui bahwa pemanasan atau uji Oksidasi tidak mempengaruhi jenis unsur yang terkandung di dalam sampel hal ini dapt dilihat dari
Universitas Sumatera Utara
jenis unsur sebelum uji oksidasi pada tabel 4.8 dan setelah uji oksidasi pada tabel 4.9 tidak mengalami perubahan
Gambar 4.3 Analisis Sampel tanpa Pelapisan Nikel sebelum dan Setelah Uji Oksidasi pada temperature 200
o
C selama 25 jam Pada analisis gambar 4.3 diatas dapat kita ketahui bahwa sampel magnet tanpa
pelapisan Nikel setelah dilakukan uji oksidasi pada temperature 200
o
C selama 25 jam mengalami kerusakan pada resin binder yaitu Carbon C yang menyebabkan
terlepasnya serbuk-serbuk magnet dari sampel sehingga mengakibatkan laju perubahan massa per luas sampel semakin cepat yang kemudian akan mengurangi
umur pemakaian sampel tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Maping unsur kimia sampel dengan pelapisan Nikel sebelum uji oksidasi pada temperatur 200
o
C selama 25 jam Tabel 4.10 Jenis Unsur magnet PrFeB dengan pelapisan sebelum dioksidasi
No. Sampel Magnet Unsur yang terkandung
1.
Magnet PrFeB Praseodymium Pr
2. Besi Fe
3. Carbon C
4. Nikel Ni
5. Boron B
6. Oksigen O
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5 maping unsur kimia sampel dengan pelapisan Nikel setelah uji oksidasi pada temperature 200
o
C selama 25 jam
Tabel 4.11 Jenis Unsur magnet PrFeB dengan pelapisan setelah dioksidasi
No. Sampel Magnet Unsur yang terkandung
1.
Magnet PrFeB Praseodymium Pr
2. Besi Fe
3. Carbon C
4. Nikel Ni
5. Boron B
6. Oksigen O
Seperti pada sampel tanpa pelapisan sebelum oksidasi pada tabel 4.8 dan setelah oksidasi pada tabel 4.9 yang tidak mengalami perubahan unsur. Pada sampel dengan
pelapisan Nikel sebelum uji oksidasi pada tabel 4.10 dam setelah uji oksidasi pada tabel 4.11 diatas juga tidak mengalami perubahan unsur yang berarti bahwa pemanasan
Oksidasi tidak mempengaruhi kandungan elemen-elemen unsur pada sampel.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 Analisis Sampel dengan pelapisan Nikel sebelum dan setelah uji oksidasi pada temperatur 200
o
C selama 25 jam Dari analisis gambar 4.6 diatas terlihat bahwa tidak terjadi perubahan yang signifikan
antara sampel dengan pelapisan sebelum dioksidasi pada gambar 4.4 dengan sampel dengan pelapisan setelah dioksidasi pada gambar 4.5. Bahkan setelah proses oksidasi
selama 25 jam pada temperature 120
o
C dan dipercepat proses oksidasi dengan menaikkan temperaturnya hingga 200
o
C selama 25 jam, sampel dengan pelapisan Nikel ini tidak mengalami kerusakan mikrostruktur sehingga terjadi pelepasan serbuk-
serbuk magnet serta tidak terjadi perubahan warna pada sampel seperti sampel tanpa pelapisan setelah proses oksidasi pada gambar 4.3. Hal ini menunjukkan bahwa lapisan
Nikel lapisan Nikel ini protektif terhadap substratnya dan telah berhasil melindungi sampel dari serangan oksidasi.
Universitas Sumatera Utara
4.2 Pembahasan 4.2.1 Sifat Fisis
