BAB 1 PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Dewasa ini penggunaan magnet khususnya magnet permanen menunjukkan perkembangan yang amat pesat. Magnet permanen merupakan material magnet
dengan aplikasi luas yang banyak digunakan pada industri-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. Magnet
permanen ini banyak digunakan sebagai komponen pada televisi, telepon, komputer, dan pada bidang otomotif. Penggunaan magnet permanen pada bidang
otomotif, misalnya untuk starter, door lock, dan wiper. Dari contoh di atas menunjukkan bahwa bahan magnet yang mempunyai kekuatan tinggi akan
menghasilkan peningkatan efisiensi operasi dan pengurangan berat. Dari tahun 1990 hingga 2000 konsumsi magnet meningkat mencapai 12,2 untuk setiap
tahunnya. Diperkirakan pada tahun 2000 nilai produksi magnet dunia mencapai 6,5 juta Deswita, 2007. Untuk kondisi sekarang, termasuk untuk kebutuhan
magnet di Indonesia, hasil analisis pasar menunjukkan bahwa tingkat kebutuhan magnet untuk meteran air cukup tinggi, secara komulatif sampai 1 juta pcstahun.
Disamping itu, tingkat kebutuhan magnet permanen dalam pengembangan magnet permanen kualitas tinggi untuk motor listrik difokuskan untuk mendukung
pengembangan mobil listrik Nasional Sardjono, 2012. Dewasa ini terdapat tiga bahan magnet permanen komersil antara lain
ferrite , AlNiCo, dan paduan berbasis Samarium-Cobalt paduan antar logam
SmCo
5
, Sm
2
Co
17
. Magnet ferrite memiliki energi produk 5 MGOe, AlNiCo dapat menghasilkan energi produk sebesar 13 MGOe, dan magnet Sm-Co dapat
menghasilkan energi produk sebesar 20 MGOe. Meskipun magnet Sm-Co dapat menghasilkan energi produk sebesar 20 MGOe, harganya relatif mahal, sehingga
magnet tersebut jarang digunakan dalam skala besar Deswita, 2007. Dalam perkembangan magnet beberapa tahun terakhir, ditemukan magnet Re-Fe-B
1
Universitas Sumatera Utara
dengan energi produk mencapai 50 MGOe. Magnet Re-Fe-B merupakan magnet permanen yang terbuat dari paduan logam tanah jarang Re berjenis Neodymium
Nd atau Praseodymium Pr, logam Besi Fe, dan Boron B dengan fasa magnet Nd
2
Fe
14
B atau Pr
2
Fe
14
B yang memiliki struktur kristal tetragonal Kurniawan, 2013. Selain memiliki sifat magnet intrinsik yang lebih baik,
magnet ReFeB relatif lebih murah dibandingkan dengan magnet Samarium- Cobalt Deswita, 2007. Meskipun PrFeB dan NdFeB sama-sama merupakan
magnet logam tanah jarang, magnet NdFeB dan PrFeB memiliki perbedaan sifat magnet, antara lain temperaur curie T
C
dan energi produk BH
max
yang dihasilkan. Magnet PrFeB memiliki temperatur curie T
C
yang lebih rendah dibandingkan magnet NdFeB, yaitu senilai 291
℃. Namun demikian, PrFeB memiliki nilai energi produk BH
max
yang lebih tinggi daripada NdFeB yaitu senilai 14,3-16,3 MGOe MQP Product Spesification. Oleh sebab itu, magnet
PrFeB dapat diaplikasikan pada ukuran yang lebih kecil. Sejalan dengan perkembangan magnet permanen PrFeB, telah
dikembangkan pembuatan magnet komposit berbasis material yang sama. Magnet komposit ini bersifat mudah dibentuk dengan pengerjaan yang sederhana
sehingga menghasilkan produk yang lebih inovatif, memiliki daya saing, serta memiliki keunggulan dalam sifat mekaniknya jika dibandingkan dengan bahan
magnet keramik yang cenderung mudah patah. Bahan magnet komposit umumnya diaplikasikan pada alat
– alat yang memiliki sifat magnetik yang kurang tinggi seperti alat listrik rumah tangga dan mainan anak
– anak. Berkembangnya industri mainan dan makin tingginya pemakaian alat listrik rumah tangga memberikan
peluang yang baik pada pengembangan dan produksi magnet bonded. Magnet komposit ini dibuat dari bahan magnet yang dicampur atau diikat bonded
dengan bahan pengikat bukan magnet, seperti bahan polimer Yulianti, 2005. Untuk memenuhi kebutuhan magnet permanen, dalam penelitian ini akan
dilakukan pembuatan magnet komposit magnet permanen bonded dengan mencampurkan bahan serbuk magnet Praseodymium Iron Boron PrFeB
komersil type MQEP 16-7 dengan bahan polimer serbuk polyester dan liquid silicone rubber
, karena mempunyai sifat yang mudah dibentuk. Dari pembuatan magnet komposit ini diharapkan keunggulan dalam sifat mekaniknya.
2
Universitas Sumatera Utara
1.2.
Perumusan Masalah
Kekuatan mekanik pada material magnet komposit bonded magnet permanen PrFeB dipengaruhi oleh komposisi dan jenis binder. Dengan demikian,
perumusan masalah dalam penelitian ini sebagai berikut : 1. Bagaimana pengaruh komposisi bahan perekat binder dalam berat
terhadap sifat magnet dan mekanik bonded magnet PrFeB ? 2. Bagaimana pengaruh jenis bahan perekat binder terhadap sifat magnet dan
mekanik bonded magnet PrFeB ?
1.3.
Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Pengaruh bonded magnet PrFeB terhadap komposisi polyester dan silicone
rubber dengan variasi komposisi berat 2, 4, 6, dan 8 dari massa
total setiap cuplikan seberat 8 gram. 2.
Temperatur yang digunakan pada pembuatan bonded magnet permanen PrFeB dengan binder polyester adalah 150
o
C dan bonded magnet permanen PrFeB dengan binder silicone rubber adalah suhu ruang.
3. Karakterisasi bahan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
a. Pengujian SEM untuk menganalisis strukturmikro material bonded
magnet permanen PrFeB.
b. Pengujian densitas untuk mengetahui densitas material bonded magnet
permanen PrFeB. c.
Pengujian permagraph untuk mengetahui sifat magnet material bonded magnet
permanen PrFeB. d.
Pengujian kuat medan magnet untuk mengetahui kuat medan magnet bonded magnet
permanen PrFeB. e.
Pengujian kekerasan brinell brinell hardness untuk mengetahui kekerasan material bonded magnet permanen PrFeB.
f. Pengujian tekan compressive test untuk mengetahui kekuatan tekan
material bonded magnet permanen PrFeB.
3
Universitas Sumatera Utara
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
Melihat pengaruh komposisi bahan perekat binder dalam berat terhadap sifat magnet dan mekanik bonded magnet PrFeB.
2. Melihat pengaruh jenis bahan perekat atau binder yaitu polyester maupun
silicone rubber terhadap sifat magnet dan mekanik bonded magnet PrFeB.
1.5.
Manfaat Penelitian
Dari tujuan yang telah disebutkan di atas, maka dalam penelitian ini diharapkan manfaat dari penelitian yaitu sebagai berikut :
1. Mampu menguasai teknologi pembuatan bonded magnet permanen PrFeB.
2. Memenuhi kebutuhan material bonded magnet permanen PrFeB.
3. Memperoleh material magnet komposit PrFeB dengan kekuatan mekanik
yang baik dengan penambahan binder silicone rubber atau polyester.
1.6.
Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di beberapa tempat, yaitu sebagai berikut : 1.
Pusat Penelitian Fisika PPF Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia LIPI – Puspiptek Serpong.
2. Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi P2ET Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia LIPI Bandung. 3.
Sentra Teknologi Polimer STP Badan Pengkajian Teknologi Polimer BPPT
– Puspiptek Serpong.
1.7.
Sistematika Penulisan
Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab dengan sistematika sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tempat
penelitian, dan sistematika penulisan.
4
Universitas Sumatera Utara
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari
penelitian yang dilakukan. Bab 3
Metodologi Penelitian Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
penelitian prosedur penelitian, dan karakterisasi cuplikan yang dilakukan.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.
Bab 5 Kesimpulan
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan saran untuk penelitian lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
Kategori