Pengaruh Waktu Milling Terhadap Sifat Fisis, Sifat Magnet Dan Struktur Kristal Pada Magnet Barium Heksaferit
BAB 1PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Material BaFe 12 O 19 digunakan sangat luas sebagai primadona magnet permanen,
bahkan hingga sekarang masih menguasai 52% pasar magnet permanen dunia.
Beberapa kelebihan yang dimiliki material ini adalah anisotropi magnetokristallin
dan temperature curie yang tinggi serta saturasi magnetisasi yang besar.
Kelebihan lain material tersebut adalah memiliki stabilitas kimia yang baik serta
tahan terhadap korosi, disamping itu memiliki sifat sensitivitas listrik yang
relative tinggi sehingga memiliki peluang untuk digunakan sebagai material
magnet untuk aplikasi pada gelombang electromagnet. Barium Hexaferrite
(BaFe12O19) adalah material magnet kelas ferrimagnetik dengan lima ion Fe
menempati kisi berbeda. Ferrimagnetik ini memiliki saturasi magnetik total dan
koersivitas magnetik yang paling tinggi diantara kelas ferrite lainnya sehingga
telah banyak dieksplorasi untuk berbagai aplikasi teknologi seperti permanen
magnet dan penyimpanan data memori. Sifat-sifat ekstrinsik material kelas
Barium Hexaferrite sangat bergantung pada mekanika proses dan metoda yang
digunakan. (Priyono, 2010).
Pada beberapa tahun terakhir ini, penelitian di bidang material magnetik,
khususnya magnet permanen sangat intensif dilakukan. Hal ini disebabkan
penerapan magnet permanen mampu melingkupi berbagai aspek yang terkait
dengan teknologi maju. Dewasa ini, Penerapan magnet permanen dapat
ditemukan pada komponen televisi, telepon, komputer, pada bidang otomotif
(misalnya untuk starter, door lock, dan wiper), generator, loudspeaker dan
mikropon (Hilda Ayu, 2013).
Ferit berbasis bahan magnetik, terutama BaFeO dan SrFeO adalah bahan
awal yang paling banyak digunakan sebagai magnet permanen. Hal tersebut
disebabkan karena kedua bahan tersebut memiliki stabilitas kimia yang sangat
baik dan relatif murah untuk diproduksi (Mangquan Liu, 2011)
Universitas Sumatera Utara
Aplikasi magnet permanen pada saat ini makin berkembang dengan
diperolehnya serbuk bahan tersebut dalam ukuran yang sangat kecil atau dalam
skala nanometer. Magnet permanen merupakan suatu material yang sangat
strategis untuk dikembangkan dimasa depan. Penguasaan teknologi produksi
magnet permanen diharapkan dapat memberikan nilai tambah yang signifikan,
dengan mempertimbangkan belum adanya produsen magnet lokal untuk
memenuhi kebutuhan magnet permanen dalam negri. Pertumbuhan kebutuhan
komponen magnet permanen sampai saat ini masih sangat bergantung dari
produk impor seperti dari Jepang dan China. Oleh karena itu, diperlukan suatu
kegiatan riset yang intensif untuk mengembangkan sistem produksi magnet
permanen dan mendorong pertumbuhan industri lokal yang memproduksi magnet
permanen untuk keperluan dalam negeri (Sardjono dkk, 2012,2013).
Untuk mengembangkan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan
canggih tersebut, maka pada penelitian ini akan dipelajari mekanisme Pengaruh
Variasi Waktu Milling Terhadap Mikrostruktur dan Sifat Fisis Magnet BaFe 12 O 19 .
Pada penelitian ini akan ditambahkan Ethanol pada saat penggilingan ( Milling)
untuk mencegah terjadinya proses oksidasi (Korosi)BaFe 12 O 19 pada saat
penggilingan dilakukan. Disamping itu waktu penggilingan akan divariasikan sesuai
dengan bahanBaFe 12 O 19 yang mudah terkorosi sehingga waktu milling juga harus
benar-benar diperhatikan.
Proses milling dalam pembuatan magnet permanen BaFe 12 O 19 adalah salah
satu hal terpenting yang dapat memengaruhi sifat dan kualitas magnet permanen
yang dihasilkan.Variasi waktu milling yang digunakan pada penelitian ini adalah
3, 6, 12, 24 jam.Kemudian dilakukan uji karakterisasi dengan: Particle Size
Analyzer (PSA) untuk mengetahui ukuran partikel setiap efek variasi waktu, alat
uji X-Ray Diffraction (XRD) digunakan untuk mengetahui struktur dari fasa –
fasa yang terbentuk selama proses milling dilakukan dengan efek variasi waktu
milling, Vibrating Sample Magnetometer (VSM) yang digunakan untuk
karakterisasi sifat magnet, dan picnometer untuk menguji densitas serbuk.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan
dibahas dalam skripsi ini adalah :
1. Berapa waktu milling optimum yang dibutuhkan untuk pembuatan
magnet BaFe 12 O 19.
2. Bagaimanakah pengaruh waktu variasi milling terhadap sifat fisis,
sifat magnet dan struktur kristal pada magnet BaFe 12 O 19.
3. Bagaimana pengaruh suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
magnetik pada magnet BaFe 12 O 19.
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan,
maka perlu ada pembatasan masalah penelitian, yaitu :
1. Bahan yang dipergunakan untuk pembuatan magnet permanen adalah
serbuk barium heksaferite (BaO.6Fe 2 O 3 ) komersil.Etanol sebagai
pelarut dan celuna sebagai perekat.
2. Variasi waktu milling selama 3 jam, 6 jam, 12 jam, 24 jam dengan
HEM.
3. Karakterisasi bahan BaFe 12 O 19 hasil yang akan dilakukan meliputi :
a. XRD, untuk mengetahui struktur kristal.
b. Karakterisasi ukuran partikel yang telah dimilling dengan HEM
menggunakan Particle Size Analyzer (PSA).
c. Karakterisasi sifat magnet dengan VSM (Vibrating Sample
Magnetometer).
d. Karakterisasi densitas serbuk dengan Picnometer.
e. Karakterisasi densitas bulk dengan fluks magnetik.
4. Variasi suhu sintering(900℃,1000℃,,1100℃,,1200℃,)
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini bertujuan :
Universitas Sumatera Utara
1. Untuk mengetahui waktu milling optimum HEM yang dapat menghasilkan
diameter.
2. Untuk mengetahui variasi milling terhadap sifat fisis, sifat magnet dan
struktur kristal.
3. Untuk mengetahui variasi suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
magnetikpada magnet BaFe 12 O 19
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui proses Milling dengan menggunakan HEM
2. Meningkatkan
kemampuan
teknik
pembuatan
magnet
permanen
BaFe 12 O 19
3. Dari data penelitian yang ada, diharapkan dapat menambah pengetahuan
dan wawasan tentang magnet permanenBaFe 12 O 19 dan menjadi referensi
untuk mengetahui efek milling dengan HEM.
1.6 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Keltian Magnet, Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI
Gd.440 Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Desa Setu, Kecamatan Setu, Kota
Tangerang Selatan, Kode Pos 15310, Provinsi Banten, Indonesia. Dimulai
tanggal 1 Februari sampai tanggal 5 Mei 2015.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing – masing bab adalah sebagai berikut :
Bab 1
Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang
akan diteliti, rumusan masalah, tujuan penelitian, mamfaat penelitian,
tempat penelitian, dan sistematika penelitian
Bab 2
Tinjauan Pustaka
Universitas Sumatera Utara
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk
proses pengambilan data, analisa data serta pembahasannya.
Bab 3
Metodelogi Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
alir penelitian, dan pengujian sampel.
Bab 4
Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang
diperoleh dari penelitian
Bab 5
Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian
dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut
Universitas Sumatera Utara
1.1 Latar Belakang
Material BaFe 12 O 19 digunakan sangat luas sebagai primadona magnet permanen,
bahkan hingga sekarang masih menguasai 52% pasar magnet permanen dunia.
Beberapa kelebihan yang dimiliki material ini adalah anisotropi magnetokristallin
dan temperature curie yang tinggi serta saturasi magnetisasi yang besar.
Kelebihan lain material tersebut adalah memiliki stabilitas kimia yang baik serta
tahan terhadap korosi, disamping itu memiliki sifat sensitivitas listrik yang
relative tinggi sehingga memiliki peluang untuk digunakan sebagai material
magnet untuk aplikasi pada gelombang electromagnet. Barium Hexaferrite
(BaFe12O19) adalah material magnet kelas ferrimagnetik dengan lima ion Fe
menempati kisi berbeda. Ferrimagnetik ini memiliki saturasi magnetik total dan
koersivitas magnetik yang paling tinggi diantara kelas ferrite lainnya sehingga
telah banyak dieksplorasi untuk berbagai aplikasi teknologi seperti permanen
magnet dan penyimpanan data memori. Sifat-sifat ekstrinsik material kelas
Barium Hexaferrite sangat bergantung pada mekanika proses dan metoda yang
digunakan. (Priyono, 2010).
Pada beberapa tahun terakhir ini, penelitian di bidang material magnetik,
khususnya magnet permanen sangat intensif dilakukan. Hal ini disebabkan
penerapan magnet permanen mampu melingkupi berbagai aspek yang terkait
dengan teknologi maju. Dewasa ini, Penerapan magnet permanen dapat
ditemukan pada komponen televisi, telepon, komputer, pada bidang otomotif
(misalnya untuk starter, door lock, dan wiper), generator, loudspeaker dan
mikropon (Hilda Ayu, 2013).
Ferit berbasis bahan magnetik, terutama BaFeO dan SrFeO adalah bahan
awal yang paling banyak digunakan sebagai magnet permanen. Hal tersebut
disebabkan karena kedua bahan tersebut memiliki stabilitas kimia yang sangat
baik dan relatif murah untuk diproduksi (Mangquan Liu, 2011)
Universitas Sumatera Utara
Aplikasi magnet permanen pada saat ini makin berkembang dengan
diperolehnya serbuk bahan tersebut dalam ukuran yang sangat kecil atau dalam
skala nanometer. Magnet permanen merupakan suatu material yang sangat
strategis untuk dikembangkan dimasa depan. Penguasaan teknologi produksi
magnet permanen diharapkan dapat memberikan nilai tambah yang signifikan,
dengan mempertimbangkan belum adanya produsen magnet lokal untuk
memenuhi kebutuhan magnet permanen dalam negri. Pertumbuhan kebutuhan
komponen magnet permanen sampai saat ini masih sangat bergantung dari
produk impor seperti dari Jepang dan China. Oleh karena itu, diperlukan suatu
kegiatan riset yang intensif untuk mengembangkan sistem produksi magnet
permanen dan mendorong pertumbuhan industri lokal yang memproduksi magnet
permanen untuk keperluan dalam negeri (Sardjono dkk, 2012,2013).
Untuk mengembangkan perkembangan teknologi yang semakin pesat dan
canggih tersebut, maka pada penelitian ini akan dipelajari mekanisme Pengaruh
Variasi Waktu Milling Terhadap Mikrostruktur dan Sifat Fisis Magnet BaFe 12 O 19 .
Pada penelitian ini akan ditambahkan Ethanol pada saat penggilingan ( Milling)
untuk mencegah terjadinya proses oksidasi (Korosi)BaFe 12 O 19 pada saat
penggilingan dilakukan. Disamping itu waktu penggilingan akan divariasikan sesuai
dengan bahanBaFe 12 O 19 yang mudah terkorosi sehingga waktu milling juga harus
benar-benar diperhatikan.
Proses milling dalam pembuatan magnet permanen BaFe 12 O 19 adalah salah
satu hal terpenting yang dapat memengaruhi sifat dan kualitas magnet permanen
yang dihasilkan.Variasi waktu milling yang digunakan pada penelitian ini adalah
3, 6, 12, 24 jam.Kemudian dilakukan uji karakterisasi dengan: Particle Size
Analyzer (PSA) untuk mengetahui ukuran partikel setiap efek variasi waktu, alat
uji X-Ray Diffraction (XRD) digunakan untuk mengetahui struktur dari fasa –
fasa yang terbentuk selama proses milling dilakukan dengan efek variasi waktu
milling, Vibrating Sample Magnetometer (VSM) yang digunakan untuk
karakterisasi sifat magnet, dan picnometer untuk menguji densitas serbuk.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan
dibahas dalam skripsi ini adalah :
1. Berapa waktu milling optimum yang dibutuhkan untuk pembuatan
magnet BaFe 12 O 19.
2. Bagaimanakah pengaruh waktu variasi milling terhadap sifat fisis,
sifat magnet dan struktur kristal pada magnet BaFe 12 O 19.
3. Bagaimana pengaruh suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
magnetik pada magnet BaFe 12 O 19.
1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan,
maka perlu ada pembatasan masalah penelitian, yaitu :
1. Bahan yang dipergunakan untuk pembuatan magnet permanen adalah
serbuk barium heksaferite (BaO.6Fe 2 O 3 ) komersil.Etanol sebagai
pelarut dan celuna sebagai perekat.
2. Variasi waktu milling selama 3 jam, 6 jam, 12 jam, 24 jam dengan
HEM.
3. Karakterisasi bahan BaFe 12 O 19 hasil yang akan dilakukan meliputi :
a. XRD, untuk mengetahui struktur kristal.
b. Karakterisasi ukuran partikel yang telah dimilling dengan HEM
menggunakan Particle Size Analyzer (PSA).
c. Karakterisasi sifat magnet dengan VSM (Vibrating Sample
Magnetometer).
d. Karakterisasi densitas serbuk dengan Picnometer.
e. Karakterisasi densitas bulk dengan fluks magnetik.
4. Variasi suhu sintering(900℃,1000℃,,1100℃,,1200℃,)
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini bertujuan :
Universitas Sumatera Utara
1. Untuk mengetahui waktu milling optimum HEM yang dapat menghasilkan
diameter.
2. Untuk mengetahui variasi milling terhadap sifat fisis, sifat magnet dan
struktur kristal.
3. Untuk mengetahui variasi suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
magnetikpada magnet BaFe 12 O 19
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diambil dari penelitian ini adalah :
1. Mengetahui proses Milling dengan menggunakan HEM
2. Meningkatkan
kemampuan
teknik
pembuatan
magnet
permanen
BaFe 12 O 19
3. Dari data penelitian yang ada, diharapkan dapat menambah pengetahuan
dan wawasan tentang magnet permanenBaFe 12 O 19 dan menjadi referensi
untuk mengetahui efek milling dengan HEM.
1.6 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Keltian Magnet, Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI
Gd.440 Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Desa Setu, Kecamatan Setu, Kota
Tangerang Selatan, Kode Pos 15310, Provinsi Banten, Indonesia. Dimulai
tanggal 1 Februari sampai tanggal 5 Mei 2015.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing – masing bab adalah sebagai berikut :
Bab 1
Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang
akan diteliti, rumusan masalah, tujuan penelitian, mamfaat penelitian,
tempat penelitian, dan sistematika penelitian
Bab 2
Tinjauan Pustaka
Universitas Sumatera Utara
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk
proses pengambilan data, analisa data serta pembahasannya.
Bab 3
Metodelogi Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram
alir penelitian, dan pengujian sampel.
Bab 4
Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang
diperoleh dari penelitian
Bab 5
Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian
dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut
Universitas Sumatera Utara