Pembuatan Bonded Anisotropi Magnet NdFeB dan Karakterisasinya

  

PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB

DAN KARAKTERISASINYA

SKRIPSI

SITI NURAINI

  

100801004

  

PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB

DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains SITI NURAINI 100801004

  

PERSETUJUAN

  Judul : Pembuatan Bonded Anisotropi Magnet NdFeB dan Karakterisasinya Kategori : Skripsi Nama : Siti Nuraini Nomor Induk Mahasiswa : 100801004 Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juli 2014

  Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1,

  

PERNYATAAN

  PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI

  Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Juli 2014 SITI NURAINI 100801004

  

PENGHARGAAN

  Alhamdulillah, puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan judul studi “Pembuatan Bonded Anisotropi Magnet NdFeB dan Karakterisasinya”. Tak lupa pula shalawat beriring salam penulis hantaskan kepangkuan Nabi Besar Muhammad SAW yang menghantarkan manusia dari alam jahiliah ke alam yang penuh ilmu pengetahuan seperti ini.

  Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan orang-orang di sekeliling penulis. Maka dari itu, penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada : 1.

  Ketua Departemen Fisika, Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, dan seluruh dosen maupun pegawai Departemen Fisika FMIPA USU.

  2. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Seketaris Departemen Fisika yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi.

  3. Bapak Drs. Herli Ginting, MS selaku pembimbing 2 yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini.

  4. Ibu Dra. Ratna Askiah S, M.Si selaku Dosen FMIPA USU yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi.

  5. Bapak Dr. Toto Sudiro, Eng selaku pembimbing 1, Pak Prof. Perdamean Sebayang, Pak Didik Aryanto, S.Si, M.Sc, Pak Dr. Agus Sukarto Wismogroho, Pak Candra Kurniawan, Pak Lukman Faris, dan Ibu Ayu

  10. Tak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada orang-orang terdekat penulis yang senantiasa memotivasi penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi ini. Pertama kepada orang teristimewa yaitu : kedua orang tuaku, Mama Sariani dan Ayah Sukirman yang tak pernah berhenti memberikan dukungan dari segala segi, hingga penulis dapat kuliah dana menyelesaikan kuliah ini. Kedua, kepada abang, kakak, dan adekku : Kak Sari, Kak Eni, Kak Raudah, Bang Anto, Bang Iwan, Bang Awal, Wadi, Keyza, Raffa, Azzu, Uzza dan saudara-saudaraku lainnya yang telah memberikan dukungan dan motivasi penulis menyelesaikan kuliah hingga skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk memyempurnakan skripsi ini. Semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.

  Penulis

  

PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB

DAN KARAKTERISASINYA

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan bonded magnet NdFeB type MQA- 37-16 dengan binder polivynil chloride. Tujuan penelitian ini untuk mempelajari pengaruh kuat medan orientasi terhadap sifat fisis dan magnet pada pembuatan

  

bonded magnet NdFeB. Proses preparasi dengan mencampurkan serbuk magnet

NdFeB dan binder polivynil chloride secara kering menggunakan Shaker Mill.

  Untuk setiap cuplikan dibutuhkan 4 gram massa total cuplikan bonded magnet NdFeB. Pencetakan dilakukan secara isotropi dan anisotropi dengan menggunakan medan magnet orientasi sebesar 2661,6; 3266,4; 3755,6 dan 4799,8 gauss dan diberi tekanan cuplikan sebesar 35 MPa. Kemudian di curing dengan

  o

  suhu (curing temperature) cuplikan 150 C selama 30 menit di inert (argon) atmosfer. Karakterisasi meliputi : analisa pengukuran densitas dengan prinsip Archimedes, analisa XRD, Struktur Mikro dengan menggunakan SEM, pengukuran kuat medan magnet (Fluks density) menggunakan Gaussmeter dan pengukuran BH curve dengan menggunakan Permagraph. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembuatan bonded magnet dengan kuat medan magnet orientasi sebesar 3266,4 gauss menghasilkan flux magnet density optimum

  3

  sebesar 3216,7 G dengan nilai bulk densitas = 5,39 g/cm , Remanensi (B r ) = 4,01 kG; Koersivitas (Hcj) = 10,962 kOe; Energi produk (BH) max = 3,26 MGOe

  

FABRICATIONS BONDED ANISOTROPY MAGNET NdFeB

AND CHARACTERIZATION

Abstract

  

Research on fabrications of bonded magnets NdFeB type MQA-37-16 with

polivynil chloride binder has been done. The purpose of this study the effect of

field strength and orientation on the physical and magnetic properties in the

manufacture of bonded magnets NdFeB. Preparation process by dry mixing

powder magnets NdFeB and polivynil chloride binder bi using Shaker Mill. For

each sample takes 4 grams total mass of bonded magnet NdFeB. Printing is done

isotropic and anisotropy using a magnetic field orientation at 2661,1; 3266,4;

3755,6; and 4799,8 gauss and pressurized sample at 35MPa. Then curing

o

temperature sample of 150 C samples for 30 minutes in an inert (argon)

atmosphere. Characterization includes : analysis of density measurements by

Archimedes principle, XRD Analysis, mikrostructure with SEM, measurement of

magnetic field strength (flux density) with Gaussmeter and measurement BH

curve with Permagraph. The results showed that the manufacture of bonded

magnets with strong magnetic field orientation at 3266,4 gauss produces optimum

  3

magnetic flux density at 3216,7 G with bulk density = 5,39 g/cm , Remanensi (Br)

= 4,01 kG, Coercivity (Hcj) = 10,962 kOe, Energy Product (BH) = 3,26 MGOe

max

  

Keywords : anisotropy, bonded magnet, NdFeB, magnetic properties, and

physical properties.

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan i

  Pernyataan ii

  Penghargaan iii

  Abstrak v

  Abstract vi

  Daftar Isi vii

  Daftar Tabel ix

  Daftar Gambar x

  Daftar Lampiran xi

  Bab 1. Pendahuluan

  1.1

  1 Latar Belakang

  1.2

  3 Perumusan Masalah

  1.3

  3 Batasan Masalah

  1.4

  4 Tujuan Penelitian

  1.5

  4 Manfaat Penelitian

  1.6

  4 Tempat Penelitian

  1.7

  4 Sistematika Penulisan

  Bab 2. Tinjauan Pustaka

  2.1 Pengertian Magnet Secara Umum

  6

  2.2 Magnet Permanen

  7

  3.4.3 Pengeringan Sampel

  22

  3.4.4 Magnetisasi

  23

  3.5 Karakterisasi

  3.5.1 Karakterisasi Sifat Fisis

  3.5.1.1 Densitas

  23

  3.5.1.2 Struktur Mikro

  24

  3.5.1.3 Struktur Kristal

  24

  3.5.2 Karakterisasi Sifat Magnetik

  24 Bab 4. Hasil dan Pembahasan

  4.1 Hasil Penelitian dan Pembahasan

  4.1.1 Hasil Maping Cetakan (Distribusi Kuat Medan Magnet Orientasi) 25

  4.1.2 Hasil Pengujian Sifat Fisis

  4.1.2.1 Hasil Pengujian Densitas

  26

  4.1.2.2 Hasil Pengujian Struktur Kristal

  27

  4.1.2.3 Hasil Pengujian Struktur Mikro

  29

  4.1.3 Hasil Pengujian Sifat Magnetik

  4.1.3.1 Pengujian Kuat Medan Magnet (Fluks Density) Menggunakan Gaussmeter

  30

  4.1.3.2 Pengujian Kuat Medan Magnet (Fluks Density) Menggunakan Permagraph

  31 Bab 5. Kesimpulan dan Saran

  5.1 Kesimpulan

  36

  5.2 Saran

  36 Daftar Pustaka

  38

DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Halaman Tabel

Tabel 2.1 Sifat Kemagnetan Intrinsik Fasa Magnetik dari Magnet

  8 Tabel 2.2 Komposisi Serbuk NdFeB Komersil Type MQA-37-16 13

Tabel 2.3 Kelarutan PVC (Keadaan Homopolimer)

  15 Tabel 4.1 Hasil Mapping Cetakan

  25 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Densitas Bonded Magnet NdFeB dengan Variasi Kuat Medan Magnet Orientasi Sebelum dan Sesudah Curing

  26 Tabel 4.3 Nilai Kuat Medan Magnet pada Bonded Magnet NdFeB Dengan Variasi Kuat Medan Magnet Orientasi Menggunakan Gaussmeter

  30 Tabel 4.4 Data Hasil Permagraph Bonded Magnet NdFeB

  34

DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Halaman Gambar

Gambar 2.1 Arah Partikel Magnet Isotropi dan Anisotropi

  7 Gambar 2.2 Kurva Magnetisasi

  9 Gambar 2.3 Jenis-jenis Kompaksi

  17 Gambar 2.4 Tahapan Proses Kompaksi 18

Gambar 4.1 Mapping Cetakan 25Gambar 4.2 Densitas Sebelum dan Sesudah Curing Bonded Magnet NdFeB 27Gambar 4.3 Hasil XRD Powder dan Sampel Bonded NdFeB 28Gambar 4.4 Hasil SEM Powder dan Sampel NdFeB

  29 Gambar 4.5 Fluks Magnet Terhadap Kuat Medan Magnet Orientasi 31

Gambar 4.6 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Tanpa Kuat

  Medan Magnet Orientasi 32

Gambar 4.7 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat

  Medan Magnet Orientasi 2661,6 G 32

Gambar 4.8 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat

  Medan Magnet Orientasi 3266,4 G 33

Gambar 4.9 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat

  Medan Magnet Orientasi 3755,6 G 33

Gambar 4.10 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat

  Medan Magnet Orientasi 4799,8 G 34