Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Fisis,Magnet dan Mikrostruktur dari BaFe12O19 dengan Aditif Al2O3
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT
FISIS, MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19
DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
TABITARIA M SIANIPAR
110801007
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT
FISIS, MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19
DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
TABITARIA M SIANIPAR
110801007
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
NIM
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Fisis,
Magnet dan Mikrostruktur dari BaFe12O19 dengan
Aditif Al2O3
: Skripsi
: Tabitaria M. Sianipar
: 110801007
: Sarjana (S1) Fisika
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (Mipa)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juni 2015
Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP : 195510301980031003
Pembimbing,
(Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS)
NIP : 195408171983031005
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT FISIS,
MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19 DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2015
TABITARIA M. SIANIPAR
110801007
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan bimbingan-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul
Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Fisis, Magnet dan Mikrostruktur dari
BaFe12O19 dengan Aditif Al2O3 dalam waktu yang telah ditentukan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS, sebagai Dosen Pembimbing, yang
telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan memberikan dorongan,
semangat serta saran-saran untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
2. Bapak Prof. Perdamean Sebayang M.Sc dan Prof. Dr. Masno Ginting, M.Sc,
sebagai Dosen Pembimbing di LIPI, yang telah banyak meluangkan waktu,
pikiran, tenaga, dan memberikan dorongan, semangat serta saran-saran untuk
membimbing penulis dalam penelitian tugas akhir dan menyelesaikan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA
USU.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, MSc, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA
USU.
5. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
6. Semua Dosen Departemen Fisika FMIPA USU yang pernah menjadi dosen
pengajar selama penulis kuliah di Fisika USU.
7. Kak Tini, Kak Yuspa, dan bang Jo, sebagai pegawai di jurusan Fisika FMIPA
USU.
8. Kedua orangtua penulis, Alm. J. Sianipar dan M. Pardosi, terima kasih atas
dukungan dan doa yang begitu besar dan sangat berarti kepada penulis.
9. Kakak dan Abang penulis Paska Uly Sianipar dan Dedi Hutabarat serta Adik adik penulis Triwinner T. Sianipar dan Nopa Sianipar, yang telah banyak
memberi dukungan, doa dan semangat kepada penulis selama kuliah dan
menyelesaikan skripsi ini, dan sanak saudara lainnya yang banyak membantu
dan memberikan motivasi kepada penulis.
10. Teman – teman Fisika Stambuk 2011 sebagai teman bertukar pikiran selama
perkuliahan dan teman berdiskusi dalam penyelesaian skripsi ini (Inten
Natanael Simamora, Nensi M. Panjaitan, Juliana S Situmeang, Ancela
Simbolon, Dosni Sipahutar, Stefen Sitorus, Widya Susanti, Lilis Sagita, Trisno
F Manurung, Parasian Simbolon, Hendra Damos, Rusti Irawaty Simbolon dan
semua teman yang tak dapat penulis sebutkan satu per satu).
Universitas Sumatera Utara
11. Teman dekat penulis David M. Hutajulu yang juga memberi dukungan dan
motivasi kepada penulis.
12. Abang, Kakak senior dan adik-adik junior Fisika FMIPA USU.
13. Teman – teman satu kos (Juliana S Situmeang, Ancela Simbolon, Nensi M.
Panjaitan, dan Reka Simbolon).
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat
kekurangan – kekurangan baik dari segi isi, struktur kata, maupun tata bahasanya
karena pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki penulis terbatas, semoga skripsi ini
dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Penulis
Tabitaria M. Sianipar
110801007
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT FISIS,
MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19 DENGAN ADITIF Al2O3
ABSTRAK
Telah diakukan pembuatan magnet permanen BaFe12O19 yang ditambahkan aditif
Al2O3 dengan variasi komposisi 1 dan 3 (%wt) mengggunakan metode mechanical
alloying dengan milling time 48 jam. Serbuk tersebut kemudian ditambahkan bahan
perekat Poly Vinyl Alcohol (PVA) dan dicetak kering dengan tekanan 30 kg/cm2 (8
kG). Hasil cetakan berupa pelet dengan diameter rata-rata 20 mm x 3 mm. Selanjutnya
dilakukan proses sintering dengan menggunakan vacuum furnace pada suhu 8000C,
9000C, 10000C, dan 1100oC yang ditahan selama 2 jam. Sampel yang telah disintering
kemudian dikarakterisasi sifat fisis (bulk density, porositas, Linear Shrinkage),
dianalisis struktur kristalnya dengan XRD dan Optical Microscope (OM),
dimagnetisasi dan diukur kurva histerisisnya. Karakterisasi yang dilakukan meliputi
sifat fisis yaitu densitas , porositas, dan Linear Shrinkage dengan metode Archimedes,
dan analisa mikro struktur dengan menggunakan XRD dan OM. Sedangkan untuk
analisis sifat magnet dengan menggunakan hasil pengukuran permagraph yang telah
dimagnetisasi dengan Gaussmeter. Dari hasil pengukuran densitas dan porositas
magnet BaFe12O19 dengan aditif Al2O3 menunjukkan bahwa nilai densitas cenderung
meningkat, porositas menurun sebanding dengan jumlah aditif Al2O3, dan Linear
Shrinkage meningkat. Dari hasil karakterisasi fisis diperoleh hasil yang terbaik yaitu
pada milling time 48 jam dengan suhu 11000C pada komposisi 3 %wt, dengan nilai
bulk density = 4,90 gr/cm3, porositas = 20,55%, dan Linear Shrinkage = 10,51%. Dari
salah satu hasil analisa XRD menunjukkan bahwa telah terbentuk struktur kristal
BaFe12O19 dan BaAlFe11O19, grainsize 15,7, memiliki Br = 3,22 kG dan Hc = 4.013
kOe.
Kata Kunci: Magnet permanen, BaFe12O19, Aditif Al2O3, Sintering
Universitas Sumatera Utara
EFFECT ON SINTERING TEMPERATURE PHYSICAL PROPERTIES,
MAGNET AND MICROSTRUCTURE OF Al2O3 BaFe12O19 WITH ADDITIVES
ABSTRACT
Has waged manufacture permanent magnets BaFe12O19 with Al2O3 additive is added to
the composition variation 1 and 3 (wt%) use traditional methods of mechanical
alloying by milling time of 48 hours. The powder is then added to the adhesive Poly
Vinyl Alcohol (PVA) and dry printed with a pressure of 30 kg / cm2 (8 kG). The
printed form of pellets with an average diameter of 20 mm x 3 mm. Sintering process
is then performed using a vacuum furnace at a temperature of 8000C, 9000C, 10000C,
and 11000C were held for 2 hours. Samples were then characterized sintering physical
properties (bulk density, porosity, Linear Shrinkage), analyzed the crystal structure by
XRD and Optical Microscope (OM), magnetized and measured curves histerisisnya.
Characterization was conducted on the physical properties, namely density, porosity,
and Linear Shrinkage by Archimedes method, and a micro-structure analysis using
XRD and OM. As for the analysis of magnetic properties using permagraph
measurement results that have been magnetized by the Gaussmeter. From the results
of measurements of density and porosity magnet BaFe12O19 with Al2O3 additive shows
that the density values tend to increase, the porosity decreases in proportion to the
amount of additive Al2O3, and Linear shrinkage increases. From the results of the
physical characterization is obtained the best results in milling time of 48 hours at a
temperature of 11000C at 3% wt composition, with a bulk density = 4.90 g / cm3,
porosity = 20.55%, and 10.51% Linear Shrinkage, From one of the results of XRD
analysis showed that the crystal structure has been formed BaFe12O19 and
BaAlFe11O19, grainsize 15.7, has Br = 3.22 kG and Hc = 4.013 Koe.
Keywords: Permanent Magnet, BaFe12O19, Additive Al2O3, Sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstrac
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab 1.
Bab 2.
Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Sistematika Penulisan
Tinjauan Pustaka
2.1. Magnet
2.2. Pengertian Medan Magnet
2.2.1. Momen Magnetik
2.2.2. Induksi Magnetik
2.2.3. Kuat Medan Magnetik
2.3. Macam-Macam Magnet
2.3.1. Magnet Permanen
2.3.2. Magnet Remanen
2.4. Magnet Keramik
2.5. Klasifikasi Material Magnetik
2.5.1. Diamagnetik
2.5.2. Paramagnetik
2.5.3. Ferromagnetik
2.6. Material Magnet Lunak dan Magnet Keras
2.7. Jenis Magnet Permanen
2.8. Magnet Permanen Ferrit
2.8.1. Barium Heksaferit
2.9. Alumina
2.9.1. Keramik Alumina
2.9.2. Kegunaan Keramik Alumina
2.9.3. Sifat-Sifat Alumina
2.10. Sintering
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
1
4
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
8
9
9
10
10
11
11
12
13
14
14
16
17
18
18
19
Universitas Sumatera Utara
2.11.
Bab 3
Bab 4
Bab 5
2.10.1. Tahapan Sintering
Karakterisasi Material Magnet Permanen Barium Heksaferit
2.11.1. Sifat Fisis
2.11.1.1. Densitas
2.11.1.2. Porositas
2.11.1.3. Susut Bakar
2.11.2. Sifat Magnet
2.11.2.1. Permagraph
2.11.3. Analisa Struktur Kristal
2.11.3.1. XRD
2.11.3.2. OM
Metodologi Penelitian
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.2. Peralatan dan Bahan
3.2.1. Peralatan
3.2.2. Bahan Peneltian
3.3. Diagram Alir Percobaan
3.4. Proses Sintering
3.5. Magnetisasi
3.6. Karakterisasi Hasil
3.6.1. Uji Densitas
3.6.1.1. Bulk Density
3.6.2. Porositas
3.6.3. Susut Bakar
3.7.
Sifat Magnet
3.7.1. Permagraph
3.8.
Analisa Mikrostruktur
3.8.1. XRD
3.8.2. OM
20
22
22
22
23
24
24
25
25
25
26
27
27
27
28
29
30
30
30
30
30
31
32
33
33
33
33
34
Hasil dan Pembahasan
4.1. Karakterisasi Sifat Fisis
4.1.1. Hasil Karakterisasi Bulk Density, Porositas,
dan Linear Shrinkage
4.2. Karakterisasi Mikrostruktur
4.2.1. Analisis XRD
4.2.2. Analisis OM
4.3. Karakterisasi Sifat Magnet
35
40
41
42
43
Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
47
48
Daftar Pustaka
35
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat-Sifat Fisis Alumina
Tabel 2.2. Sifat-Sifat Keramik Alumina
Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Densitas
Tabel 4.2. Data Hasil Pengujian Porositas
Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Linear Shrinkage
Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Permagraph
Tabel 4.5. Data Pengujian kuat medan magnet paduan
Barium Heksaferrite (BaFe12O19) Pada Komposisi 1% wt Al2O3
dan milling time 48 jam pada suhu 800 oC - 1100oC
Tabel 4.6. Data Pengujian kuat medan magnet paduan
Barium Heksaferrite (BaFe12O19) Pada Komposisi 3% wt Al2O3
dan milling time 48 jam pada suhu 800 oC - 1100oC
Halaman
17
18
35
37
39
44
44
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Orientasi momen magnetik bahan paramagnetic
Gambar 2.2. Histeresis Material Magnet
Gambar 2.3. Arah partikel pada magnet isotropi dan anisotropi
Gambar 2.4. Struktur kristal BaO.6Fe2O3
Gambar 3.1. Tahapan Penelitian Pembuatan Magnet Permanen Barium
Heksaferit dengan Substitusi Al2O3
Gambar 4.1. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai bulk density BaFe12O19 yang disinter pada
suhu 800°C, 900°C, 1000 °C, 1100°C
Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap porositas dari BaFe12O19 yang disinter pada suhu
800oC, 900oC,1000 °C, dan 1100 °C
Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap linier shrinkage dari BaFe12O19 yang disinter
pada suhu 800oC, 900oC,1000 °C, dan 1100 °C
Gambar 4.4. Grafik Hasil Pengujian XRD BaFe12O19 dengan
suhu sintering 800oC,900oC,100oC,1100oC
Gambar 4.5. Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Temperatur a. 800°C, b. 900°C, c. 10000C,
d. 11000C dan perbesaran 40x
Gambar 4.6. Kurva Histerisis bahan Barium hexaferrite pada suhu
sintering 1000 °C dengan aditif Al2O3
Gambar 4.7. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai fluks magnetik dari paduan
Al2O3 + BaFe12O19 yang disinter pada suhu 800°C - 1100 °C
dengan milling time 48 jam
Gambar 4.8. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai fluks magnetik dari paduan
Al2O3 + BaFe12O19 yang disinter pada suhu 800°C - 1100 °C
dengan milling time 48 jam
Halaman
11
12
13
15
29
36
38
40
41
42
43
45
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar Peralatan dan Bahan
Halaman
52
Universitas Sumatera Utara
FISIS, MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19
DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
TABITARIA M SIANIPAR
110801007
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT
FISIS, MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19
DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
TABITARIA M SIANIPAR
110801007
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
NIM
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Fisis,
Magnet dan Mikrostruktur dari BaFe12O19 dengan
Aditif Al2O3
: Skripsi
: Tabitaria M. Sianipar
: 110801007
: Sarjana (S1) Fisika
: Fisika
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (Mipa)
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juni 2015
Disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP : 195510301980031003
Pembimbing,
(Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS)
NIP : 195408171983031005
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT FISIS,
MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19 DENGAN ADITIF Al2O3
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2015
TABITARIA M. SIANIPAR
110801007
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat
dan bimbingan-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul
Pengaruh Temperatur Sintering Terhadap Sifat Fisis, Magnet dan Mikrostruktur dari
BaFe12O19 dengan Aditif Al2O3 dalam waktu yang telah ditentukan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS, sebagai Dosen Pembimbing, yang
telah banyak meluangkan waktu, pikiran, tenaga, dan memberikan dorongan,
semangat serta saran-saran untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
2. Bapak Prof. Perdamean Sebayang M.Sc dan Prof. Dr. Masno Ginting, M.Sc,
sebagai Dosen Pembimbing di LIPI, yang telah banyak meluangkan waktu,
pikiran, tenaga, dan memberikan dorongan, semangat serta saran-saran untuk
membimbing penulis dalam penelitian tugas akhir dan menyelesaikan skripsi
ini.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA
USU.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, MSc, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA
USU.
5. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
6. Semua Dosen Departemen Fisika FMIPA USU yang pernah menjadi dosen
pengajar selama penulis kuliah di Fisika USU.
7. Kak Tini, Kak Yuspa, dan bang Jo, sebagai pegawai di jurusan Fisika FMIPA
USU.
8. Kedua orangtua penulis, Alm. J. Sianipar dan M. Pardosi, terima kasih atas
dukungan dan doa yang begitu besar dan sangat berarti kepada penulis.
9. Kakak dan Abang penulis Paska Uly Sianipar dan Dedi Hutabarat serta Adik adik penulis Triwinner T. Sianipar dan Nopa Sianipar, yang telah banyak
memberi dukungan, doa dan semangat kepada penulis selama kuliah dan
menyelesaikan skripsi ini, dan sanak saudara lainnya yang banyak membantu
dan memberikan motivasi kepada penulis.
10. Teman – teman Fisika Stambuk 2011 sebagai teman bertukar pikiran selama
perkuliahan dan teman berdiskusi dalam penyelesaian skripsi ini (Inten
Natanael Simamora, Nensi M. Panjaitan, Juliana S Situmeang, Ancela
Simbolon, Dosni Sipahutar, Stefen Sitorus, Widya Susanti, Lilis Sagita, Trisno
F Manurung, Parasian Simbolon, Hendra Damos, Rusti Irawaty Simbolon dan
semua teman yang tak dapat penulis sebutkan satu per satu).
Universitas Sumatera Utara
11. Teman dekat penulis David M. Hutajulu yang juga memberi dukungan dan
motivasi kepada penulis.
12. Abang, Kakak senior dan adik-adik junior Fisika FMIPA USU.
13. Teman – teman satu kos (Juliana S Situmeang, Ancela Simbolon, Nensi M.
Panjaitan, dan Reka Simbolon).
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat
kekurangan – kekurangan baik dari segi isi, struktur kata, maupun tata bahasanya
karena pengetahuan dan pengalaman yang dimiliki penulis terbatas, semoga skripsi ini
dapat bermanfaat bagi yang membutuhkannya.
Penulis
Tabitaria M. Sianipar
110801007
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH TEMPERATUR SINTERING TERHADAP SIFAT FISIS,
MAGNET DAN MIKROSTRUKTUR DARI BaFe12O19 DENGAN ADITIF Al2O3
ABSTRAK
Telah diakukan pembuatan magnet permanen BaFe12O19 yang ditambahkan aditif
Al2O3 dengan variasi komposisi 1 dan 3 (%wt) mengggunakan metode mechanical
alloying dengan milling time 48 jam. Serbuk tersebut kemudian ditambahkan bahan
perekat Poly Vinyl Alcohol (PVA) dan dicetak kering dengan tekanan 30 kg/cm2 (8
kG). Hasil cetakan berupa pelet dengan diameter rata-rata 20 mm x 3 mm. Selanjutnya
dilakukan proses sintering dengan menggunakan vacuum furnace pada suhu 8000C,
9000C, 10000C, dan 1100oC yang ditahan selama 2 jam. Sampel yang telah disintering
kemudian dikarakterisasi sifat fisis (bulk density, porositas, Linear Shrinkage),
dianalisis struktur kristalnya dengan XRD dan Optical Microscope (OM),
dimagnetisasi dan diukur kurva histerisisnya. Karakterisasi yang dilakukan meliputi
sifat fisis yaitu densitas , porositas, dan Linear Shrinkage dengan metode Archimedes,
dan analisa mikro struktur dengan menggunakan XRD dan OM. Sedangkan untuk
analisis sifat magnet dengan menggunakan hasil pengukuran permagraph yang telah
dimagnetisasi dengan Gaussmeter. Dari hasil pengukuran densitas dan porositas
magnet BaFe12O19 dengan aditif Al2O3 menunjukkan bahwa nilai densitas cenderung
meningkat, porositas menurun sebanding dengan jumlah aditif Al2O3, dan Linear
Shrinkage meningkat. Dari hasil karakterisasi fisis diperoleh hasil yang terbaik yaitu
pada milling time 48 jam dengan suhu 11000C pada komposisi 3 %wt, dengan nilai
bulk density = 4,90 gr/cm3, porositas = 20,55%, dan Linear Shrinkage = 10,51%. Dari
salah satu hasil analisa XRD menunjukkan bahwa telah terbentuk struktur kristal
BaFe12O19 dan BaAlFe11O19, grainsize 15,7, memiliki Br = 3,22 kG dan Hc = 4.013
kOe.
Kata Kunci: Magnet permanen, BaFe12O19, Aditif Al2O3, Sintering
Universitas Sumatera Utara
EFFECT ON SINTERING TEMPERATURE PHYSICAL PROPERTIES,
MAGNET AND MICROSTRUCTURE OF Al2O3 BaFe12O19 WITH ADDITIVES
ABSTRACT
Has waged manufacture permanent magnets BaFe12O19 with Al2O3 additive is added to
the composition variation 1 and 3 (wt%) use traditional methods of mechanical
alloying by milling time of 48 hours. The powder is then added to the adhesive Poly
Vinyl Alcohol (PVA) and dry printed with a pressure of 30 kg / cm2 (8 kG). The
printed form of pellets with an average diameter of 20 mm x 3 mm. Sintering process
is then performed using a vacuum furnace at a temperature of 8000C, 9000C, 10000C,
and 11000C were held for 2 hours. Samples were then characterized sintering physical
properties (bulk density, porosity, Linear Shrinkage), analyzed the crystal structure by
XRD and Optical Microscope (OM), magnetized and measured curves histerisisnya.
Characterization was conducted on the physical properties, namely density, porosity,
and Linear Shrinkage by Archimedes method, and a micro-structure analysis using
XRD and OM. As for the analysis of magnetic properties using permagraph
measurement results that have been magnetized by the Gaussmeter. From the results
of measurements of density and porosity magnet BaFe12O19 with Al2O3 additive shows
that the density values tend to increase, the porosity decreases in proportion to the
amount of additive Al2O3, and Linear shrinkage increases. From the results of the
physical characterization is obtained the best results in milling time of 48 hours at a
temperature of 11000C at 3% wt composition, with a bulk density = 4.90 g / cm3,
porosity = 20.55%, and 10.51% Linear Shrinkage, From one of the results of XRD
analysis showed that the crystal structure has been formed BaFe12O19 and
BaAlFe11O19, grainsize 15.7, has Br = 3.22 kG and Hc = 4.013 Koe.
Keywords: Permanent Magnet, BaFe12O19, Additive Al2O3, Sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstrac
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab 1.
Bab 2.
Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Rumusan Masalah
1.3. Batasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Sistematika Penulisan
Tinjauan Pustaka
2.1. Magnet
2.2. Pengertian Medan Magnet
2.2.1. Momen Magnetik
2.2.2. Induksi Magnetik
2.2.3. Kuat Medan Magnetik
2.3. Macam-Macam Magnet
2.3.1. Magnet Permanen
2.3.2. Magnet Remanen
2.4. Magnet Keramik
2.5. Klasifikasi Material Magnetik
2.5.1. Diamagnetik
2.5.2. Paramagnetik
2.5.3. Ferromagnetik
2.6. Material Magnet Lunak dan Magnet Keras
2.7. Jenis Magnet Permanen
2.8. Magnet Permanen Ferrit
2.8.1. Barium Heksaferit
2.9. Alumina
2.9.1. Keramik Alumina
2.9.2. Kegunaan Keramik Alumina
2.9.3. Sifat-Sifat Alumina
2.10. Sintering
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
1
4
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
8
9
9
10
10
11
11
12
13
14
14
16
17
18
18
19
Universitas Sumatera Utara
2.11.
Bab 3
Bab 4
Bab 5
2.10.1. Tahapan Sintering
Karakterisasi Material Magnet Permanen Barium Heksaferit
2.11.1. Sifat Fisis
2.11.1.1. Densitas
2.11.1.2. Porositas
2.11.1.3. Susut Bakar
2.11.2. Sifat Magnet
2.11.2.1. Permagraph
2.11.3. Analisa Struktur Kristal
2.11.3.1. XRD
2.11.3.2. OM
Metodologi Penelitian
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
3.2. Peralatan dan Bahan
3.2.1. Peralatan
3.2.2. Bahan Peneltian
3.3. Diagram Alir Percobaan
3.4. Proses Sintering
3.5. Magnetisasi
3.6. Karakterisasi Hasil
3.6.1. Uji Densitas
3.6.1.1. Bulk Density
3.6.2. Porositas
3.6.3. Susut Bakar
3.7.
Sifat Magnet
3.7.1. Permagraph
3.8.
Analisa Mikrostruktur
3.8.1. XRD
3.8.2. OM
20
22
22
22
23
24
24
25
25
25
26
27
27
27
28
29
30
30
30
30
30
31
32
33
33
33
33
34
Hasil dan Pembahasan
4.1. Karakterisasi Sifat Fisis
4.1.1. Hasil Karakterisasi Bulk Density, Porositas,
dan Linear Shrinkage
4.2. Karakterisasi Mikrostruktur
4.2.1. Analisis XRD
4.2.2. Analisis OM
4.3. Karakterisasi Sifat Magnet
35
40
41
42
43
Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
47
48
Daftar Pustaka
35
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Sifat-Sifat Fisis Alumina
Tabel 2.2. Sifat-Sifat Keramik Alumina
Tabel 4.1. Data Hasil Pengujian Densitas
Tabel 4.2. Data Hasil Pengujian Porositas
Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Linear Shrinkage
Tabel 4.4. Data Hasil Pengujian Permagraph
Tabel 4.5. Data Pengujian kuat medan magnet paduan
Barium Heksaferrite (BaFe12O19) Pada Komposisi 1% wt Al2O3
dan milling time 48 jam pada suhu 800 oC - 1100oC
Tabel 4.6. Data Pengujian kuat medan magnet paduan
Barium Heksaferrite (BaFe12O19) Pada Komposisi 3% wt Al2O3
dan milling time 48 jam pada suhu 800 oC - 1100oC
Halaman
17
18
35
37
39
44
44
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Orientasi momen magnetik bahan paramagnetic
Gambar 2.2. Histeresis Material Magnet
Gambar 2.3. Arah partikel pada magnet isotropi dan anisotropi
Gambar 2.4. Struktur kristal BaO.6Fe2O3
Gambar 3.1. Tahapan Penelitian Pembuatan Magnet Permanen Barium
Heksaferit dengan Substitusi Al2O3
Gambar 4.1. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai bulk density BaFe12O19 yang disinter pada
suhu 800°C, 900°C, 1000 °C, 1100°C
Gambar 4.2. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap porositas dari BaFe12O19 yang disinter pada suhu
800oC, 900oC,1000 °C, dan 1100 °C
Gambar 4.3. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap linier shrinkage dari BaFe12O19 yang disinter
pada suhu 800oC, 900oC,1000 °C, dan 1100 °C
Gambar 4.4. Grafik Hasil Pengujian XRD BaFe12O19 dengan
suhu sintering 800oC,900oC,100oC,1100oC
Gambar 4.5. Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Temperatur a. 800°C, b. 900°C, c. 10000C,
d. 11000C dan perbesaran 40x
Gambar 4.6. Kurva Histerisis bahan Barium hexaferrite pada suhu
sintering 1000 °C dengan aditif Al2O3
Gambar 4.7. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai fluks magnetik dari paduan
Al2O3 + BaFe12O19 yang disinter pada suhu 800°C - 1100 °C
dengan milling time 48 jam
Gambar 4.8. Grafik Hubungan antara penambahan aditif Al2O3
terhadap nilai fluks magnetik dari paduan
Al2O3 + BaFe12O19 yang disinter pada suhu 800°C - 1100 °C
dengan milling time 48 jam
Halaman
11
12
13
15
29
36
38
40
41
42
43
45
46
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Gambar Peralatan dan Bahan
Halaman
52
Universitas Sumatera Utara