Chapter I Pengembangan Bahan Magnetik Berbasis BaNixAl6xFe6O19 Untuk Bahan Absorber Gelombang
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Material magnet oksida BaO(6Fe2O3) merupakan jenis keramik yang banyak
dijumpai disamping material magnet lain, seperti SrO.6(Fe2O3) dan PbO.6(Fe2O3).
Pengembangan material BaFe12O19 (M-type feritte hexagonal) sebagai bahan
magnetik sangat dibutuhkan dalam berbagai bidang aplikasi, karena memiliki
karakteristik : temperatur Curie yang relatif tinggi, nilai koersifitas, saturasi
magnetik dan anisotropi magnetik tinggi serta stabilitas kimia yang sangat baik
dan murah serta mudah didapat. Salah satu aplikasi material magnet permanen
barium heksaferit yang menjadi perhatian saat ini adalah sebagai alat penyerap
gelombang mikro (RAM). Hal ini karena sifat listrik dan magnetik dari material
ferrimagnetik ini sangat mendukung dalam aplikasi tersebut, yaitu memiliki
permeabilitas dan resistivitas yang tinggi (Silviana, 2013).
Radar (Radar Detection And Ranging) adalah suatu system pendeteksi
obyek yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk identifikasi jarak
(range), arah (direction) atau kecepatan (speed) baik obyek bergerak maupun
diam seperti pesawat terbang, kapal kendaraan, keadaan cuaca, dan lain-lain.
Sistem radar terdiri dari transmitter dan receiver yang letaknya pada lokasi yang
sama atau dapat terpisah. Transmitter akan mengimisikan radio wave pada
frekuensi dan daya tertentu. Ketika energi dari emisi gelombang radio mengenai
obyek akan dipantulkan ke semua arah (scattered). Sebagian dipantulkan kembali
(reflected back) ke receiver dan mempunyai sedikit perubahan panjang
gelombang (wavelength) bahkan frekuensi apabila target bergerak. Energi sinyal
yang kembali biasanya sangat lemah sehingga perlu diperkuat menggunakan
teknik elektronika direceiver dan dikonfigurasi antenna (Rustamaji, Elan, 2012).
Di bidang pertahanan, penyerapan gelombang mikro ini digunakan untuk
pelapisan atau coating pada pesawat tempur (stealth aircraft), kapal perang atau
kapal selam (war ship), dan untuk baju tentara terutama bagian garda depan (I
Putu, dkk 2012). Pesawat radar sejauh ini telah diduga mempunyai dampak
terhadap manusia yang berada pada sekitar instalasi radar. Dampak tersebut
adalah kempuan radar mengagitasi molekul air yang ada dalam tubuh manusia.
Kalau intensitas radiasi elektromagnetiknya cukup kuat, maka molekul-moleku air
terionisasi, dampak yang ditimbulkan mirip dengan dampak yang ditimbulkan
oleh radiasi nuklir (Wisnu, 2000).
Untuk mengatasi dampak perkembangan teknologi informasi tersebut
diperlukan suatu material yang mampu mengabsorpsi radiasi gelombang
elektromagnetik guna memperkecil atau mengurangi bahaya yang ditimbulkan
oleh radiasi gelombang elektromagnetik tersebut. Material magnetik barium
heksaferit memiliki keunggulan antara lain nilai koersivitas (Hc) dan saturasi
magnet (Ms) tinggi, suhu transisi (Tc = suhu curie) tinggi serta sifat kimia yang
stabil dan tahan korosi (Sebayang, Muljadi, 2011).
Pasir merupakan bahan alam yang tersedia sangat melimpah di Indonesia.
Pasir biasa dimanfaatkan untuk bahan bangunan sebagai campuran semen dalam
pembuatan tembok sebagai pelapis batu bata. Pasir besi pada umumnya
mempunyai komposisi utama besi oksida (Fe2O3 dan Fe2O3) (Sholihah, 2010).
Pada penelitian yang dilakukan oleh wisnu Ari Adi pada tahun 2010 yang
membuat barium heksaferit dengan substitusi Mn dan Ti menunjukkan bahwa
pendopingan telah berhasil dilakukan dengan memperkecil Hc (medan
koersivitas) akan tetapi magnetisasi saturasi (Ms) yang dihasilkan juga rendah
(Wisnu, 2010). Sehingga pada penelitian, saya membuat dengan sistem yang sama
dengan substitusi Al2O3 dan NiO. Pasir besi yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari pasir besi daerah Sukabumi. Pada tahap awal penelitian ini
menggunakan metode kopresipitasi (pengendapan) untuk mendapatkan Fe3O4.
Metode kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis senyawa anorganik
yang didasarkan pada proses pengendapan. Proses selanjutnya menggunakan
metode reaksi padatan (solid state reaction). Dalam penelitian ini dilakukan
pembuatan material penyerap gelombang dari campuran oksida besi (Fe2O3) dari
bahan lokal pasir besi yang ditambahkan dengan BaCO3. Al2O3, NiO.
1.2.
Rumusan Masalah
1. Untuk meningkatkan kualitas bahan absorber gelombang elektromagnetik
perlu dipertimbangkan penambahan Ni-Al pada material barium heksaferit.
2. Dengan demikian perlu diperhitungkan bagaimana pengaruh struktur Kristal,
struktur mikro dan sifat magnetik material barium heksaferit.
1.3.
Tujuan Penelitian
1. Untuk melihat bagaimana pengaruh pemberian Ni-Al yang berbeda (x = 0;
0,5; 1; 2; 3) pada material barium heksaferit.
2. Untuk meneliti karakteristik absorpsi gelombang elektromagnetik pada
barium heksaferit dengan penambahan Ni-Al (x = 0; 0,5; 1; 2; 3).
1.4.
Batasan Masalah
Agar permasalahan yang akan dibahas dapat menjadi terarah, maka
penulis membatasi ruang lingkup yaitu difokuskan pada pengaruh variasi
konsentrasi Al2O3 dan NiO terhadap struktur kristal, struktur mikro, sifat
magnetik dan absorpsi gelombang elektromagnetik pada bahan barium
heksaferit dengan perlakuan sintering pada suhu 1000˚C selama 5 jam.
1.5
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian yang diambil dari penelitian ini adalah :
Diharapkan riset penelitian ini mampu memberikan informasi dalam
pembuatan absorber anti radar di bidang pertahanan dan berperan dalam
pengembangan teknologi serta aplikasi bahan magnetik absorber berbasis
barium M-Heksaferit.
1.6.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing-masing Bab adalah sebagai berikut:
Bab I
PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah
yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
tempat penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi
acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta
pembahasan.
Bab III
METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian,
diagram alir penelitian, prosedur penelitian, pengujian sampel.
Bab IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa
data yang diperoleh dari penelitian.
Bab V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari
penelitian dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih
lanjut.
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Material magnet oksida BaO(6Fe2O3) merupakan jenis keramik yang banyak
dijumpai disamping material magnet lain, seperti SrO.6(Fe2O3) dan PbO.6(Fe2O3).
Pengembangan material BaFe12O19 (M-type feritte hexagonal) sebagai bahan
magnetik sangat dibutuhkan dalam berbagai bidang aplikasi, karena memiliki
karakteristik : temperatur Curie yang relatif tinggi, nilai koersifitas, saturasi
magnetik dan anisotropi magnetik tinggi serta stabilitas kimia yang sangat baik
dan murah serta mudah didapat. Salah satu aplikasi material magnet permanen
barium heksaferit yang menjadi perhatian saat ini adalah sebagai alat penyerap
gelombang mikro (RAM). Hal ini karena sifat listrik dan magnetik dari material
ferrimagnetik ini sangat mendukung dalam aplikasi tersebut, yaitu memiliki
permeabilitas dan resistivitas yang tinggi (Silviana, 2013).
Radar (Radar Detection And Ranging) adalah suatu system pendeteksi
obyek yang menggunakan gelombang elektromagnetik untuk identifikasi jarak
(range), arah (direction) atau kecepatan (speed) baik obyek bergerak maupun
diam seperti pesawat terbang, kapal kendaraan, keadaan cuaca, dan lain-lain.
Sistem radar terdiri dari transmitter dan receiver yang letaknya pada lokasi yang
sama atau dapat terpisah. Transmitter akan mengimisikan radio wave pada
frekuensi dan daya tertentu. Ketika energi dari emisi gelombang radio mengenai
obyek akan dipantulkan ke semua arah (scattered). Sebagian dipantulkan kembali
(reflected back) ke receiver dan mempunyai sedikit perubahan panjang
gelombang (wavelength) bahkan frekuensi apabila target bergerak. Energi sinyal
yang kembali biasanya sangat lemah sehingga perlu diperkuat menggunakan
teknik elektronika direceiver dan dikonfigurasi antenna (Rustamaji, Elan, 2012).
Di bidang pertahanan, penyerapan gelombang mikro ini digunakan untuk
pelapisan atau coating pada pesawat tempur (stealth aircraft), kapal perang atau
kapal selam (war ship), dan untuk baju tentara terutama bagian garda depan (I
Putu, dkk 2012). Pesawat radar sejauh ini telah diduga mempunyai dampak
terhadap manusia yang berada pada sekitar instalasi radar. Dampak tersebut
adalah kempuan radar mengagitasi molekul air yang ada dalam tubuh manusia.
Kalau intensitas radiasi elektromagnetiknya cukup kuat, maka molekul-moleku air
terionisasi, dampak yang ditimbulkan mirip dengan dampak yang ditimbulkan
oleh radiasi nuklir (Wisnu, 2000).
Untuk mengatasi dampak perkembangan teknologi informasi tersebut
diperlukan suatu material yang mampu mengabsorpsi radiasi gelombang
elektromagnetik guna memperkecil atau mengurangi bahaya yang ditimbulkan
oleh radiasi gelombang elektromagnetik tersebut. Material magnetik barium
heksaferit memiliki keunggulan antara lain nilai koersivitas (Hc) dan saturasi
magnet (Ms) tinggi, suhu transisi (Tc = suhu curie) tinggi serta sifat kimia yang
stabil dan tahan korosi (Sebayang, Muljadi, 2011).
Pasir merupakan bahan alam yang tersedia sangat melimpah di Indonesia.
Pasir biasa dimanfaatkan untuk bahan bangunan sebagai campuran semen dalam
pembuatan tembok sebagai pelapis batu bata. Pasir besi pada umumnya
mempunyai komposisi utama besi oksida (Fe2O3 dan Fe2O3) (Sholihah, 2010).
Pada penelitian yang dilakukan oleh wisnu Ari Adi pada tahun 2010 yang
membuat barium heksaferit dengan substitusi Mn dan Ti menunjukkan bahwa
pendopingan telah berhasil dilakukan dengan memperkecil Hc (medan
koersivitas) akan tetapi magnetisasi saturasi (Ms) yang dihasilkan juga rendah
(Wisnu, 2010). Sehingga pada penelitian, saya membuat dengan sistem yang sama
dengan substitusi Al2O3 dan NiO. Pasir besi yang digunakan dalam penelitian ini
berasal dari pasir besi daerah Sukabumi. Pada tahap awal penelitian ini
menggunakan metode kopresipitasi (pengendapan) untuk mendapatkan Fe3O4.
Metode kopresipitasi merupakan salah satu metode sintesis senyawa anorganik
yang didasarkan pada proses pengendapan. Proses selanjutnya menggunakan
metode reaksi padatan (solid state reaction). Dalam penelitian ini dilakukan
pembuatan material penyerap gelombang dari campuran oksida besi (Fe2O3) dari
bahan lokal pasir besi yang ditambahkan dengan BaCO3. Al2O3, NiO.
1.2.
Rumusan Masalah
1. Untuk meningkatkan kualitas bahan absorber gelombang elektromagnetik
perlu dipertimbangkan penambahan Ni-Al pada material barium heksaferit.
2. Dengan demikian perlu diperhitungkan bagaimana pengaruh struktur Kristal,
struktur mikro dan sifat magnetik material barium heksaferit.
1.3.
Tujuan Penelitian
1. Untuk melihat bagaimana pengaruh pemberian Ni-Al yang berbeda (x = 0;
0,5; 1; 2; 3) pada material barium heksaferit.
2. Untuk meneliti karakteristik absorpsi gelombang elektromagnetik pada
barium heksaferit dengan penambahan Ni-Al (x = 0; 0,5; 1; 2; 3).
1.4.
Batasan Masalah
Agar permasalahan yang akan dibahas dapat menjadi terarah, maka
penulis membatasi ruang lingkup yaitu difokuskan pada pengaruh variasi
konsentrasi Al2O3 dan NiO terhadap struktur kristal, struktur mikro, sifat
magnetik dan absorpsi gelombang elektromagnetik pada bahan barium
heksaferit dengan perlakuan sintering pada suhu 1000˚C selama 5 jam.
1.5
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian yang diambil dari penelitian ini adalah :
Diharapkan riset penelitian ini mampu memberikan informasi dalam
pembuatan absorber anti radar di bidang pertahanan dan berperan dalam
pengembangan teknologi serta aplikasi bahan magnetik absorber berbasis
barium M-Heksaferit.
1.6.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing-masing Bab adalah sebagai berikut:
Bab I
PENDAHULUAN
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah
yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian,
tempat penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab II
TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi
acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta
pembahasan.
Bab III
METODE PENELITIAN
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian,
diagram alir penelitian, prosedur penelitian, pengujian sampel.
Bab IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa
data yang diperoleh dari penelitian.
Bab V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari
penelitian dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih
lanjut.