Pengaruh Komposisi Fe2O3 Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Magnet dari Barium Heksaferrit
PENGARUH KOMPOSISI��� �� TERHADAP SIFAT
FISIS,MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM
HEKSAFERIT
SKRIPSI
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PENGARUH KOMPOSISI ��� �� TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERIT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
:Pengaruh Komposisi Fe2O3 Terhadap
Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Magnet
dari Barium Heksaferrit
Kategori
Nama
Nomor Induk Siswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Skripsi
: Henni Setia Ningsih
: 110801071
: Sarjana (S1) Fisika
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam(FMIPA)
Universitas SumateraUtara
Diluluskan di
Medan, Agustus 2015
Diketahui/ disetujui oleh :
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Pembimbing,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP : 195510301980031003
(Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc)
NIP : 196506171993031009
PERNYATAAN
PENGARUH KOMPOSISI Fe2O3 TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERRIT
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
Kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,Mei 2015
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
PENGHARGAAN
Syukur alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang
telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir. Salawat beriring salam teruntuk nabi besar Muhammad SAW yang
menjadi teladan dalam menjalani kehidupan.
Tugas akhir merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
sarjana pada Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas
Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan diatas penulis mengerjakan
tugas
akhir
dengan
judul
:
“
PENGARUH
PENAMBAHAN
KOMPOSISI��� �� TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR DAN
SIFAT MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERIT”. Yang dilaksanakan di
Laboratorium Magnet P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong,
Tangerang Selatan, Banten.
Penulis menyadari bahwa selama proses hingga akhir terselesaikannya
penyusunan skripsi ini bayak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.
Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orangtua saya yang tersayang Ayahanda Saroji
dan Ibunda
Masdalina Siregar,S.Pdi, abang saya Arfian Arief, S.T, kakak sayaYusri
Khairani, S.Pd,dan adik saya Rika Yuli Anita, yang tulus menyayangi
penulis dan tak henti-hentinya memberikan nasehat, doa, serta materi
maupun moril .
2. Bapak Dr. Sutarman M.Sc selaku Dekan Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Medan.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Medan.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.Sc,bapak Dr. Suprapedi M.Eng, dan
bapakIr. Muljadi M.Si selaku Dosen pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
5. Bapak Dr. Bambang Widyatmoko, M. Eng, selaku Kepala Laboratorium
Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong.
6. Bapak Dr.Ing. Prijo Sarjono, Ibu Dr. Nenen Rusnaeni M.T, Bapak
Prof.Dr.Masno Ginting,Bapak Prof. Pardamean, Bapak Eko Arif M.Si,
Mas Lukman Faris S.T, Mas Boiran, selaku pembimbing lapangan yang
telah memberikan bimbingan, waktu dan tenaga kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
7. Bapak Poltak Sihombing Ph.D selaku Dosen wali penulis selama
mengikuti perkuliahan.
8. Seluruh Staf dosen, Pembantu Dekan, Pegawai Departemen Fisika FMIPA
USU
9. Sahabat terbaik saya Mahdi Saragih S.Hut dan Dewi Hariyanti S.Pd buat
motivasi, doa dan dukungannya yang tak henti-henti kepada penulis.
10. Sahabat-sahabat saya WWRHP (William, Wahyu Sipahutar, Russell,
dan Putri Astari Rahmy), Prahmadyana, Intan Zahar, Tri Mala Sari, Elma
Riska Nst,Sri Handika, Wiriya Sasmita, kak Devi Permata Sari, Diella
Almira Nst, Kiki, Siti Syahira, Selvie Saragih, Rizky Tisa, Andi Pratama,
Lyana Amirani, Kartika, Eka Rahmadani dan Popi Sasniati. Yang tak
henti-hentinya memberikan semangat, doa, dukungan kepada penulis.
11. Seluruh teman – teman angkatan 2011, Adik-adik angkatan 2012, 2013
dan 2014 Fisika-USU.
Medan, Juli 2015
Penulis
PENGARUH KOMPOSISI Fe2O3 TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERRIT
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan magnet permanen Barium Heksaferit yang
ditambahkan dengan Fe2O3 dengan variasi komposisi (x = 0, 0.125, 0.25, dan 0.5,
% wt). Proses preparasi bahan baku mulai dari penggilingan serbuk Barium
Heksaferrit (BaO.6Fe2O3) dengan cara wet milling dalam media aquades selama
48 jam. Bahan kemudian dikeringkan pada temperatur 100 °C selama 24 jam.
Selanjutnya serbuk tersebut ditambahkan Fe2O3, digerus, dan dicampur bahan
perekat Celuna WE-518 sebanyak 2 %wt dan dicetak dengan gaya 5 ton sehingga
membentuk pellet dengan diameter 13,1 dan tebal 7,12 mm. Sampel yang telah
dicetak kemudian disinter menggunakan tungku listrik Thermolyne dengan variasi
temperatur sintering 1150 °C, 1200 °C, dan 1250 °C,masing – masing pada suhu
tersebut ditahan selama 2 jam. Karakterisasi yang diuji meliputi sifat fisis
(densitas dan porositas dengan metode Archimedes), struktur kristal dengan XRD
dan sifat magnet dengan menggunakan permagraph. Dari hasil pengukuran
densitas dan porositas magnet Barium Heksaferrit menunjukkan bahwa nilai
densitas cenderung menurun dan porositas meningkat sebanding dengan jumlah
penambahan Fe2O3. Kondisi optimum dicapai pada suhu sintering 1150 °Ctanpa
penambahan (x = 0 %) Fe2O3menghasilkan densitas = 4,77 gr/cm3dan porositas =
22,3 %.Dari kurva histerisis dengan penambahan 0.25 dan 0.5 % wt Fe2O3 dapat
diketahui nilai induksi remanen magnetic (Br) 1,51 - 0,95 kG, koercivitas (HcJ)
3,7 - 6, 49 kOe dan energi produksi (BH)maks 0,52 – 0,21 MGOe.Pengaruh
panambahan komposisi Fe2O3cenderung menurunkan nilai densitas, meningkatkan
porositas, dan menurunkan sifat magnetnya.
Kata Kunci : Fe2O3, Barium Heksaferrit, Densitas,Permagraph, Magnet Permanen
EFFECT OF Fe2O3 COMPOSITIONON PHYSICAL,
MIKROSTRUCTURE DAN MAGNETIC PROPERTIES OF BARIUM
HEXAFERRITE
ABSTRACT
Barium M-Hexaferitte permanent magnet added by Fe2O3 have been made with
the variation composition (x = 0, 0.125, 0.25, dan 0.5, % wt). The preparation
raw material process powder Barium Heksaferrit (BaO.6Fe2O3)were done by wet
milling mixing for 24 hours using distilled water.Then it is dried at a temperature
of 100°C for 24 hours, then the powders were crushed added Fe2O3 and mixed
with 2 % wt adhesive Celuna WE-518 and compacted with a pressure of 1.3
tonf/cm2to form a pellet with diameter of 13,1 and thickness of 7,12 mm.The
samples that have been pressed, then sintered using aThermolyne electric furnace
with a heating rate of 3°C/minutes and the variation of temperature sintering are
1150°C, 1200°C, and 1250°C hold for 2 hours.The characterizations was
conducted on the physical properties, such as density andporosity by using
Archimedes method, microstructure analysis using OM and XRD, and magnetic
properties with permagraph. Based on the density and porosity measurement, it
can be concluded thatBarium Heksaferritmagnethave adensity values that tend to
decrease and the porosity values increase as the increasing of composition Fe2O3.
The optimum condition is achieved at 1150°C with a value of x = 0, where the
density value = 4.77 g/cm3 and the porosity = 22.3 %.The hysteresis curves show
that values of the remanent induction (Br) 1,51 - 0,95 kG, koercivitas (HcJ) 3,7 6, 49 kOe and the maximum energy product(BH) max 0,52 – 0,21 MGOe.Effect
increasing composition of Fe2O3is tend to decrease and the porosity values
increase as the increasing of composition Fe2O3and decrease magnetic properties.
Keywords:Fe2O3, Barium Heksaferrit, Density, Permagraph, Permanent Magnet
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Grafik
Daftar Lampiran
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Tempat dan Waktu Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
1
2
2
2
3
3
3
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnet
2.2 Macam-Macam Magnet
2.3 Sifat-Sifat Magnet Permanen
2.3.1 Koersivitas
2.3.2 Remanensi
2.3.3 Temperatur Curie
2.3.4 Medan Anisotropi (HA)
2.4 Sifat Kemagnetan Bahan
2.4.1 Ferromagnetik
2.4.2 Ferrimagnetik
2.4.3 Paramagnetik
2.4.4 Diamagnetik
2.5 Material Magnet Lunak dan Magnet Keras
2.5.1 Magnet Lunak (Soft Magnetic)
2.5.2 Magnet Keras (Hard Magnetic)
2.6 Magnet Keramik
2.7 Metode Metalurgi Serbuk
2.7.1 Pencampuran (Mixing)
2.7.2 Penekanan (Kompaksi)
2.7.3 Pemanasan (Sintering)
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
8
8
9
9
9
10
11
13
13
14
16
2.8 Karakterisasi Material Magnet
2.8.1 Sifat Fisis
2.8.2 XRD (X-Ray Diffraction)
2.9 Magnet Untuk Meteran Air
19
19
20
21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan – bahan
3.3 Diagram Alir Penelitian
3.4 Variabel Eksperimen
3.4.1 Variabel Penelitian
3.4.2 Variabel Percobaan yang diuji
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Proses Milling
3.3.2 Proses Analisa Ukuran Diameter Serbuk
3.3.3 Pembuatan Sampel Uji
3.6 Pengujian
3.6.1 Sifat Fisis
3.6.2 Pengamatan Mikrostruktur (Optical Microscope)
3.6.3 Difraksi XRD (X-Ray Difraction)
3.6.4 Sifat Magnet
22
22
23
23
24
25
26
26
26
26
27
27
27
28
28
28
29
30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakterisasi Serbuk BaFe12O19
4.2 Karakterisasi Sifat Fisis
4.2.1 Densitas dan Porositas
4.3 Karakterisasi Mikrostruktur
4.3.1 Pengujian XRD (X-Ray Difraction)
4.3.2 Mikroskop Optik (Optical Microscope)
4.4 Karakterisasi Sifat Magnet
4.4.1 Permagraph
4.4.2 Gaussmeter
32
32
33
33
36
36
39
42
42
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
45
45
DAFTAR PUSTAKA
47
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1Hasil Pengujian Densitas
33
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Porositas
35
Tabel 4.3 Hasil Analisa Penentuan ukuran partikel (Variasi Temperatur)
40
Tabel 4.4 Hasil Analisa Penentuan ukuran partikel (Variasi Komposisi)
41
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kualiatas Minyak Goreng bekas
43
Tabel 4.5 Hasil Pengujian sifat magnetik
34
Tabel 4.6 Hasil Pengujiankuat medan magnet
36
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik
7
Gambar 2.2
Momen Magnet Dari Sifat Ferimagnetik
8
Gambar 2.3
Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik
8
Gambar 2.4
Kurva histerisis magnet lunak (soft magnetic)
9
Gambar 2.5
Kurva histerisis magnet keras (hard magnetic)
10
Gambar 2.5
Struktur Barium Heksferrit Kurva
12
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
25
Gambar 3.2
Skema Alat Uji Penelitian
30
Gambar 3.3
Kurva Histerisis
31
Gambar 4.1
Grafik Partikel Size Analizer (PSA)
32
Gambar 4.2
Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3 terhadap
nilai densitas BaFe12O19
Gambar 4.3
Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3 terhadap
porosity dari BaFe12O19
Gambar 4.4
Gambar 4.9
38
Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Variasi Temperatur
Gambar 4.8
37
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Tanpa
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0,5 %wt)
Gambar 4.7
36
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Dengan
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0,25 %wt)
Gambar 4.6
35
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Tanpa
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0 %wt)
Gambar 4.5
34
39
Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Variasi Temperatur
40
Kurva Histerisis
43
Gambar 4.10 Grafik Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3
terhadap nilai fluks magnetik
DAFTAR LAMPIRAN
44
Halaman
Lampiran 1
50
Lampiran 2
53
Lampiran 3
57
BAB 1
FISIS,MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM
HEKSAFERIT
SKRIPSI
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PENGARUH KOMPOSISI ��� �� TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERIT
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul
:Pengaruh Komposisi Fe2O3 Terhadap
Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Magnet
dari Barium Heksaferrit
Kategori
Nama
Nomor Induk Siswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Skripsi
: Henni Setia Ningsih
: 110801071
: Sarjana (S1) Fisika
: Fisika
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam(FMIPA)
Universitas SumateraUtara
Diluluskan di
Medan, Agustus 2015
Diketahui/ disetujui oleh :
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Pembimbing,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP : 195510301980031003
(Drs. Syahrul Humaidi,M.Sc)
NIP : 196506171993031009
PERNYATAAN
PENGARUH KOMPOSISI Fe2O3 TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERRIT
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
Kutipan dan ringkasan yang masing – masing disebutkan sumbernya.
Medan,Mei 2015
HENNI SETIA NINGSIH
110801071
PENGHARGAAN
Syukur alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang
telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir. Salawat beriring salam teruntuk nabi besar Muhammad SAW yang
menjadi teladan dalam menjalani kehidupan.
Tugas akhir merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar
sarjana pada Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas
Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan diatas penulis mengerjakan
tugas
akhir
dengan
judul
:
“
PENGARUH
PENAMBAHAN
KOMPOSISI��� �� TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR DAN
SIFAT MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERIT”. Yang dilaksanakan di
Laboratorium Magnet P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong,
Tangerang Selatan, Banten.
Penulis menyadari bahwa selama proses hingga akhir terselesaikannya
penyusunan skripsi ini bayak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.
Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orangtua saya yang tersayang Ayahanda Saroji
dan Ibunda
Masdalina Siregar,S.Pdi, abang saya Arfian Arief, S.T, kakak sayaYusri
Khairani, S.Pd,dan adik saya Rika Yuli Anita, yang tulus menyayangi
penulis dan tak henti-hentinya memberikan nasehat, doa, serta materi
maupun moril .
2. Bapak Dr. Sutarman M.Sc selaku Dekan Departemen Fisika Fakultas
Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Medan.
3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Medan.
4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.Sc,bapak Dr. Suprapedi M.Eng, dan
bapakIr. Muljadi M.Si selaku Dosen pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
5. Bapak Dr. Bambang Widyatmoko, M. Eng, selaku Kepala Laboratorium
Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong.
6. Bapak Dr.Ing. Prijo Sarjono, Ibu Dr. Nenen Rusnaeni M.T, Bapak
Prof.Dr.Masno Ginting,Bapak Prof. Pardamean, Bapak Eko Arif M.Si,
Mas Lukman Faris S.T, Mas Boiran, selaku pembimbing lapangan yang
telah memberikan bimbingan, waktu dan tenaga kepada penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
7. Bapak Poltak Sihombing Ph.D selaku Dosen wali penulis selama
mengikuti perkuliahan.
8. Seluruh Staf dosen, Pembantu Dekan, Pegawai Departemen Fisika FMIPA
USU
9. Sahabat terbaik saya Mahdi Saragih S.Hut dan Dewi Hariyanti S.Pd buat
motivasi, doa dan dukungannya yang tak henti-henti kepada penulis.
10. Sahabat-sahabat saya WWRHP (William, Wahyu Sipahutar, Russell,
dan Putri Astari Rahmy), Prahmadyana, Intan Zahar, Tri Mala Sari, Elma
Riska Nst,Sri Handika, Wiriya Sasmita, kak Devi Permata Sari, Diella
Almira Nst, Kiki, Siti Syahira, Selvie Saragih, Rizky Tisa, Andi Pratama,
Lyana Amirani, Kartika, Eka Rahmadani dan Popi Sasniati. Yang tak
henti-hentinya memberikan semangat, doa, dukungan kepada penulis.
11. Seluruh teman – teman angkatan 2011, Adik-adik angkatan 2012, 2013
dan 2014 Fisika-USU.
Medan, Juli 2015
Penulis
PENGARUH KOMPOSISI Fe2O3 TERHADAP SIFAT FISIS,
MIKROSTRUKTUR DAN MAGNET DARI BARIUM HEKSAFERRIT
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan magnet permanen Barium Heksaferit yang
ditambahkan dengan Fe2O3 dengan variasi komposisi (x = 0, 0.125, 0.25, dan 0.5,
% wt). Proses preparasi bahan baku mulai dari penggilingan serbuk Barium
Heksaferrit (BaO.6Fe2O3) dengan cara wet milling dalam media aquades selama
48 jam. Bahan kemudian dikeringkan pada temperatur 100 °C selama 24 jam.
Selanjutnya serbuk tersebut ditambahkan Fe2O3, digerus, dan dicampur bahan
perekat Celuna WE-518 sebanyak 2 %wt dan dicetak dengan gaya 5 ton sehingga
membentuk pellet dengan diameter 13,1 dan tebal 7,12 mm. Sampel yang telah
dicetak kemudian disinter menggunakan tungku listrik Thermolyne dengan variasi
temperatur sintering 1150 °C, 1200 °C, dan 1250 °C,masing – masing pada suhu
tersebut ditahan selama 2 jam. Karakterisasi yang diuji meliputi sifat fisis
(densitas dan porositas dengan metode Archimedes), struktur kristal dengan XRD
dan sifat magnet dengan menggunakan permagraph. Dari hasil pengukuran
densitas dan porositas magnet Barium Heksaferrit menunjukkan bahwa nilai
densitas cenderung menurun dan porositas meningkat sebanding dengan jumlah
penambahan Fe2O3. Kondisi optimum dicapai pada suhu sintering 1150 °Ctanpa
penambahan (x = 0 %) Fe2O3menghasilkan densitas = 4,77 gr/cm3dan porositas =
22,3 %.Dari kurva histerisis dengan penambahan 0.25 dan 0.5 % wt Fe2O3 dapat
diketahui nilai induksi remanen magnetic (Br) 1,51 - 0,95 kG, koercivitas (HcJ)
3,7 - 6, 49 kOe dan energi produksi (BH)maks 0,52 – 0,21 MGOe.Pengaruh
panambahan komposisi Fe2O3cenderung menurunkan nilai densitas, meningkatkan
porositas, dan menurunkan sifat magnetnya.
Kata Kunci : Fe2O3, Barium Heksaferrit, Densitas,Permagraph, Magnet Permanen
EFFECT OF Fe2O3 COMPOSITIONON PHYSICAL,
MIKROSTRUCTURE DAN MAGNETIC PROPERTIES OF BARIUM
HEXAFERRITE
ABSTRACT
Barium M-Hexaferitte permanent magnet added by Fe2O3 have been made with
the variation composition (x = 0, 0.125, 0.25, dan 0.5, % wt). The preparation
raw material process powder Barium Heksaferrit (BaO.6Fe2O3)were done by wet
milling mixing for 24 hours using distilled water.Then it is dried at a temperature
of 100°C for 24 hours, then the powders were crushed added Fe2O3 and mixed
with 2 % wt adhesive Celuna WE-518 and compacted with a pressure of 1.3
tonf/cm2to form a pellet with diameter of 13,1 and thickness of 7,12 mm.The
samples that have been pressed, then sintered using aThermolyne electric furnace
with a heating rate of 3°C/minutes and the variation of temperature sintering are
1150°C, 1200°C, and 1250°C hold for 2 hours.The characterizations was
conducted on the physical properties, such as density andporosity by using
Archimedes method, microstructure analysis using OM and XRD, and magnetic
properties with permagraph. Based on the density and porosity measurement, it
can be concluded thatBarium Heksaferritmagnethave adensity values that tend to
decrease and the porosity values increase as the increasing of composition Fe2O3.
The optimum condition is achieved at 1150°C with a value of x = 0, where the
density value = 4.77 g/cm3 and the porosity = 22.3 %.The hysteresis curves show
that values of the remanent induction (Br) 1,51 - 0,95 kG, koercivitas (HcJ) 3,7 6, 49 kOe and the maximum energy product(BH) max 0,52 – 0,21 MGOe.Effect
increasing composition of Fe2O3is tend to decrease and the porosity values
increase as the increasing of composition Fe2O3and decrease magnetic properties.
Keywords:Fe2O3, Barium Heksaferrit, Density, Permagraph, Permanent Magnet
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Grafik
Daftar Lampiran
i
ii
iii
v
vi
vii
ix
x
xi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Tempat dan Waktu Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
1
2
2
2
3
3
3
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnet
2.2 Macam-Macam Magnet
2.3 Sifat-Sifat Magnet Permanen
2.3.1 Koersivitas
2.3.2 Remanensi
2.3.3 Temperatur Curie
2.3.4 Medan Anisotropi (HA)
2.4 Sifat Kemagnetan Bahan
2.4.1 Ferromagnetik
2.4.2 Ferrimagnetik
2.4.3 Paramagnetik
2.4.4 Diamagnetik
2.5 Material Magnet Lunak dan Magnet Keras
2.5.1 Magnet Lunak (Soft Magnetic)
2.5.2 Magnet Keras (Hard Magnetic)
2.6 Magnet Keramik
2.7 Metode Metalurgi Serbuk
2.7.1 Pencampuran (Mixing)
2.7.2 Penekanan (Kompaksi)
2.7.3 Pemanasan (Sintering)
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
8
8
9
9
9
10
11
13
13
14
16
2.8 Karakterisasi Material Magnet
2.8.1 Sifat Fisis
2.8.2 XRD (X-Ray Diffraction)
2.9 Magnet Untuk Meteran Air
19
19
20
21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
3.2.2 Bahan – bahan
3.3 Diagram Alir Penelitian
3.4 Variabel Eksperimen
3.4.1 Variabel Penelitian
3.4.2 Variabel Percobaan yang diuji
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Proses Milling
3.3.2 Proses Analisa Ukuran Diameter Serbuk
3.3.3 Pembuatan Sampel Uji
3.6 Pengujian
3.6.1 Sifat Fisis
3.6.2 Pengamatan Mikrostruktur (Optical Microscope)
3.6.3 Difraksi XRD (X-Ray Difraction)
3.6.4 Sifat Magnet
22
22
23
23
24
25
26
26
26
26
27
27
27
28
28
28
29
30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Karakterisasi Serbuk BaFe12O19
4.2 Karakterisasi Sifat Fisis
4.2.1 Densitas dan Porositas
4.3 Karakterisasi Mikrostruktur
4.3.1 Pengujian XRD (X-Ray Difraction)
4.3.2 Mikroskop Optik (Optical Microscope)
4.4 Karakterisasi Sifat Magnet
4.4.1 Permagraph
4.4.2 Gaussmeter
32
32
33
33
36
36
39
42
42
43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
45
45
DAFTAR PUSTAKA
47
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1Hasil Pengujian Densitas
33
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Porositas
35
Tabel 4.3 Hasil Analisa Penentuan ukuran partikel (Variasi Temperatur)
40
Tabel 4.4 Hasil Analisa Penentuan ukuran partikel (Variasi Komposisi)
41
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Kualiatas Minyak Goreng bekas
43
Tabel 4.5 Hasil Pengujian sifat magnetik
34
Tabel 4.6 Hasil Pengujiankuat medan magnet
36
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik
7
Gambar 2.2
Momen Magnet Dari Sifat Ferimagnetik
8
Gambar 2.3
Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik
8
Gambar 2.4
Kurva histerisis magnet lunak (soft magnetic)
9
Gambar 2.5
Kurva histerisis magnet keras (hard magnetic)
10
Gambar 2.5
Struktur Barium Heksferrit Kurva
12
Gambar 3.1
Diagram Alir Penelitian
25
Gambar 3.2
Skema Alat Uji Penelitian
30
Gambar 3.3
Kurva Histerisis
31
Gambar 4.1
Grafik Partikel Size Analizer (PSA)
32
Gambar 4.2
Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3 terhadap
nilai densitas BaFe12O19
Gambar 4.3
Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3 terhadap
porosity dari BaFe12O19
Gambar 4.4
Gambar 4.9
38
Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Variasi Temperatur
Gambar 4.8
37
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Tanpa
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0,5 %wt)
Gambar 4.7
36
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Dengan
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0,25 %wt)
Gambar 4.6
35
Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe2O3 Tanpa
Penambahan Komposisi Fe2O3 (0 %wt)
Gambar 4.5
34
39
Hasil Mikroskop Optik Magnet Sinter Barium Heksaferit
dengan Variasi Temperatur
40
Kurva Histerisis
43
Gambar 4.10 Grafik Hubungan antara penambahan komposisi Fe2O3
terhadap nilai fluks magnetik
DAFTAR LAMPIRAN
44
Halaman
Lampiran 1
50
Lampiran 2
53
Lampiran 3
57
BAB 1