Pada umumnya ferit dibagi menjadi tiga jenis : 1.
Ferit lunak, ferit ini mempunyai formula
MFe
2
O
4
, dimana
M = Cu, Zn, Ni, Co, Fe, Mn,
dan
Mg
dengan struktur kristal seperti mineral spinel. Sifat bahan ini mempunyai permeabilitas, hambatan jenis yang tinggi dan
koersivitas yang rendah. 2.
Ferit keras, ferit jenis ini adalah turunan dari struktur
magneto plumbit
yang dapat ditulis sebagai
MFe
12
O
19
, dimana
M = Ba, Sr, Pb
. Bahan ini mempunyai gaya koersivitas dan remanen yang tinggi dan mempunyai
struktur kristal heksagonal dengan momen-momen magnetik yang sejajar dengan sumbu c.
3. Ferit berstruktur Garnet, magnet ini mempunyai magnetisasi spontan yang
bergantung pada tempratur secara khas. Strukturnya sangat rumit, berbentuk kubik dengan sel satuan disusun tidak kurang dari 160 atom.
Magnet keramik yang merupakan magnet permanen mempunyai struktur
hexagonal close-pakced
HCP
.
Dalam hal ini bahan yang sering digunakan adalah
Barrium Ferrite BaO.6Fe
2
O
3
, dapat juga barium digantikan bahan yang menyerupai segolongan dengannya, yaitu seperti
Strontium
. Priyo, 2004 Material magnetik ferit yang memiliki sifat-sifat campuran beberapa oksida
logam valensi II, dimana oksida besi valensi III
Fe
2
O
3
merupakan komponen yang utama.
Ferit lunak mempunyai struktur kristal kubik dengan rumus umum
MO.Fe2O
3
dimana
M
adalah
Fe, Mn, Ni, dan Zn
atau gabungannya seperti
Mn-Zn
dan
Ni-Zn
. Bahan ini banyak digunakan untuk inti transformator, memori komputer, induktor,
recording heads
,
microwave
dan lain-lain. Ferit keras banyak digunakan dalam komponen elektronik, diantaranya motor-motor DC kecil,
pengeras suara
loud speaker
, meteran air, KWH-meter,
telephone receiver
,
circulator
dan
rice cooker
Angelo, 2008.
2.5 Sifat-Sifat Magnet Permanen
Sifat-sifat magnet permanen
hard ferrite
dipengaruhi oleh kemurnian bahan, ukuran bulir
grain size
, dan orientasi kristal. Parameter kemagnetan juga dipengaruhi oleh temperatur. Koersivitas dan remenensi akan berkurang apabila
Universitas Sumatera Utara
temperaturnya mendekati temperatur
curie Tc
dan akan kehilangan sifat kemagnetannya Kerista, 2013.
1 Koersivitas
Koersivitas digunakan untuk membedakan
hard
magnet atau
soft
magnet. Semakin besar gaya koersivitasnya maka semakin tinggi sifat magnetnya. Bahan
dengan koersivitas tinggi berarti tidak mudah hilang kemagnetannya. Untuk menghilangkan kemagnetannya diperlukan intensitas magnet H yang besar. Tidak
seperti bahan
soft
magnet yang mempunyai medan magnet B
sebesar μ
o
M, dalam magnet permanen. Magnetisasi bukan merupakan fungsi linier yang sederhana
dari rapat fluks karena nilai dari medan magnet H yang digunakan dalam magnet permanen secara umum jauh lebih besar dari pada dalam bahan
soft
magnet Young Joon, 2008
2 Remanen atau Ketertambatan
Remanen atau ketertambatan adalah sisa medan magnet B dalam proses magnetisasi pada saat medan magnet H dihilangkan, atau remanensi terjadi pada
saat intensitas medan magnetik H berharga nol dan medan magnet B menunjukkan harga tertentu. Bagaimanapun juga koersivitas pada magnet
permanen akan menjadi kecil, jika remanensi dalam magnetisasi juga kecil. Oleh karena itu besar nilai remanensi yang dikombinasikan dengan besar koersivitas
menjadi sangat penting. Induksi magnetik yang tertinggal dalam sirkuit magnetik besi
lunak setelah
memindahkanmenghilangkan pengaruh
bidang magnetik.Ketika arus dialirkan pada sebuah kumparan yang melilit besi lunak
maka terjadi orientasi pada partikel-partikel yang ada dalam besi.Orientasi ini mengubah mengarahkan pada kutub utara dan selatan.
3 Saturasi Magnetisasi
Saturasi magnetisasi adalah keadaan dimana terjadi kejenuhan, nilai medan magnet B akan selalu konstan walaupun medan eksternal H dinaikkan
terus. Remanensi bergantung pada saturasi magnetisasi. Untuk magnet permanen saturasi magnetisasi seharusnya lebih besar dari pada
soft magnet
. Kerapatan dari bahan ferit lebih rendah dibandingkan logam-logam lain dengan ukuran yang
sama. Oleh karenanya nilai saturasi dari bahan ferit relatif rendah, hal ini
Universitas Sumatera Utara
menguntungkan untuk dapat dihilangkan. Nilai kerapatan ferit dapat dilihat dalam daftar tabel 2.1, dan perbandingannya dengan material megnetik yang lain.
Tabel 2.1 Nilai Kerapatan dari beberapa jenis Ferrite
No Ferrite
Kerapatan, gcm
3
1
Zinc Ferrite
5,4 2
Cadmium
5,76 3
Ferrous
5,24
Hexagonal
4
Barium
5,3 5
Strontium
5,12 6
MnZn high permiability
4,29 7
MnZn recording head
4,7 – 4,75
4 Medan Anisotropi
Medan anisotropi HA, juga merupakan nilai instrinsik yang sangat penting dari magnet permanen karena nilai ini dapat didefinisikan sebagai
koersivitas maksimum yang menunjukkan besar medan magnet luar yang diberikan dengan arah berlawanan untuk menghilangkan medan magnet
permanen. Anisotropi salah satu metode dalam pembuatan magnet, dimana hal ini dilakukan untuk menyearahkan domain daripada magnet tersebut. Dalam proses
pembentukan magnet dengan anisotropi dilakukan dalam medan magnet sehingga partiket-partikel pada magnet terorientasi dan umumnya dilakukan dengan cara
basah. Anisotropi pada magnet dapat muncul disebabkan oleh beberapa faktor
seperti bentuk magnet, struktur kristal, efek stress dan sebagainya. Anisotropi kristal banyak dimiliki oleh material feromagnetik yang disebut sebagai
Magnetocrystalline Anisotropy
, yaitu bahan magnet yang mempunyai sumbu mudah
easy axis
sehingga mudah dimagnetisasi
soft magnetic
. Spin momen magnet terarah dan searah dengan sumbu mudah ini. Pada keadaan stabil, energi
Universitas Sumatera Utara
total magnet atau magnetisasi kristal sama dengan sumbu mudah. Selain itu, ada juga yang disebut
hard magnetic
dimana diperlukan suatu energi untuk merubah vektor dari sumbu mudah ke sumbu keras
hard axis
. Energi yang dibutuhkan untuk mengarahkan arah momen magnet menjauhi sumbu mudah disebut
magnetocrystalline energy
atau
anisotropy energy
E
A
. Besarnya nilai E
A
dapat ditulis dalam persamaan:
E
A
= Σ K
n
sin
2n
θ Dimana θ adalah sudut yang terbentuk dari
easy axis
ke
hard axis
, sedangkan K
n
disebut konstanta anisotropi. Rumus molekul umum magnet ferit adalah MO.6Fe
2
O
3,
dengan M dapat disubtitusi dengan Ba, Sr dan Pb. Untuk struktur BaO.6Fe
2
O
3
atau lebih dikenal dengan sebutan barium heksaferit telah diketahui sebagai senyawa magnetik yang memiliki fasa tepat untuk aplikasi
magnet permanen Yue Liu, 2011. Berdasarkan rumus kimia dan struktur kristalnya, barium heksaferit
dikelompokkan 5 tipe, yaitu: tipe-M BaFe
12
O
19
, tipe-W BaMe
2
Fe
16
O
27
, tipe-X Ba
2
Me
2
Fe
28
O
46
, tipe-YBa
2
Me
2
Fe
12
O
22
dan tipe-Z Ba
2
Me
2
Fe
24
O
41
, Me merupakan ion logam transisi bivalen. Tipe-M yang lebih dikenal dengan sebutan
barium heksagonal ferit BaM merupakan oksida keramik yang paling banyak dimanfaatkan secara komersial. Kurva histerisis magnet permanen jenis ini
memiliki koersivitas yang relatif tidak besar sehingga senyawa tersebut juga berpeluang cukup baik untuk aplikasi media penyimpan data
magnetic recording
dan
magneto optic materials
. Beragam penelitian dasar untuk meningkatan sifat magnetik barium
heksagonal ferit masih terus dikembangkan hingga saat ini. Sifat magnetik meliputi medan magnet remanensi, koersivitas dan medan magnet saturasi.
Beberapa cara untuk meningkatkan sifat-sifat tersebut antara lain mengoptimalkan metode pembuatan magnet, seperti menghasilkan produk magnet dengan proses
pembuatan pada temperatur rendah dengan waktu reaksi pendek, tingkat kemurnian tinggi, dan kristalinitas yang lebih baik. Selain itu dengan memperkecil
ukuran butir atau substitusi ion Fe
+3
dengan berbagai ion lain seperti Zn
+2
, Ni
+2
,Co
+2
, Ti
+4
dan Mn
+2
juga dapat meningkatkan sifat magnetik bahan Young Joon An : 2008.
2. 1
Universitas Sumatera Utara
5 Temperatur Curie
Ɵ
C
Temperature Curie Ɵ
C
didefinisikan sebagai temperatur kritis dimana fase magnetik bertransisi dari konfigurasi struktur magnetik yang teratur menjadi
tidak teratur.
2.6 Barium Heksaferit BaFe
