Sambungan …
3.7 Alat SEM-EDS Scanning Electron Microscopy
SU3500 HITACHI 31
3.8 Preparasi Sampel VSM
32 3.9
Alat VSM Vibrating Sample Magnotemeter 33
3.10 Alat VNA ADVANTEST R3770 300 kHz-20 GHz
35 4.1
BaAl
6
Fe
6
O
19
37 4.2
Identifikasi fasa pola difraksi sinar-X sampel BaAl
6
Fe
6
O
19
38
4.3 BaNi
0,5
Al
5,5
Fe
6
O
19
38 4.4
Identifikasi fasa pola difraksi sinar-X sampel BaNi
0,5
Al
5,5
Fe
6
O
19
39
4.5 BaNiAl
5
Fe
6
O
19
39 4.6
Identifikasi fasa pola difraksi sinar-X sampel BaNiAl
5
Fe
6
O
19
40
4.7 BaNi
2
Al
4
Fe
6
O
19
40 4.8
Identifikasi fasa pola difraksi sinar-X sampel BaNi
2
Al
4
Fe
6
O
19
41
4.9 BaNi
3
Al
3
Fe
6
O
19
41 4.10
Identifikasi fasa pola difraksi sinar-X sampel BaNi
3
Al
3
Fe
6
O
19
42
4.11 Kurva histerisis BaAl
6
Fe
6
O
19
43 4.12
Kurva histerisis BaNi
0,5
Al
5,5
Fe
6
O
19
44
4.13 Kurva histerisis BaNiAl
5
Fe
6
O
19
44 4.14
Kurva histerisis BaNi
2
Al
4
Fe
6
O
19
45 4.15
Kurva histerisis BaNi
3
Al
3
Fe
6
O
19
46 4.16
Reflection loss BaAl
6
Fe
6
O
19
47 4.17
Reflection loss BaNi
0,5
Al
5,5
Fe
6
O
19
48 4.18
Reflection loss BaNiAl
5
Fe
6
O
19
48 4.19
Reflection loss BaNi
2
Al
4
Fe6O
19
49 4.20
Reflection loss BaNi
3
Al
3
Fe6O
19
49
Sambungan …
4.21 Hasil karakterisasi XRD bahan BaNixAl
6-x
Fe
6
O
19
51 4.22
Kurva histerisis material ferromagnetik 52
4.23 Ilustrasi sifat magnetik hasil rekayasa struktur dari
bahan BaNiAlFeO
19
53
4.24 Kurva histerisis sampel BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
53 4.25
Skematik proses absorpsi gelombang elektomagnetik
54
4.26 Kurva RL gelombang EM pada sampel
BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
55
4.27 Identifikasi fasa pola difraksi Sinar-X sampel
BaNiAl
5
Fe
6
O
19
56
4.28 Foto hasil pengamatan morfologi partikel sampel
BaNiAl
5
Fe
6
O
19
56
4.29 Kurva histerisis sampel BaNiAl
5
Fe
6
O
19
58 4.30
Hasil uji absorpsi gelombang elektromagnetik sampel BaNiAl
5
Fe
6
O
19
58
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Lamp
Judul Halaman
A Gambar Bahan Dan Alat Penelitian
L1 B
Stokiometri wt Sampel BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
L4
C Hasil XRD Menggunakan MATCH
Sampel BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
L6
D Hasil SEMEDS Sampel BaNiAl
5
Fe
6
O
19
L12 E
Hasil VSM Kurva Histerisis Sampel BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
L13
F Hasil VNA Sampel BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
L15
DAFTAR SINGKATAN
HEM : High Energy Milling
XRD : X-Ray Diffraction
SEM : Scanning Electron Microscopy
VSM : Vibrating Sample Magnetometer
VNA : Vector Network Analyzer
RL : Refflection Loss
PENGEMBANGAN BAHAN MAGNETIK BERBASIS BaNi
X
Al
6-X
Fe
6
O
19
UNTUK BAHAN ABSORBER GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
ABSTRAK
Telah diteliti bahan absorber gelombang elektromagnetik berbasis Barium Heksaferit BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
x=0; 0,5; 1; 2; 3 dari bahan baku lokal pasir besi daerah Sukabumi. Bahan ini disintesis dengan metode kopresipitasi dan
pencampurannya menggunakan solid state reaction. Bahan-bahan dimilling selama 5 jam, dan dipanaskan sintering dengan suhu 1000
˚C selama 5 ja m. Selanjutnya sampel dikarakterisasi dengan alat XRD, VSM, VNA dan SEMEDS
. Identifikasi fasa dilihat melalui XRD. Struktur morfologi yang homogen dan komposisi paling optimum dilihat melalui SEMEDS. Dari pengujian VSM dapat
dilihat peningkatan substitusi Ni dan Al yang membuat sifat magnet yang awalnya memiliki pengaruh sifat magnet yang tinggi hard magnetic berhasil dibuat
menjadi soft magnetic. Namun variasi optimum diperoleh pada x=1 yang ditandai dengan nilai medan koersivitas Hc yang kecil yaitu 473 oe, dan memiliki nilai
magnetic remanent Mr besar yaitu 4,4 emugr. Dari pengujian VNA Vector Network Analyzer didapatkan kemampuan absorpsi gelombang
elektromagnetiknya sebesar -36 dB dengan frekuensi 11,24 GHz. Artinya bahan dapat menyerap hingga 95 dengan ketebalan bidang absorps sebesar 2 mm.
Kata kunci : Barium Hexaferrite, Substitusi Ni-Al, Struktur, sifat magnetik,
absorpsi gelombang elektromagnetik.
DEVELOPMENT BASED MAGNETIC MATERIALS BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
FOR THE ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORPTION MATERIAL
ABSTRACT
Material absorber based of Barium Hexaferrite BaNi
x
Al
6-x
Fe
6
O
19
x=0; 0,5; 1; 2; 3 made by iron from Sukabumi has been conducted. Using copresipitation
method for synthesis, mixed by solid state reaction. The process is milling for 5 hours, and heating sintering for 5 hours. XRD, SEMEDS, VSM, VNA use for
characterization. Phase identification visible by XRD. The structure of morphology has been homogeneous and the best material indicated by SEMEDS.
VSM characterization show step-up the substitution of Ni and Al made the material of based hard magnetic hence soft magnetic. The best material lead to
x=1 because coersivity field Hc small 473 oe and the magnetic remanent M
r
big there are 4,4 emugr. VNA characterization show the ability of materials to absorp electromagnetic waves -36 dB with the frequency 11,24 GHz. Means, that
the material can absorp up to 95 with the thickness of the field absorp 2 mm.
Keyword: Barium Hexaferrite, Substitution Ni-Al, structure, magnetic properties, electromagnetic wave absorption
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Material magnet oksida BaO6Fe
2
O
3
merupakan jenis keramik yang banyak dijumpai disamping material magnet lain, seperti SrO.6Fe
2
O
3
dan PbO.6Fe
2
O
3
. Pengembangan material BaFe
12
O
19
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 Fe
2
O
3
dan Fe
2
O
3
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 Al
2
O
3
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 Fe
3
O
4.
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 Fe
2
O
3
dari bahan lokal pasir besi yang ditambahkan dengan BaCO
3
. Al
2
O
3
, 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 Al
2
O
3
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
