Pembuatan Magnet Permanen NdFeB FeMn Dengan Metode Mechanical Alloying

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Pengertian Magnet Secara Umum

Magnet adalah suatu materi yang mempunyai suatu medan magnet. Magnet juga
merupakan material maju yang sangat penting untuk beragam aplikasi teknologi
canggih, berfungsi sebagai komponen pengubah energi gerak menjadi listrik dan
sebaliknya, seperti: otomotif, elektronik dan energy. (Collocott, S.J.,2007).
Kata magnet berasal dari bahasa Yunani yaitu magnítis líthos yangberarti
batuMagnesian.Magnesia yang berarti sebuah wilayah di Asia kecil (sebuah kawasan
di Asia barat daya yang kini disamakan dengan Turki bagian Asia) adalah tempat
pertama kali ditemukan magnet yang didalamya terkandung batu magnet yang
ditemukan sejak zaman dulu di wilayahtersebut(Afza, 2011)
Pada tahun 1819 diketahui bahwa ada hubungan antara fenomena- fenomena
listrik dan magnet. Pada tahun itu seorang sarjana bangsa Denmark Hans Christian
Oersted (1770-1851) mengamati bahwa sebuah magnet yang dapat berputar akan
menyimpang apabila berada didekat kawat yang dialiri arus. Dua belas tahun
kemudian, setelah bertahun-tahun mengadakan percobaan, Faraday menemukan
bahwa akan ada aliran arus sebentar dalam sebuah circuit, apabila arus dalam circuit

lain didekatnya dimulai alirannya atau diputuskan. Tidak lama kemudian setelah itu
diketahui bahwa gerakan magnet menjauhi atau mendekati circuit itu menimbulkan
efek yang sama. (Azwar,2013)
Setiap magnet memiliki dua kutub, yaitu, utara dan selatan.Kutub magnet
adalah daerah yang berada pada ujung-ujung magnet dengan kekuatan magnet yang
paling besar berada pada kutub-kutubnya.Magnet dapat menarik benda lain, beberapa
benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak
semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja
adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh
magnet.Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik
rendah oleh magnet.(Julia, 2011).

Universitas Sumatera Utara

7

2.2

Bahan Magnetik
Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam

komponen pembentuknya. Berdasarkan perilaku molekulnya di dalam medan
magnetik luar, bahan magnetik terdiri atas lima kategori, yaitu diamagnetik,
paramagnetik, ferromagnetic, antiferromagnetik, dan ferrimagnetik.
2.2.1

Diamagnetik
Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-

masing atom/ molekulya adalah nol, tetapi medan magnet akibat orbit dan spin
elektronnya tidak nol. Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet
permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektronelektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa sehingga
menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan
medan magnet luar tersebut. Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital
elektron.Karena atom mempunyai elektron orbital, maka semua bahan bersifat
diamagnetik. Suatu bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan
tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan
diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak
menarik garis gaya. Permeabilitas bahan ini: µ< , dengan suseptibilitas magnetik
bahan < 0. Nilai bahan diamagnetik mempunyai orde -10-5m3/kg. Contoh bahan

diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng. (Halliday & Resnick,
1978).
2.2.2

Paramagnetik
Material paramagnetik mempunyai nilai suseptibilitas positif di mana

magnetisasi M paralel dengan medan luar. Material yang termasuk dalam
paramagnetik adalah logam transisi dan ion logam tanah jarang (rare-earth ions).Ionion ini mempunyai kulit atom yang tidak terisi penuh yang berisi momen magnet
permanen.Momen magnet permanen terjadi karena adanya gerak orbital dan elektron
(Vlack,V.1984).Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang
menjadi terarah oleh medanmagnetluar.

Universitas Sumatera Utara

8

Gambar1.
Arah domain-domain dalam bahan paramagnetiksebelum
diberimedan magnet luar

Bahan ini jika diberi medan magnet luar, elektron-elektronnya akan berusaha
sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan
magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen

magnetik spin yang

menjadi terarah oleh medan magnetluar.

Gambar2.

Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi
medan magnet luar

Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga
bahan ini sedikit menarik garis-garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medan B
yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara.
Suseptibilitas magnet dari bahan paramagnetik adalah positif dan berada dalam
rentang 10-5 sampai 10-3 m3/Kg, sedangkan permeabilitasnya adalah μ > μ0. Contoh
bahan paramagnetik : alumunium, magnesium dan wolfram. (Nicola,2003).
2.2.3

Feromagnetik
Ferromagnetisme, seperti paramagnetisme, berasal dari spin elektron.Namun,

pada material ferromagnetik, dihasilkan magnet permanen dan ini menunjukkan
bahwa ada kecenderungan dari spin elektron untuk tidak berubah arah meskipun
medan ditiadakan. Mengenai struktur pita, ini berarti bahwa setengah pita terkait
dengan satu pin secara otomatis berkurang apabila level kosong di puncak diisi oleh
elektron dari puncak lainnya (Gambar 3) dan perubahan energi potensial berkaitan
dengan transfer ini disebut energi pertukaran. Jadi, meskipun secera energetik
memang dimungkinkan adanya keadaan dimana semua spin berada dalam satu arah,
terdapat faktor bertentangan yaitu prinsip pengecualian Pauli, karena apabila spin

Universitas Sumatera Utara

9

berada dalam satu arah banyak elektron harus memasuki keadaan kuantum lebih
tinggi yang berarti terjadi peningkatan energi kinetik.

Gambar 3. Skema (a) nikel paramagnetik dan (b) nikel ferromagnetik (Nicola,2013)
Pada logam ferromagnetik terjadi pengarahan spin elektron secara spontan,
karena interaksi yang kuat, meski tidak diterapkan suatu medan. Akan tetapi suatu
spesimen besi dapat berada dalam kondisi tanpa magnetisasi karena pengarahan
seperti itu terbatas di daerah kecil, atau domain, yang secara statistik saling
bertentangan.Domain ini berbeda dengan butir logam polikristalin dan dalam satu
butir terdapat beberapa domain. Dengan penerapan medan magnetik, domain dengan
orientasi yang diutamakan tumbuh dengan mendifusi domain lainolehmigrasi
batas domain sehingga seluruh spesimen mengalami magnetisasi. (Smallman,R.E.
2000).
2.2.4 Antiferomagnetik
Jenis ini memiliki arah domain yang berlawanan arah dan sama pada kedua
arah. Arah domain magnet tersebut berasal dari jenis atom sama pada suatu
kristal.
Pada unsur dapat ditemui pada unsur cromium, tipe ini memiliki arah domain
yang menuju dua arah dan saling berkebalikan.Jenis ini memiliki temperature curie
yang rendah sekitar 37 ºC untuk menjadi paramagnetik. Arah domain dalam bahan
anti ferromagnetik dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Universitas Sumatera Utara

10

Gambar 4. Arah domain dalam bahan anti ferromagnetik
Pada bahan anti ferromagnetik terjadi peristiwa kopling mome magnetik
diantara atom-atom atau ion –ion yang berdekatan. Peristiwa kopling tersebut
menghasilkan terbentuknya orientasi spin yang antiparalel. Suseptibilitas bahan anti
ferromagnetik adalah kecil dan bernilai positif. Contoh bahan anti ferromagnetic
adalah : MnO2,MnO,dan FeO. (Nicola,2003).
2.2.5

Ferrimagnetik
Material ferrimagnetik seperti ferrit (misalnya Fe3O4) menunjukkan sifatserupa

dengan material ferromagnetik untuk temperatur di bawah harga kritis yangdisebut
dengan

temperatur

materialferrimagnetik

Curie,
berubah

TC.

Pada

menjadi

temperatur
faramagnetik.

di

atas

Ciri

TC

khas

maka
material

ferrimagnetik adalah adanya momen dipol yang besarnya tidak sama dan berlawanan
arah. Sifat ini muncul karena atom-atom penyusunnya misalnya (A dan B)
mempunyai dipoledengan ukuran yang berbeda dan arahnya berlawanan. Material ini
dapatmempunyai

magnetisasi

walau

dalam

keadaan

tanpa

medan

luar

sekalipun.Material ferrimagnetik seperti ferrit biasanya non konduktif dan
bebaslosses arus eddy. Sehingga banyak diaplikasikan untuk medan magnetik
dengan frekuensi tinggi. Ferrimagnetik, material yang mempunyai suseptibilitas yang
besar tergantung temperatur.
2.3

Klasifikasi MagnetikMaterial
Klasifikasi secara sederhana dari material ferromagnetik berdasarkan

koersivitasnya dapat dibedakan menjadi dua yaitu soft magnetik material dan hard
magnetik material.Untuk material yang mempunyai nilai koersivitas yang tinggi
disebut sebagai hard magnetik material sedangkan untuk material yang mempunyai

Universitas Sumatera Utara

11

nilai koersivitas yang rendah disebut sebagai soft magnetik material.
Untuk hard magnetik material adalah material yang mempunyai nilai
koersivitas di atas 10 kA/m sedangkan untuk soft magnetik material adalah material
yang mempunyai nilai koersivitas di bawah 10 kA/m. (Hasan,2008).
2.3.1 Material Magnet Lunak
Bahan magnetik lunak (soft magnetic) dapat dengan mudah termagnetisasi dan
mengalami demagnetisasi. Magnet lunak mempertahan kan sifat magnet. Magnet
lunak (soft magnetic) menunjukkan histerisis loop yang sempit, sehingga magnetisasi
mengikuti variasi medal listrik hampir tanpa hysterisis loss. Magnet lunak (soft
magnetic) digunakan untuk meningkatkan fluks, yang dihasilkan oleh arus listrik
didalamnya. Faktor kualitas dari bahan magnetik lunak adalah untuk mengukur
permeabilitas yang sehubungan dengan medan magnet yangditerapkan. Parameter
utama lainnya adalah koersivitas, magnetisasi saturasi dankonduktivitas listrik.

Gambar 5. Kurva histerisis magnet lunak (soft magnetic) (Poja Clauhan,2010)
Bahan magnetik lunak ideal akan memiliki koersivitas rendah (Hc), saturasi
yang sangat besar (Ms), remanen (Br) nol, hysterisis loss dan permeabilitas yang
sangat besar. Kurva histerisis bahan magnetik lunak ditunjukkan pada Gambar 5,
beberapa bahan penting magnetik lunak diantaranya Fe, paduan Fe-Si, Ferit lunak
(MnZnFe2O4), besi silikon dll (Poja Clauhan, 2010).
2.3.2 Material Magnet Keras
Bahan magnet keras (hard magnetic) juga disebut sebagai magnet permanen
yang digunakan untuk menghasilkan medan yang kuat tanpa menerapkan arus ke

Universitas Sumatera Utara

12

koil. Magnet permanen memerlukan koersivitas tinggi, yang membutuhkan
koersivitas tinggi. Dalam bahan magnet keras (hard magnetic) anisotropi diperlukan
magnetik uniaksial dan sifat magnetik berikut :
1. Koersivitas tinggi (high coersivity) : koersivitas, juga disebut medan magnet
koersif, dari bahan feromagnetik adalah intensitas medan magnet yang
diterapkan atau diperlukan untuk mengurangi magnetisasi bahan ke nol
setelah magnetisasi sampel telah mencapai saturasi. Koersivitas biasanya
diukur dalam satuan oersted atau ampere / meter dan dilambangkan Hc.
Bahan dengan koersivitas tinggi disebut bahan ferromagnetik keras dan
digunakan untuk membuat magnet permanen.
2. Magnetisasi besar (large magnetization) : proses pembuatan substansi
sementara atau magnet permanen, dengan memasukkan bahan medan
magnet.

Gambar 6. Kurva Histerisis Magnet Keras (hard magnetic) (Poja Clauhan, 2010)
2.4

HisterisisMagnet
Magnet biasanya dibagi atas dua kelompok yaitu: magnet lunak dan magnet

keras. Magnet keras dapat menarik bahan lain yang bersifat magnet. Selain itu sifat
kemagnetannya dapat dianggap cukup kekal.Magnet lunak dapat bersifat magnetik
dan dapat menarik magnet lainnya. Namun, hanya memiliki sifat magnet apabila
berada dalam medan magnet dan sifat kemagnetannya tidak kekal. Perbedaan antara
magnet permanen atau magnet keras dan magnet lunak dapat dilakukan dengan
menggunakan loop histerisis yang telah dikenal seperti pada Gambar7.

Universitas Sumatera Utara

13

Bila bahan magnet berada dalam medan magnet, H, “garis gaya yang
berdekatan” akan tertarik ke dalam bahan sehingga rapat fluks meningkat. Dikatakan
bahwa, induksi magnet, B meningkat. Dengan sendirinya, jumlah induksi tergantung
pada medan magnet dan jenis bahan. Pada contoh Gambar 7, rasio B/H tidak linear,
terjadi lompatan induksi mencapai level yang tinggi, kemudian rasio tersebut hampir
konstan dalam medan yang lebih kuat.

(a)
(b)
(c)
Gambar7 Kurva Magnetisasi
(a) Induksi awal (B) versus medan magnet(H).
(b) Loop histerisis (magnetlunak).
(c) Loop histerisis (magnet keras). (Van Vlack,1984)
Baik induksi remanen (rapat fluks) dan medan koersif, B dan –HC masing-masing,
besar untuk magnet keras. Hasil perkalian BH merupakan patokan untuk energi
demagnetisasi.
Pada magnet lunak, terjadi penurunan kembali yang hampir sempurna jika
medan magnet ditiadakan. Medan magnet bolak-balik akan menghasilkan kurva
simetris dikuadran ketiga. Kurva histerisis magnet permanen sangat berbeda. Bila
medan magnet ditiadakan, induksi tersisa akan menghasilkan induksi remanen, Br.
Medan yang berlawanan, yang disebut medan koersif, -HC, diperlukan sebelum
induksi turun menjadi nol. Sama dengan magnet lunak, loop tertutup dari magnet
memiliki simetri 1800.
Karena

hasil

kali

medan

magnet

(A/m)

dan

induksi

(V.det/m2)

merupakanenergi per satuan volume (J/m3) disebut dengan energi produk maksimum

Universitas Sumatera Utara

14

(BH)max, luas daerah hasil integrasi di dalam loop histerisis adalah sama dengan
energi yang diperlukan untuk siklus magnetisasi mulai dari 0 sampai +H hingga – H
sampai 0. Energi yang dibutuhkan magnet lunak dapat diabaikan, magnet keras
memerlukan energi lebih banyak sehingga kondisi-ruang, demagnetisasi dapat
diabaikan.Dikatakan dengan magnetisasipermanen.
Magnet permanen dapat diberi indeks berdasarkan medan koersif yang
diperlukan untuk menghilangkan induksi. Patokan ukuran yang lebih baik adalah
hasil kali BH.Hasil kali BH maksimum lebih sering digunakan karena merupakan
barier energi kritis yang harus dilampaui. Magnet lunak merupakan pilihan tepat
untuk penggunaan pada arus bolak-balik atau frekuensi tinggi, karena harus
mengalami magnetisasi dan demagnetisasi berulang kali selama selang satu detik.
Spesifikasi yang agak kritis untuk magnet lunak adalah induksi jenuh (tinggi), medan
koersif (rendah), dan permeabilitas maksimum (tinggi). (Van Vlack, 1984)
2.5

Magnet Permanen
Magnet Permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan magnet

yang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam
karena memiliki sifat kemagnetan yang tetap. Jenis magnet permanen yang diketahui
terdapat pada :
a. Magnet Neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet
neodymium ( juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo),
merupakan

sejenis

magnet

tanah

jarang

terbuat

dari

campuran

logamneodymium.
b. Magnet Samarium – Cobalt : salah satu dari dua jenis magnet bumi yang
langka, merupakan magnet permanen yang kuat tebuat dari paduan
samariumcobalt.
c. Magnet Keramik, misalnya BariumHexaferrite
d. Plastic Magnet dan MagnetAlnico.

Universitas Sumatera Utara

15

Material

Induksi Remanen
(Br) T

Koersifitas
(Hc) MA/m

Energi Produk
(BH max)

SrFerit

0,43

0,20

34

Alnico 5

1,27

0,05

44

Sm2Co17

1,05

1,30

208

Nd2Fe14B

1,36

1,03

350

Tabel 2.1.Perbandingan Karakteristik Magnet Permanen.

2.5.1 Magnet Permanen NdFeB
Magnet NdFeB adalah jenis magnet permanen rare earth (tanah jarang) yang
memiliki sifat magnet yang sangat baik, seperti pada nilai induksi remanen,
koersivitas dan energi produk yang lebih tinggi pula apabila dibandingkan dengan
magnet permanen lainnya.Dengan memiliki sifat magnetik yang tinggi, dalam
aplikasinya magnet NdFeB dapat berukuran lebih kecil. Magnet logam tanah jarang
(rare earth) terbentuk dari 2 atom unsur logam tanah jarang yaitu Neodymium, unsur
lainnya adalah 14 atom Besi dan 1 atom Boron, sehingga rumus molekul yang
terbentuk adalah Nd2Fe14B. (Novrita, 2006).

Gambar 8. Magnet Permanen NdFeB
Magnet permanen Neodymium-Iron-Boron memiliki energi produk yang paling
tinggi (mencapai 55 MGOe) dari keseluruhan material magnetik. Magnet NdFeB
mempunyai dua proses utama; proses serbuk dan melt quenching. Energi produk
yang tinggi dari tipe magnet ini berarti secara signifikan volume material yang
dibutuhkan lebih kecil untuk penggunaan yang sama dengan magnet lain dalam

Universitas Sumatera Utara

16

jumlah besar yang diproduksi seperti Alnico dan Ferrit. Akan tetapi, NdFeB
memiliki kerugian, yaitu memiliki temperatur Curie yang rendah dan sangat rentan
terhadap korosi.Temperatur Curie yang rendah (312ᵒC) ini menyebabkan magnet
NdFeB tidak mungkin diaplikasikan pada suhu yang tinggi. (Matthew,2013).
2.5.2 Struktur Kristal NdFeB

Gambar 9.(a) Sel SatuanTetragonalNd2Fe14B

(b)

PrismaTrigonalyangmengandung atom boron dalam strukturNd2Fe14B.

Sel satuan NdFeB memiliki struktur Kristal tetragonal yang kompleks. Gambar
(2.9) menunjukkan skema struktur kristal Nd2Fe14B dan prisma trigonal yang
mengandung atom boron. Struktur tetragonal NdFeB mengandung 68atom.
2.6

Magnet Neodymium Iron Boron(NdFeB)
Secara umum magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) dikenal sebagai magnet

tanah jarang.Manget Neodymium Iron Boron (NdFeB) adalah merupakan paduan
yang berasal dari grup Lantanida pada sistem periodik unsur.Magnet Neodymium
Iron Boron (NdFeB) adalah magnet bumi yang terbuat dari paduan unsur
neodymium, besi dan boron untuk membentuk struktur Kristal tetragonal

Universitas Sumatera Utara

17

Nd2Fe14B.Dikembangkan pada tahun 1982 oleh General Motors dan Sumitomo
Special Metals, magnet NdFeB adalah magnet permanen paling kuat yang dibuat
(Fraden, 2010).
Hasil serbuk RE-Fe-B secara signifikan

dapat ditingkatkan dengan

Magnequench serbuk anisotropi. Proses ini merupakan tekstur pada struktur nano
dari bahan MQA dan memberikan hasil yang unggul dalam satu orientasi tertentu,
atau hasil anisotropi. Anisotropi MQA serbuk kemudian dapat dicampur dengan
bahan pengikat yang sesuai, biasanya epoxy untuk cetak kompresi dan nilon untuk
cetak injeksi. MQA serbuk/polimer komposit kemudian dicampur dan dimasukkan
ke dalam cetakan, arah dalam medan magnet dan penentuan sementara medan
magnet dapat menarik partikel serbuk MQA dalam arah yang diinginkan. Ada
beberapa variasi teknik molding yang berkaitan dengan geometri, suhu dan bidang
terapan. Tabel dibawah ini memperlihatkan komposisi serbuk Neodymium Iron
Boron (NdFeB) komersil typeMQA-37-16.
Tabel 2.2 Komposisi Serbuk NdFeB komersil Type MQA-37-16
Substansi
Persen Berat (% wt)
Neodymium (Nd)

25,7

Praseodymium (Pr)

3,6

Dysprosium (Dy)

1,5

Boron (B)
Cobalt (Co)

0,9
2,0

Gallium (G)
Iron (Fe)

0,6
65,7

Sumber: Maqnequench, 2009
2.6.1 Unsur Pemadu Pada MagnetNdFeB
a. Neodymium(Nd)
Neodymium merupakan salah satu dari unsur tanah jarang yangmemiliki
symbol Nd dan nomor atom 60. Neodymium ditemukan pada tahun 1885 oleh
kimiawan Jerman Carl Auer von Welsbach. Neoymium tidak ditemukan secara alami
dalam bentuk logam, namun dalam bentuk mineral yang merupakan campuran

Universitas Sumatera Utara

18

oksida.Meskipun neodymium digolongkan sebagai unsur "tanah jarang", namun
Neodymium merupakan unsur yang cukup umum, tidak jarang dari kobalt, nikel, dan
tembaga, dan tersebar luas di kerak bumi. Sebagian besar neodymium dunia
ditambang di Cina.Unsur ini termasuk kedalam kelompok unsur lantanida atau
lanthanos.
Unsur – unsur lantanida atau lanthanos dikenal dengan nama fourteen
elements, karena jumlahnya 14 unsur, seperti Cerium (Ce), Praseodymium (Pr),
Neodymium (Nd), Promhetium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium
(Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm),
Yterbium (Yb), dan Lutetium (Lu). Unsur ini digunakan dalam keramik untuk warna
glasir, dalam paduan untuk magnet permanen, untuk lensa khusus dengan
praseodymium.Juga untuk menghasilkan terang kaca ungu dan kaca khusus yang
menyaring radiasi inframerah.

Gambar 10. Struktur Atom unsur Neodymium

Tabel 2.3 Informasi Dasar unsur Neodymium

Universitas Sumatera Utara

19

b. Besi(Fe)
Besi adalah logam transisi yang paling banyak dipakai karena relatif melimpah
di alam dan mudah diolah. Biji besi biasanya mengandung hematite (Fe2O3) yang
dikotori oleh pasir (SiO2) sekitar 10 %, serta sedikit senyawa sulfur, posfor,
aluminium dan mangan.(Syukri ,1999).
Besi juga diketahui sebagai unsur yang paling banyak membentuk bumi, yaitu
kira-kira 4,7 - 5 % pada kerak bumi. Kebanyakan besi terdapat dalam batuan dan
tanah sebagai oksida besi, seperti oksida besi magnetit (Fe3O4) mengandung besi 65
%, hematite (Fe2O3) mengandung 60 – 75 % besi, limonet (Fe2O3.H2O)
mengandung besi 20 % dan siderit (Fe2CO3). Dari mineral – mineral bijih besi,
magnetit adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam
julah kecil.Sementara hematite merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan
dalam industry besi. Dalam kehidupan, besi merupakan logam paling biasa
digunakan dari pada logam-logam yang lain. Hal ini disebabkan karena harga yang
murah dan kekuatannya yang baik serta penggunaannya yangluas.
Gambar 11. Struktur Atom Unsur Besi

Tabel 2.4 Informasi Dasar Unsur Besi
Tabel 2.4 Informasi Dasar unsurBesi

Universitas Sumatera Utara

20

c. Boron(B)
Boron adalah unsur golongan 13 dengan nomor atom lima. Boron memiliki
sifat

diantara

logam

dan

nonlogam

(semimetalik).

Boron

lebih

bersifat

semikonduktor daripada sebuah konduktor logam lainnya. Boron juga merupakan
unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam bijih borax. Unsur ini Tidak pernah
ditemukan bebas dalamalam.
Gambar 12. Struktur Atom Unsur Boron

Tabel 2.5 Informasi Dasar Unsur Besi

Universitas Sumatera Utara

21

2.7

FeMn(Ferromangan)
Mangan merupakan unsur dasar dalam paduan baja mangan struktural dan

austenitic (Šalak, A., et al. 2001).Sebagai paduan, mangan dapat meningkatkan
kekuatan, ketangguhan, pengerasan, kemampuan kerja dan abrasi resistensi dari
produk besi, khususnya baja. Sekitar 90 - 95 dari keseluruhan jumlah mangan yang
diproduksi di dunia digunakan dalam produksi besi dan baja dalam bentuk paduan
seperti ferromangan dan siliconmangan (Çardakli, İ. S.2010).
Ferromangan

dibedakan

atas

kandungan

karbon

yaitu

high

carbon

ferromanganese (maks. 7% C), medium carbon ferromanganese (maks. 1-1,5% C),
dan low carbon ferromanganese (maks. 0, 5% C). Ferromangan pada industri
merupakan paduan multikomponen dengan melting temperature 1200-1250oC
(Selecka, 2009). Pada penelitian ini FeMn yang digunakan adalah FeMn HC (high
carbon). FeMn jenis ini pada umumnya dibuat dengan menggunakan blast furnace
(Mardias, J.2016).
2.8

Metalurgi Serbuk
Metalurgi serbuk adalah metode yang dikembangkan dari proses manufaktur

yang dapat mencapai bentuk komponen akhir dengan mencampurkan serbuk secara
bersamaan dan dikompaksi dalam cetakan, dan selanjutnya dimagnetisasi dengan
tegangan 1500 V.
Dua alasan mengapa sampel dalam bentuk serbuk:
(1) Penghematan biaya dibandingkan dengan proses alternatiflainnya
(2) Diperoleh sifat-sifat yang unik (Suryanarayan, 2001).
Langkah-langkah dasar pada proses metalurgiadalah:
1. Preparasiserbuk
2. Pencampuran(mixing)
3. Magnetisasi (gaussmeter)
4. Penekanan(kompaksi)
5. Finishing

Universitas Sumatera Utara

22

2.9

Pencampuran (Mixing)

Ada 2 macam pencampuran, yaitu :
1. Pencampuran basah (wetmixing)
Wet milling merupakan proses pencampuran dimana serbuk matrik dan filler
dicampur terlebih dahulu dengan pelarut polar. Metode ini dipakai apabila material
yang digunakan mudah mengalami oksidasi. Tujuan pemberian pelarut polar adalah
untuk mempermudah proses pencampuran material yang digunakan dan untuk
melapisi permukaan material supaya tidak berhubungan dengan udara luar sehingga
mencegah terjadinya oksidasi pada material yangdigunakan.
2. Pencampuran kering (drymilling)
Dry milling merupakan pencampuran yang dilakukan tanpa menggunakan pelarut
untuk membantu melarutkan dan dilakukan di udara luar.
Metode ini dipakai apabila material yang digunakan tidak mudah mengalami
oksidasi. Faktor penentu kehomogenan distribusi partikel antara lain:
1. Kecepatanpencampuran
2. Lamanya waktupencampuran
3. Ukuranpartikel
4. Jenismaterial
5. Temperatur
6. Mediapencampuran
Semakin besar kecepatan pencampuran, semakin lama waktu pencampuran,
dan semakin kecil ukuran partikel yang dicampur, maka distribusi partikel semakin
homogen. Kehomogenan campuran sangat berpengaruh pada proses penekanan
(kompaksi), karena gaya tekan yang diberikan pada saat kompaksi akan terdistribusi
secara merata sehingga ikatan partikel semakin baik.
2.10 Pencetakan (Kompaksi)
Kompaksi merupakan proses pemadatan serbuk menjadi sampel dengan bentuk
tertentu sesuai dengan cetakannya.
Ada 2 macam metode kompaksi, yaitu:
Universitas Sumatera Utara

23

1. Cold compressing, yaitu penekanan dengan temperatur kamar. Metode ini
dipakai apabila bahan yang digunakan mudah teroksidasi, sepertiAl.
2. Hot compressing, yaitu penekanan dengan temperatur diatas temperatur kamar,
metode ini dipakai apabila material yang digunakan tidak mudah teroksidasi.
Pada proses kompaksi, gaya gesek ruang terjadi antar partikel yang digunakan
dan antar partikel komposit dengan dinding cetakan akan mengakibatkan kerapatan
pada daerah tepi dan bagian tengan tidak merata. Untuk menghindari terjadinya
perbedaankerapatan, maka pada saat kompaksi digunakan lubricant/pelumas yang
bertujuan untuk mengurangi gesekan antara partikel dan dinding cetakan. Dalam
penggunaan lubricant/pelumas, dipilih bahan pelumas yang tidak reaktif terhadap
campuran serbuk dan yang memiliki titik leleh rendah sehingga pada proses sintering
tingkat awal lubricant dapat menguap.Terkait dengan pemberian lubricant pada
proses kompaksi, maka terdapat 2 metode kompaksi, yaitu :
1.

Die-wall compressing : penekanan dengan memberikan lubricant pada
dindingcetakan.
2. Internal

lubricant

compressing

:

penekanan

dengan

mencampurkanlubricant pada material yang akan ditekan. (Julia, 2011).
Proses kompaksi dapat dilakukan dengan tiga prosedur yang berbeda yaitu:
secara axial (medan magnetik paralel terhadap sumbu tekanan/ sumbu y), transversal
(medan magnetik tegak lurus terhadap tekanan), atau isostatik (medan magnetik
diberikan pertama sebelum serbuk dikompaksi yang kemudian dipress / kompaksi
secara isostatik). Rasio orientasi butir lebih baik dilakukan dengan penekanan
transversal dan isostatik, induksi remanen yang lebih baik sekitar 0,3 hingga 1,0 kG.
Umumnya digunakan pencetak hidraulik dan mekanik.(Vlack,1984).
2.11 Karakterisasi Magnet Material
Karakterisasi material magnet dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat dan
kemampuan

material.Pada

penelitian

ini

dilakukan

pengujian

sifat

fisis,

mikrostruktur, dan sifat magnetik.
2.11.1 SifatFisis
2.11.1.1 Densitas
Densitas (ρ) adalah suatu ukuran massa (m) persatuan volume (V) suatu material
Universitas Sumatera Utara

24

dalam satuan gram/cm3. Beberapa faktor yang mempengaruhi densitas adalah
ukuran dan berat atom suatu elemen, kuatnya pengepakan atom dalam struktur kristal
dan besarnya porositas dalam mikrostruktur. Densitas merupakan ukuran kepadatan
dari suatu material. Pengukuran densitas yang dilakukan pada penelitian ini adalah
true density dan bulk density. True densitymerupakankerapatan bahan padat
sebenarnya dan tidak termasuk volume pori-pori terbuka maupun tertutup. True
density yang tak lain adalah densitas serbuk ditentukan secara piknometris dengan
persamaan:
(2.1)
Dengan :
ρs

= True density sampel(g/cm3)

m1

= Massa picnometer kosong(g)

m2

= Massa ketika media cair dimasukkan ke dalam picnometer(g)

m3

= Massa ketika serbuk sampel dimasukkan ke dalam picnometer(g)

m4

= Massa ketika serbuk sampel dan media cair dimasukkan ke
dalampicnometer (g)

Pengujian bulk density menggunakan metode Archimedes dengan mengukur
massa kering sampel dan massa basahnya. Densitas sampel dapat dihitung
menggunakan persamaan:
(2.2)
Dengan :
�s = densitas sampel (g/m3),

mk= massa kering sampel (g),
mb= massa basah sampel (g), dan
�air = massa jenis air (g/m3).
Universitas Sumatera Utara

25

2.11.2 Mikrostruktur
2.11.2.1 Particle Size Analyzer(PSA)
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengetahui ukuran suatu partikel
yaitu:
1. Metode Ayakan (SieveAnalysis)
2. Laser Diffractometer(LAS)
3. Metodesedimentasi
4. Electronical Zone Sensing(EZS)
5. Analisa gambar(Mikrografi)
6. Metodekromatografi
7. Ukuran aerosol submicron danperhitungan
Sieve Analysis (analisa ayakan) dalam dunia farmasi seringkali digunakan dalam
bidang mikromeritik. Yaitu ilmu yang mempelajari tentang ilmu dan teknologi
partikel kecil.Metode yang paling umum digunakan adalah analisa gambar
(mikrografi).Metode ini meliputi metode mikroskopi dan metode holografi.Alat yang
sering digunakan biasanya SEM, TEM, dan AFM.Namun seiring berkembangnya
ilmu pengetahuan yang lebih mengarah ke era nanoteknologi, para peneliti mulai
menggunakan Laser Diffraction (LAS).Metode ini dinilai lebih akurat bila
dibandingkan dengan metode analisa gambar maupun metode ayakan (Sieve
Analysis), terutama untuk sampel – sampel dalam orde nanometer maupun
submikron. (Lusi,2011).Contoh alat yang menggunakan metode LAS adalah Particle
SizeAnalyzer(PSA). Metode LAS dapat dibagi ke dalam dua metode:
1. Metode basah : metode ini menggunakan media pendispersi untuk
mendispersikan materialuji.
2. Metode kering : metode ini memanfaatkan udara atau aliran udara untuk
melarutkan partikel dan membawanya ke sensing zone. Metode ini baik
digunakan untuk ukuran yang kasar, dimana hubungan antar partikel
lemah dan kemungkinan untuk beralgomerasikecil.
Keunggulan penggunaan Particle Size Analyzer (PSA) untuk mengetahui
ukuran partikel :
Universitas Sumatera Utara

26

1.

Lebih akurat. Pengukuran partikel dengan menggunakan PSA lebih akurat jika
dibandingkan dengan pengukuran partikel dengan alat lain seperti XRD
ataupun SEM. Hal ini dikarenakan partikel didispersikan ke dalam media
sehingga ukuran partikel yang terukur adalah ukuran dari singleparticle.
2. Hasil pengukuran dalam bentuk distribusi, sehingga dapat menggambarkan
keseluruhan kondisisampel.
Pengukuran partikel menggunakan PSA biasanya menggunakan metode

basah.Metode ini dinilai lebih akurat jika dibandingkan dengan kering ataupun
pengukuran partikel dengan metode ayakan dan analisa gambar. Terutama untuk
sampel – sampel dalam orde nanometer dan submicron yang biasanya memiliki
kecenderungan algomerasi yang tinggi.Hal ini dikarenakan partikel terdispersi ke
dalam media sehingga partikel tidak saling beralgomerasi (menggumpal).Dengan
demikian ukuran partikel yang terukur adalah ukuran dari single particle.Selain itu
hasil pengukuran dalam bentuk distribusi, sehingga hasil pengukuran dapat
diasumsikan sudah menggambarkan keseluruhan kondisi sampel.Beberapa analisa
yang dilakukan, antaralain:
1.

Menganalisa ukuranpartikel.

2.

Menganalisa nilai zeta potensial dari suatu larutansampel.

3.

Mengukur tegangan permukaan dari partikel clay bagi industri keramik dan
sejenisnya. Dimana hal ini akan berpengaruh pada struktur lapisan clay.
Struktur lapisan clay ini sangat berpengaruh pada metode slipcasting.

4.

Mengetahui zeta potensial koagulan untuk proses koagualasi partikel pengotor
bagi industri WTP (Water TreatmentPlant).

5.

Mengetahui ukuran partikel tegangan permukaan dari densitas pada emulsi
yang digunakan pada produk – produk industri beverage. (Seong,2013)
2.11.2.2 X-Ray Diffraction(XRD)
X-ray diffractometer (XRD) merupakan alat untuk mengidentifikasi struktur

kristal dan fasa dalam suatu bahan dengan memanfaatkan radiasi gelombang
elektromagnetik sinar-X. XRD dilengkapi beberapa komponen penting seperti:
tabung sinar-X, monokromator, detektor dan beberapa alat optiklain.
Sinar-X dihasilkan pada suatu tabung sinar katode dengan pemanasan kawat

Universitas Sumatera Utara

27

pijar untuk menghasilkan elektron-elektron, kemudian elektron-elektron tersebut
dipercepat terhadap suatu target dengan memberikan suatu voltase tertentu dan
menembak target dengan elektron. Ketika elektron-elektron mempunyai energi yang
cukup untuk mengeluarkan elektron-elektron dalam target, spektrum karakteristik
sinar-X dihasilkan.Spektrum ini terdiri atas beberapa komponen-komponen dan yang
paling umum adalah Kα dan Kβ. Kα terdiri dari Kα1 dan Kα2. Kα1 mempunyai panjang
gelombang sedikit lebih pendek dari Kα2. Panjang gelombang yang spesifik
merupakan karakteristik dari bahan target (Cu, Fe, Mo, Cr). Kertas perak atau kristal
monokromator akan menyaring dan menghasilkan sinar-X monokromatik yang
diperlukan untukdifraksi.
Tembaga adalah bahan sasaran yang paling umum untuk difraksi kristal
tunggal, dengan radiasi CuKα = 1,5406 Å. Saat sampel dan detektor diputar,
intensitas Sinar-X pantul itu direkam. Ketika geometri dari peristiwa sinar-X tersebut
memenuhi persamaan Bragg, interferensi konstruktif terjadi dan suatu puncak di
dalam intensitas terjadi. Detektor akan merekam sinyal penyinaran ini dan
mengkonversi sinyal itu menjadi suatu arus yang akan dikeluarkan pada layar
komputer.
Pengujian ini merupakan aplikasi langsung dari pemakaian sinar-X untuk
menentukan jarak antara kristal dan jarak antara atom dalam kristal. Suatu berkas
sinar-X dengan panjang gelombang λ, jatuh pada sudut θ pada sekumpulan bidang
atom berjarak d. Sinar yang dipantulkan dengan sudut θ hanya dapat terlihat jika
berkas dari setiap bidang yang berdekatan saling menguatkan. Oleh sebab itu,jarak
tambahan satu berkas dihamburkan dari setiap bidang yang berdekatan dan
menempuh jarak sesuai dengan perbedan kisi, yaitu sebesar nλ. Untuk mengetahui
fasa dan struktur material yang diamati dapat dilakukan dengan cara membandingkan
nilai d yang terukur dengan nilai d pada data standar. Data standar dapat diperoleh
melalui Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS) atau dengan
Hanawalt File (Izumi,2015).
2.11.2.3 Vibrating Sample Magnetometer(VSM)
Vibrating Sample Magnetometer (VSM) merupakan salah satu jenis peralatan
yang digunakan untuk mempelajari sifat magnetik bahan. Dengan alat ini akan dapat
diperoleh informasi mengenai besaran – besaran sifat magnetik sebagai akibat

Universitas Sumatera Utara

28

perubahan medan magnet luar yang digambarkan dalan kurva histeresis, sifat
magnetik bahan sebagai akibat perubahan suhu, dan sifat – sifat magnetik sebagai
fungsi sudut pengukuran atau kondisi anisotropikbahan.
Salah keistimewaan VSM adalah merupakan vibrator elektrodinamik yang
dikontrol menggunakan arus balik. Sampel dimagnetisasi dengan medan magnet
homogen. Jika sampel bersifat magnetik, maka medan magnet akan memagnetisasi
sampel dengan meluruskan domain magnet. Momen dipol magnet sampel akan
menciptakan medan magnet di sekitar sampel, yang biasa disebut magnetic stray
field. Ketika sampel bergetar, magnetic stray field dapat ditangkap oleh coil. Medan
magnet tersebar tersebut akan menginduksi medan listrik dalam coil yang sebanding
dengan momen magnetik sampel. Semakin besar momen magnetik, maka akan
menginduksi arus yang semakin besar.
Dengan mengukur arus sebagai fungsi medan magnet luar, suhu maupun
orientasi sampel, berbagai sifat magnetik bahan dapat dipelajari. Dalam penelitian
ini, nilai magnetisasi diukur selain untuk mengetahui kemampuan magnetik nanosfer
yang

dihasilkan

juga

untuk

mendapatkan

informasi

komposisi

nanosfer.

Karakterisasi sifat magnetik dengan VSM, Data yang diperoleh dari karakterisasi
sifat magnet berupa kurva histeresis dengan sumbu x merupakan medan magnetyang
menginduksi sampel dalam satuan Tesla dan sumbu y merupakan magnetisasi
sampel dalam satuan emu/gram. (Lamsyah,2016)
2.11.2.4 Scanning Electron Microscopy(SEM)
Scanning Electron Microscopy (SEM) merupakan sejenis mikroskop yang
menggunakan elektron sebagai pengganti cahaya untuk melihat benda dengan
resolusi tinggi.Analisis SEM bermanfaat untuk mengetahui mikrostruktur (termasuk
porositas dan bentuk retakan) benda padat.Berkas sinar elektron dihasilkan dari
filamen yang dipanaskan, disebut electron gun.Sebuah ruang vakum diperlukan
untuk preparasi cuplikan. (Gunawan dan Azhari,2010). Gambar yang dihasilkan
oleh SEM memiliki karakteristik penampilan tiga dimensi, dan dapat digunakan
untuk menentukan struktur permukaan dari sampel.Hasil gambar dari SEM hanya
ditampilkan dalam warna hitam putih. (Novrita,2006).
SEM menerapkan prinsip difraksi elektron, dimana pengukurannya sama
seperti

mikroskop

optik.

Prinsipnya

adalah

elektron

yang

ditembakkan

Universitas Sumatera Utara

29

akandibelokkan oleh lensa elektromagnetik dalam SEM.
SEM menggunakan suatu sumber elektron berupa pemicu elektron (electron
gun) sebagai pengganti sumber cahaya. Elektron – elektron ini akan diemisikan
secara termionik (emisi elektron dengan membutuhkan kalor, sehingga dilakukan
pada temperatur yang tinggi) dari sumber elektron. Elektron – elektron yang
dihasilkan adalah elektron berenergi tinggi, yang biasanya memiliki energi berkisar
20 keV – 200 keV atau sampai 1 MeV.Dalam prinsip pengukuran ini dikenal dua
jenis elektron, yaitu elektron primer dan elektron sekunder.Elektron primer adalah
elektron berenergi tinggi yang dipancarkan dari katoda (Pt, Ni, W) yang
dipanaskan.Katoda yang biasa digunakan adalah tungsten (W) atau Lanthanum
hexaboride (LaB6). Tungsten digunakan karena memiliki titik lebur yang paling
tinggi dan tekanan uap yang paling rendah dari semua meta, sehingga
memungkinkannya dipanaskan pada temperatur tinggi untuk emisi elektron. Elektron
sekunder adalah elektron yang berenergi rendah yang dibebaskan olehatom pada
permukaan. Atom akan membebaskan elektron sekunder setelah ditembakkan oleh
elektron primer. Elektron sekunder inilah yang akan ditangkap oleh detektor, dan
mengubah sinyal tersebut menjadi suatu sinyal gambar.
Proses pemindaian (scanning process) SEM secara singkat dapat dijelaskan
sebagai berikut. Sinar elektron, yang biasanya memiliki energi berkisar dari beberapa
ribu eV hingga 50 kV, difokuskan oleh satu atau dua lensa kondenser menjadi
sebuah sinar dengan spot focal yang sangat baik berukuran 1 nm hingga 5 μm. Sinar
tersebut melewati beberapa pasangan gulungan pemindai (scanning coils) di dalam
lensa objektif, yang akan membelokkan sinar itu dengan gaya raster di atas area
berbentuk persegi dari permukaan

sampel.

Selagi

elektron – elektron primer

mengenai permukaan, mereka dipancarkan secara inelastis oleh atom – atom di
dalam sampel. Melalui kejadian penghamburan ini, sinar elektron primer menyebar
secara efektif dan mengisi volume berbentuk air mata, yang dikenal sebagai volume
interaksi, memanjang dari kurang dari 100 nm hingga sekitar 5 nm ke permukaan.
Interaksi di dalam wilayah ini mengakibatkan terjadinya emisi elektron sekunder,
yang kemudian dideteksi untuk menghasilkan sebuah gambar. Elektron – elektron
sekunder akan ditangkap oleh detektor, dan mengubah sinyal tersebut menjadi suatu
sinyal gambar. Kekuatan cahaya tergantung pada jumlah elektron – elektron

Universitas Sumatera Utara

30

sekunder yang mencapaidetektor.

Gambar 13. Scanning Electron Microscope (SEM) (www.google.com)
SEM memiliki beberapa keunggulan, seperti kemampuan untuk menggambar
area yang besar secara komparatif dari specimen, kemampuan untuk menggambar
materi bulk, dan berbagai mode analitikal yang tersedia untuk mengukur komposisi
dan sifat dasar dari spesimen. Tergantung dari instrumen,resolusi dapat jatuh di suatu
tempat diantara kurang dari 1 nm dan 20 nm.Pembesaran gambar dari resolusi SEM
yang tinggi dipengaruhi oleh besarnyaenergi elektron yang diberikan.Semakin kecil
panjang gelombangyang diberikan oleh elektron, energinya semakin besar, sehingga
resolusinya juga semakin tinggi.Preparasi sampel pada SEM harus dilakukan dengan
hati – hati karena memanfaatkan kondisi vakum serta menggunakan elektron
berenergi tinggi.Sampel yang digunakan harus dalam keadaan kering dan bersifat
konduktif (menghantarkan elektron). Bila tidak, sampel harus dibuat konduktif
terlebihdahulu oleh pelapisan dengan karbon, emas, atau platina. (Marlina,2007).
2.11.2.5 Energy Dispersive X-ray Spectroscopy(EDX)
Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS atau EDX atau EDAX) adalah
salah satu teknik analisis untuk menganalisis unsur atau karakteristik kimia dari
spesimen. Karakterisasi ini bergantung pada penelitian dari interaksi beberapa
eksitasi sinar X dengan spesimen.Kemampuan untuk mengkarakterisasi sejalan
dengan sebagian besar prinsip dasar yang menyatakan bahwa setiap elemen memiliki
struktur atom yang unik, dan merupakan ciri khas dari struktur atom suatu unsur,
sehingga memungkinkan sinar X untuk mengidentifikasinya. Untuk merangsang

Universitas Sumatera Utara

31

emisi karakteristik sinar-X dari sebuah spesimen, sinar energi tinggi yang bermuatan
partikel seperti elektron atau proton, atau berkas sinar X, difokuskan ke spesimen
yang yang akan diteliti. Selanjutnya sebuah atom dalam spesimen yang mengandung
elektron dasar di masing-masing tingkat energi atau kulit elektron terikat pada
inti.Sinar yang dihasilkan dapat mengeksitasi elektron di kulit dalam dan
mengeluarkannya dari kulit, sehingga terdapat lubang elektron di mana elektron itu
berada sebelumnya. Sebuah elektron dari luar kulit yang berenergi lebih tinggi
kemudian mengisi lubang, dan perbedaan energi antara kulit yang berenergi lebih
tinggi dengan kulit yang berenergi lebih rendah dapat dirilis dalam bentuk sinar X.
Jumlah dan energi dari sinar-X yang dipancarkan dari spesimen dapat diukur oleh
spektrometer energi-dispersif. Energi dari sinar X yang dihasilkan merupakan
karakteristik dari perbedaan energi antara duakulit,dan juga karakteristik struktur
atom dari unsur yang terpancar, sehingga memungkinkan komposisi unsur dari
spesimen dapat diukur. Pengujian EDX ini dilakukan untuk mengetahui komposisi
yang terkandung pada permukaan plat.

Gambar 14. Skema EDX (Energy Dispersive X-Ray) (www.wikipedia.com)
2.11.2.6 Prinsip Kerja SEM-EDX
SEM membentuk suatu gambar dengan menembakkan suatu sinar electron berenergi
tinggi, biasanya dengan energi dari 1 hingga 20 keV, melewati sampel dan kemudian
mendeteksi Secondary Electron dan Back Scattered Electron yang dikeluarkan.
Secondary Electron berasal pada 5-15 nm dari permukaan sampel

dan

memberikan informasi topografi dan untuk tingkat yang kurang, pada variasi unsur
dalam sampel. Back Scattered Electron terlepas dari daerah sampel yang lebih dalam
Universitas Sumatera Utara

32

dan memberikan informasi terutama pada jumlah atom rata-rata dari sampel.
Peristiwa tumbukan berkas sinar elektron, yaitu ketika memberikan energi pada
sampel, dapat menyebabkan emisi dari sinar-X yang merupakan karakteristik dari
atom-atom sampel.Energi dari sinar-X digolongkan dalam suatu tebaran energi
spektrometer dan dapat digunakan untuk identifikasi unsur-unsur dalam sampel. (
Novrita,2006).

Universitas Sumatera Utara