Sintesis Dan Karakterisasi Magnet Berbasis Barium Heksaferit- Alumina
17
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi material magnetik di dunia industri sangat pesat,
dimana material magnet saat ini diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti
bidang elektronik, sensor dan biomaterial.
Material magnet berdasarkan sifatnya dibagi dua jenis, yaitu : magnet lunak
(soft magnetic) dan magnet keras (hard magnetic) (Masno et al. 2006). Magnet
lunak merupakan suatu sifat bahan yang tidak permanen, dimana bahan akan
berubah menjadi magnet apabila ada arus yang diberikan dan sifat magnetnya
akan hilang bila arus dilepaskan. Sedangkan magnet keras merupakan suatu bahan
yang sengaja dibuat bersifat magnet secara permanen (Moulson & Herbert, 2003).
Barium heksaferit (BaFe12O19) dikenal sebagai magnet permanen dengan
struktur heksagonal yang sesuai dengan space group P 63/mmc (Smith, 1959).
Barium heksaferit memiliki sifat mekanik yang sangat kuat dan tidak mudah
terkorosi (Snoek, 1947). Pemakaian senyawa ini sangat diminati, sehingga
berbagai usaha dilakukan untuk memproduksi dengan subtitusi kation yang bisa
ke dalam BaFe12O19 guna meningkatkan sifat magnetiknya.
Magnet permanen BaFe12O19 memiliki beberapa keunggulan antara lain :
harganya murah, nilai koersivitas (HC) tinggi, saturasi magnet (MS) tinggi dan
suhu transisi (Tc = suhu curie) cukup tinggi, serta memiliki sifat kimia yang stabil
dan tahan korosi (Bin yu dkk. 2007; Alexandre dkk. 2008; Kojima H 1985).
Magnet berbasis ferit memiliki bidang aplikasi yang sangat luas, serta
memiliki daya saing pasar yang sangat tinggi (Sudirman et al. 2002). Hal ini
merupakan salah satu faktor yang mendorong dikembangkannya magnet berbasis
ferit dan disubsitusi alumina dengan pengikat polivinil alkohol. Pada dasarnya
semua bahan yang penyusun utamanya mengandung besi dinamakan ferit dan
merupakan salah satu komponen dalam pembuatan magnet (Idayanti et al. 2002).
Aluminium oksida (alumina) adalah senyawa kimia dari aluminium dan
oksigen dengan rumus kimia Al2O3. Senyawa alumina merupakan insulator listrik
yang baik karena memiliki kapasitas panas yang besar, sehingga digunakan secara
1
18
luas sebagai bahan isolator suhu tinggi (Xu et al. 1994). Alumina merupakan
senyawa berpori, sehingga dimanfaatkan sebagai absorben (Ghababazade et al.
2007). Sifat lain dari alumina yang sangat mendukung aplikasinya adalah daya
tahan terhadap korosi (Mirjalili et al. 2011) dan titik lebur yang tinggi mencapai
2050 oC (Moulson & Herbert, 2003).
Pembuatan magnet permanen (barium heksaferit) dapat dilakukan dengan
beberapa cara seperti sol-gel dan metalurgi serbuk (Priyono et al. 2004). Metode
metalurgi serbuk sering digunakan karena relatif ekonomis dan mudah dilakukan,
tetapi metode ini memiliki beberapa kelemahan seperti ketidakseragaman kimia,
ukuran partikel kasar dan kontaminasi pengotor selama proses milling (Tang et al.
2005). Penelitian yang akan dilakukan adalah sintesis dan karakterisasi magnet
berbasis barium heksaferit (BaFe12O19)-alumina (Al2O3) dengan bahan pengikat
polivinil alkohol (PVA) melalui metode melalurgi serbuk.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka perumusan masalah adalah :
1.
Bagaimana proses pembuatan magnet berbasis barium heksaferit dan
Alumina dengan metode metalurgi serbuk?
2.
Bagaimana pengaruh komposisi serbuk barium heksaferit dan alumina (%
wt) terhadap sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang dihasilkan?
3.
Bagaimana pengaruh suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
kemagnetan pada magnet yang dihasilkan?
4.
Bagaimana mikrostruktur, sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang
dihasilkan?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1.
Bahan magnet yang digunakan adalah serbuk barium heksaferit
(BaFe12O19) dan Alumina (Al2O3) dengan variasi komposisi 100:0,
60:40, 50:50 dan 40:60 (% wt).
2.
Suhu sintering yang digunakan 900, 950, 1000, 1050 dan 1100 0C dan
masing-masing ditahan selama 2 jam pada suhu tersebut.
19
3.
Karakterisasi : analisis mikrostruktur dengan X-Ray Diffraction (XRD)
dan Scanning Electron Microscope (SEM), pengujian sifat fisis
densitas, porositas dan shrinkage.
4.
Pengujian sifat magnet dengan Gaussmeter dan Permagraph.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Membuat magnet berbasis barium heksaferit-alumina.
2.
Mengetahui karakteristik dan sifat magnet.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini, antara lain :
1.
Diperolehnya informasi tentang pembuatan magnet berbasis barium
heksaferit - alumina dengan metode metalurgi serbuk, serta karakterisasi
mikrostruktur, sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang dihasilkan.
2.
Diperolehnya material magnet dengan sifat mekanik dan sifat kemagnetan
yang lebih baik (Br, Hc, BHmaks, mikrostruktur dan sifat fisis yang baik).
3.
Diperolehnya soft magnet yang diharapkan dapat dimanfaatkan pada
media perekaman dan absorben microwave.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan teknologi material magnetik di dunia industri sangat pesat,
dimana material magnet saat ini diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti
bidang elektronik, sensor dan biomaterial.
Material magnet berdasarkan sifatnya dibagi dua jenis, yaitu : magnet lunak
(soft magnetic) dan magnet keras (hard magnetic) (Masno et al. 2006). Magnet
lunak merupakan suatu sifat bahan yang tidak permanen, dimana bahan akan
berubah menjadi magnet apabila ada arus yang diberikan dan sifat magnetnya
akan hilang bila arus dilepaskan. Sedangkan magnet keras merupakan suatu bahan
yang sengaja dibuat bersifat magnet secara permanen (Moulson & Herbert, 2003).
Barium heksaferit (BaFe12O19) dikenal sebagai magnet permanen dengan
struktur heksagonal yang sesuai dengan space group P 63/mmc (Smith, 1959).
Barium heksaferit memiliki sifat mekanik yang sangat kuat dan tidak mudah
terkorosi (Snoek, 1947). Pemakaian senyawa ini sangat diminati, sehingga
berbagai usaha dilakukan untuk memproduksi dengan subtitusi kation yang bisa
ke dalam BaFe12O19 guna meningkatkan sifat magnetiknya.
Magnet permanen BaFe12O19 memiliki beberapa keunggulan antara lain :
harganya murah, nilai koersivitas (HC) tinggi, saturasi magnet (MS) tinggi dan
suhu transisi (Tc = suhu curie) cukup tinggi, serta memiliki sifat kimia yang stabil
dan tahan korosi (Bin yu dkk. 2007; Alexandre dkk. 2008; Kojima H 1985).
Magnet berbasis ferit memiliki bidang aplikasi yang sangat luas, serta
memiliki daya saing pasar yang sangat tinggi (Sudirman et al. 2002). Hal ini
merupakan salah satu faktor yang mendorong dikembangkannya magnet berbasis
ferit dan disubsitusi alumina dengan pengikat polivinil alkohol. Pada dasarnya
semua bahan yang penyusun utamanya mengandung besi dinamakan ferit dan
merupakan salah satu komponen dalam pembuatan magnet (Idayanti et al. 2002).
Aluminium oksida (alumina) adalah senyawa kimia dari aluminium dan
oksigen dengan rumus kimia Al2O3. Senyawa alumina merupakan insulator listrik
yang baik karena memiliki kapasitas panas yang besar, sehingga digunakan secara
1
18
luas sebagai bahan isolator suhu tinggi (Xu et al. 1994). Alumina merupakan
senyawa berpori, sehingga dimanfaatkan sebagai absorben (Ghababazade et al.
2007). Sifat lain dari alumina yang sangat mendukung aplikasinya adalah daya
tahan terhadap korosi (Mirjalili et al. 2011) dan titik lebur yang tinggi mencapai
2050 oC (Moulson & Herbert, 2003).
Pembuatan magnet permanen (barium heksaferit) dapat dilakukan dengan
beberapa cara seperti sol-gel dan metalurgi serbuk (Priyono et al. 2004). Metode
metalurgi serbuk sering digunakan karena relatif ekonomis dan mudah dilakukan,
tetapi metode ini memiliki beberapa kelemahan seperti ketidakseragaman kimia,
ukuran partikel kasar dan kontaminasi pengotor selama proses milling (Tang et al.
2005). Penelitian yang akan dilakukan adalah sintesis dan karakterisasi magnet
berbasis barium heksaferit (BaFe12O19)-alumina (Al2O3) dengan bahan pengikat
polivinil alkohol (PVA) melalui metode melalurgi serbuk.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka perumusan masalah adalah :
1.
Bagaimana proses pembuatan magnet berbasis barium heksaferit dan
Alumina dengan metode metalurgi serbuk?
2.
Bagaimana pengaruh komposisi serbuk barium heksaferit dan alumina (%
wt) terhadap sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang dihasilkan?
3.
Bagaimana pengaruh suhu sintering terhadap sifat fisis dan sifat
kemagnetan pada magnet yang dihasilkan?
4.
Bagaimana mikrostruktur, sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang
dihasilkan?
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1.
Bahan magnet yang digunakan adalah serbuk barium heksaferit
(BaFe12O19) dan Alumina (Al2O3) dengan variasi komposisi 100:0,
60:40, 50:50 dan 40:60 (% wt).
2.
Suhu sintering yang digunakan 900, 950, 1000, 1050 dan 1100 0C dan
masing-masing ditahan selama 2 jam pada suhu tersebut.
19
3.
Karakterisasi : analisis mikrostruktur dengan X-Ray Diffraction (XRD)
dan Scanning Electron Microscope (SEM), pengujian sifat fisis
densitas, porositas dan shrinkage.
4.
Pengujian sifat magnet dengan Gaussmeter dan Permagraph.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Membuat magnet berbasis barium heksaferit-alumina.
2.
Mengetahui karakteristik dan sifat magnet.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini, antara lain :
1.
Diperolehnya informasi tentang pembuatan magnet berbasis barium
heksaferit - alumina dengan metode metalurgi serbuk, serta karakterisasi
mikrostruktur, sifat fisis dan sifat kemagnetan magnet yang dihasilkan.
2.
Diperolehnya material magnet dengan sifat mekanik dan sifat kemagnetan
yang lebih baik (Br, Hc, BHmaks, mikrostruktur dan sifat fisis yang baik).
3.
Diperolehnya soft magnet yang diharapkan dapat dimanfaatkan pada
media perekaman dan absorben microwave.