Pengaruh Waktu Milling Terhadap Sifat Fisis, Sifat Magnet Dan Struktur Kristal Pada Magnet Barium Heksaferit

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS,
SIFAT MAGNET DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET
BARIUM HEKSAFERIT

SKRIPSI

EKA F RAHMADHANI
130801041

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS,
SIFAT MAGNET DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET
BARIUM HEKSAFERIT


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains

EKA F RAHMADHANI
130801041

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

LEMBAR PENGESAHAN

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNET
DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET BARIUM HEKSAFERIT


OLEH:

EKA F RAHMADHANI
NIM : 130801041

DisetujuiOleh:
KomisiPembimbing

Pembimbing 1,

Pembimbing 2,

(Prof. Dr Timbangen Sembiring M.Sc)(Ir. Muljadi, M.Si)
NIP: 196212231991031002
NIP: 195711161983121002

Diketahui Oleh:

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua,

Pusat Penelitian Fisika-Lipi
Kepala,

( Dr. Perdinan Sinuhaji, MS)(Dr.Bambang Widiyatmoko, M. Eng)
NIP: 195903101987031002
NIP : 196204301988031001

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: Pengaruh Waktu Milling Terhadap Sifat Fisis, Sifat Magnet
Dan Struktur Kristal Pada Magnet Barium Heksaferit
Kategori
: Skripsi
Nama

: Eka F Rahmadhani
Nomor Induk Siswa : 130801041
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam(FMIPA)
Universitas SumateraUtara

Disetujui di
Medan, Juli 2017

Diketahui/ disetujui oleh :
Pembimbing 1,

Pembimbing 2,

(Prof. Dr. Timbangen Sembiring M.Sc )(Ir. Muljadi, M.Si)
NIP: 196212231991031002

NIP: 195711161983121002

Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,

( Dr. Perdinan Sinuhaji, MS)
NIP: 195903101987031002

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT
MAGNET DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET BARIUM
HEKSAFERIT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.


Medan, Juli 2017

Eka F Rahmadhani
130801041

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT
MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET PERMANEN
BARIUM HEKSAFERIT

ABSTRAK

Telah dilakukan pembuatan Magnet Barium Heksaferit dengan bahan baku serbuk
BaFe 12 O 19 komersil. Serbuk barium heksaferit di milling dengan variasi waktu 3
jam, 6 jam, 12 jam, dan 24 jam menggunakan HEM (High Energy Milling). Bahan
kemudian dikeringkan pada suhu 100℃ selama 24 jam. Selanjutnya serbuk digerus
menggunakan hand mortar, setelah serbuk menjadi halus, ukuran partikel serbuk
dikarakterisasi menggunakan Particle Size Analysis (PSA). Dari hasil pengujian PSA

diperoleh nilai partikel yang cenderung naik, tetapi pada waktu milling 24 jam, nilai
partikel cenderung menurun, hal itu disebabkan karena terlalu lama waktu milling
maka terjadi penggumpalan (aglomerasi). Kemudian serbuk BaFe 12 O 19 diukur
densitas serbuk menggunakan Pycnometer. Dari pengukuran densitas serbuk
diperoleh nilai yang cenderung naik, tetapi saat waktu milling 24 jam nilai densitas
serbuk cenderung menurun akibat aglomerasi. Kemudian serbuk dikarakterisasi
menggunakan X-Ray Diffraction (XRD). Dari pola XRD diperoleh fasa dominan
BaFe 12 O 19 dan fasa minor Fe pada serbuk hasil milling 3 jam, dan diperoleh fasa
dominan Fe dan fasa minor BaFe 12 O 19 pada serbuk hasil milling 6 jam, 12 jam dan
24 jam, hal ini disebabkan karena rontoknya bola-bola besi pada saat waktu milling
berlangsung. Kemudian serbuk dikarakterisasi menggunakan VSM (Vibrating
Sample Magnetizer) dan diperoleh sifat magnetik permanen, sifat magnetik saturasi,
remanensi, koersivitas dan energi produk yang cenderung menurun. Dari hasil VSM
dapat dilihat bahwa hasil milling 3 jam memiliki sifat magnetik terbaik, kemudian
dilakukan kompaksi dan sintering dengan variasi temperatur 900℃, 1000℃, 1100℃,
dan 1200℃ pada serbuk BaFe 12 O 19 dengan waktu milling 3 jam. Dari Hasil sintering
dengan variasi suhu diperoleh bulk density yang cenderung naik dan nilai fluks
magnetik yang terbaik diperoleh pada suhu sintering 1100℃.

Kata kunci : Barium heksaferit, sifat fisis, sifat magnetik, struktur kristal, waktu

milling.

Universitas Sumatera Utara

EFFECT OF MILLING TIME ON PHYSICAL PROPERTIES, MAGNETIC
PROPERTIES, AND CRYSTAL STRUCTURE ON BARIUM
HEXAFERRITE MAGNET

ABSRACT

Barium hexaferrite magnet has been made with BaFe 12 O 19 comercial powder raw
material. Barium hexaferrite powder in milling with variations of time 3 hours, 6
hours, 12 hours and 24 hours using HEM (High Energy Milling). Then the sample
was dried at 100℃ for 24 hours. Then the sample was crushed using hand mortar.
After a fine sample measured particle size using PSA (Particle Size Analysis). From
the results of testing PSA obtained values of particles that tend to rise, but at 24
hours milling value of the particles tends to decrease due to the occurrrence of
aglomeration. Then measured powder density using pycnometer. Of powder density
measurements obtained values tend to rise, but when the milling 24 hours density
value tends to decrease due to aglomeration. Then the powder is characterized using

X-Ray Diffraction. From the XRD pattern, the dominant phase of BaFe 12 O 19 and Fe
minor phase in the 3 hours milling powder was obtained, and the dominant phase of
Fe and the minor phase of BaFe 12 O 19 on the powder of milling 6 hours, 12 hour, and
24 hours, This is due the loss of iron ball during milling process. Then powder in
characterization using VSM (Vibrating Sample Magnetizer) and obtained remanent
magnetic properties, saturation magnetic properties, remanence, coercivity and
product energy that tend. From VSM results can be seen that the result of 3 hours
milling has the best magnetic properties, then compacted and sintered with variations
of temperature 900℃, 1000℃, 1100℃, dan 1200℃ on the millingresult 3 hours.
From result with temperature variation obtained by bulk density which tends to rise
and best magnetic flux value obtained at 1100 temperature.

Keywords : Barium hexaferrite, physical properties, magnetic properties, crystal
structure, milling time.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman
PERSETUJUAN


i

PERNYATAAN

ii

PENGHARGAAN

iii

ABSTRAK

v

ABSTRACT

vi

DAFTAR ISI


vii

DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

1

BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang

1

1.2 Rumusan Masalah

2

1.3 Batasan Masalah

3

1.4 Tujuan Penelitian

3

1.5 Manfaat Penelitian

4

1.6 Tempat dan Waktu Penelitian

4

1.7 Sistematika Penulisan

4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 Pengertian Magnet

6

2.2 Medan Magnetik 7
2.3 Sifat-sifat magnet permanen
2.3.1 koersivitas

10
10

2.3.2 remanensi10

Universitas Sumatera Utara

2.3.3 Temperatur curie
2.3.4 Medan anistropi
2.4Bahan Magnetik

11

2.4.1Bahan diagmatik
2.4.2 Bahan paramagnetik
2.4.3 Bahan Ferromagnetik
2.4.4 Anti Ferromagnetik
2.4.5 Bahan Ferrimagnetik
2.5Material magnet Lunak dan Keras

12

2.5.1 Magnet lunak(soft magnetic)

13

2.5.2 Magnet keras (hard magnetik)

14

2.6Magnet Keramik
2.7Mechanical Milling 16
2.7.1 Tipe Milling

16

2.7.2 Bahan Baku

17

2.7.3 Bola Giling 17
2.7.4 Wadah Penggilingan
2.7.5 Kecepatan Milling
2.7.6 Waktu Milling
2.8 Proses Kompaksi (penekanan)

19

2.9 Proses Sintering
2.10 Karakterisasi Material Magnet

20

2.10.1 Sifat Fisis 20
2.10.2 XRD (X-Ray Diffraction)

22

2.10.3 PSA (Particle Size Analysis)
2.10.4 VSM (Vibrating Sample Magnetometer)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

28

29
30

3.1.1 Tempat Penelitian

30

3.1.2 Waktu Penelitian

30

Universitas Sumatera Utara

3.2 Alat dan Bahan

30

3.2.1 Bahan

30

3.2.2 Alat

30

3.3 Variabel Eksperimen

31

3.4 Diagram Alir Penelitian

33

3.5Prosedur Penelitian

34

3.5.1 Penentuan komposisi serbuk

34

3.5.2 Proses Milling

34

3.6Pengujian

34

3.6.1 Sifat fisis 35
3.6.2 Karakterisasi Serbuk

35

3.6.3 Analisa struktur kristal

36

3.6.4 Analisa sifat magnet

36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

38

4.1 Karakterisasi Sifat Fisis

38

4.1.1 Densitas serbuk

38

4.2 Analisa ukuran diameter partikel serbuk BaFe 12 O 19

39

4.3 Analisa Struktur Kristal serbuk Magnet BaFe 12 O 19

40

4.3.1 Pengujian XRD

40

4.4 Karakterisasi sifat magnet dengan VSM

42

4.5 Densitas Bulk BaFe 12 O 19

44

4.6 Pengujian kuat medan magnet dengan Gaussmeter

45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

47

5.1 Kesimpulan

47

5.2 Saran

47

DAFTAR PUSTAKA

48

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

Tabel
1. Hasil Pengujian densitas serbuk BaFe 12 O 19

38

2. Hasil Pengukuran PSA untuk serbuk BaFe 12 O 19

39

3. Besaran magnetisasi dan medan magnet dengan pengaruh
waktu milling

42

4. Hasil pengujian Densitas Bulk magnet BaFe 12 O 19

44

5. Hasil Pengukuran Kuat medan magnet serbuk BaFe 12 O 19

45

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

Gambar
1. Momen Magnetik dari sifat paramagnetik

9

2. Momen Magnetik dari sifat Ferromagnetik

10

3. Arah domain dalam bahan ferromagnetik

10

4. Arah domain dalam bahan anti ferrimagnetik

11

5. Kurva Histerisis Magnet Lunak

12

6. Kurva Histerisis Magnet Keras

13

7. Struktur Kristal

15

8. Diagram Alir Penelitian

33

9. Grafik Densitas serbuk dari setiap waktu milling

38

10. Grafik Hasil Pengukuran PSA

40

11. Grafik Hasil Pengujian XRD

41

12. Kurva Histerisis serbuk BaFe12 O 19

42

13. Grafik Densitas Bulk BaFe 12 O 19

40

14. Grafik Fluks Magnetik terhadap Suhu Sintering dengan
waktu milling 3 jam

45

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Nomor

Judul

Halaman

Lamp
1. Peralatan dan Bahan Penelitian

51

2. Data – Data Hasil Pengukuran Densitas

54

3. Data Hasil Vibrating Sample Magneo

58

Universitas Sumatera Utara