Pembuatan Magnet Barium Heksaferit (BaFe12O19) dengan Metode Metalurgi Serbuk dan Karakterisasinya
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12O19) DENGAN
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
DEVI HANDAYANI SAFITRI
120801008
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12O19) DENGAN
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
DEVI HANDAYANI SAFITRI
120801008
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEXAFERIT (BaFe12O19) DENGAN
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
OLEH:
Devi Handayani Safitri
NIM: 120801008
Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M.S
NIP: 195607261984032001
Ir. Muljadi, M.Sc.
NIP: 195711161983121002
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Pusat Penelitian Fisika-LIPI
Kepala,
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP: 195510301980031003
Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng.
NIP: 196204301988031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan Magnet Barium Heksaferit (BaFe12O19)
Dengan
Metode
Metalurgi
Serbuk
Dan
Karakterisasinya
Kategori
: Skripsi
Nama
: Devi Handayani Safitri
Nomor Induk Mahasiswa
: 120801008
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di:
Medan, 11 Juli 2016
Diketahui/Disetujui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP: 195510301980031003
Pembimbing,
(Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M.S)
NIP: 195607261984032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEXAFERIT (BaFe12O19)
DENGAN METODE METALURGI SERBUK DAN
KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, yang di dalamnya
terdapat beberapa kutipan dan ringkasan sebagai referensi yang masing-masing
disebutkan sumbernya.
Medan, 11 Juli 2016
Devi Handayani Safitri
120801008
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT tuhan semesta alam yang
telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Salawat beriring salam teruntuk baginda nabi
besar Muhammad SAW, nabi sejuta umat yang menjadi panutan dan teladan
untuk kita semua
Laporan Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
mencapai gelar Sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul dari tugas akhir ini : “Pembuatan
Magnet Barium Heksaferit (BaFe12O19) Dengan Metode Metalurgi Serbuk
Dan Karakterisasinya”. Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian Fisika (P2F)
Lambaga Ilmu Penelitian Indonesia (LIPI) Serpong, Tangerang Selatan.
Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari
dukungan dan bantuan orang-orang di sekeliling penulis. Maka dari itu penulis
ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS sebagai dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang
selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Bapak Drs. Syahrul
Humaidi, M.Sc selaku sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU beserta
seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU.
2. Ibu Prof. Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku pembimbing di USU yang telah
meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini.
3.
Bapak Ir. Muljadi, M.Si selaku Dosen Pembimbing selama di PPF LIPI
yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan serta banyak
meluangkan waktu untuk membimbing serta menyempurnakan tugas akhir
ini.
4. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng selaku kepala PPF Serpong serta
seluruh pegawai PPF LIPI yang telah membantu penulis dalam melakukan
Universitas Sumatera Utara
penelitian di PPF LIPI.
5. Kedua orang tua tercinta Ayahanda Syafrizal Syam dan Ibunda Rismalinar
yang telah bersusah payah, dan senantiasa memberikan nasehat, doa,
dukungan, dan perhatian yang tiada hentinya. Beserta Adik kandung dan
keluarga besar yang telah memberikan dukungan dan semangat dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
6. Sahabat-sahabat satu Angkatan Fisika FMIPA usu terkhusus “Street
Fighter” (Andi, Balyan, Dina, Eva, Fatimah, Gias, Indah, Iqbal dan Mona)
yang saling berjuang dan membantu serta saling memberikan semangat
dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Teman-teman satu ruang Firman, Hanifah, Karyaman, Mareanus, dan
Taufik dalam melakukan penelitian di PPF LIPI
8. Teruntuk teman berbagi Deni Suryanda yang selalu menyemangati,
memotivasi,
mengingatkan,
mendukung
dan
mendoakan
dalam
penyelesaian skripsi ini.
9. Seluruh anak kos 16f kak Endang dan bg Iqbal selaku ibu dan Bapak kos,
Kak Irda, serta Sari selaku adik kos yang selalu memberikan memberikan
dukungan, motivasi serta semngat yang tiada henti-hentinya dalam
penyelesaian skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BAFE12O19)
DENGAN METODE METALURGI SERBUK DAN
KARAKTERISASINYA
ABSTRAK
Pembuatan magnet permanen Barium Hexaferite dengan bahan baku BaCO 3
(murni) dan Fe2O3 (murni dan mill scale) dilakukan dengan metode metalurgi
serbuk dengan memvariasi suhu sintering: 1150 oC, 1200oC, 1250oC dan 1300oC
dengan waktu penahanan selama 1 jam. Karakterisasi meliputi: sifat fisis (densitas,
susut bakar dan porositas), sifat magnet (fluks density dan VSM) serta analisa XRD.
Dari analisa XRD fasa yang terbentuk untuk kedua jenis sampel adalah BaFe12O19
sebagai fasa dominan. Dari kurva histerisis dengan bahan baku Fe 2O3 murni dan
Fe2O3 mill scale pada pengujian VSM dapat diketahui nilai induksi remanen (σr)
17.80-20.78 emu/g, koersivitas (Hc) 118.4-158.6 kOe dan magnet saturasi (σs) 38.4545.16 emu/g. Dari karakterisasi sifat magnet, nilai fluks magnetic terbesar yaitu 381.1
G pada suhu 1150oC pada pencetakan isotropi dengan bahan murni. Dari hasil
pengukuran menunjukkan bahwa nilai densitas cenderung naik dan nilai porositas
cenderung turun. Kondisi optimum dicapai pada cetak isotropi dengan bahan murni
pada suhu sintering 1300oC. Pengaruh variasi suhu sintering cenderung menaikkan
nilai densitas dan menurunkan porositas dan sifat magnetnya.
Kata kunci: Magnet Permanen, Barium Hexaferit, Sintering, Powder Metalurgi
Serbuk
Universitas Sumatera Utara
FABRICATION OF Ba-Hexa Ferrite (BaFe12O19) MAGNETS BY
POWDER METALLURGY AND THE CHARACTERISTIC
ABSTRACT
Manufacture of permanent magnet materials Barium Hexaferrite with raw
materials BaCO3 (pure) and Fe2O3 (pure and mill scale) via metelurgi method
powder reaction by varying of the sintering temperature: 1150oC, 1200oC, 1250oC
and 1300oC with holding time for 1 hour and print isotropy and anisotropy. The
characterization include: physical properties (density, fuel and shrinkage porosity),
magnetism (flux density and VSM) and XRD analysis. XRD analysis of the phase
that is formed for both types of samples is BaFe 12O19 as dominant phase. From the
hysteresis curve with the raw material of pure Fe 2O3 and Fe2O3 mill scale on
testing the VSM can know the value of remanent induction (σ r) 17.80-20.78
emu/g, coercivity (Hc) 118.4-158.6 kOe and magnetic saturation (σs) 38.45-45.16
emu/g , Characterization of the nature magnetic, the biggest value of the magnetic
flux is 381.1 G at a temperature of 1150oC in printing isotropy with pure
ingredients. From the measurement results has showed that the density tends to
rise and porosity values tend to fall. The optimum condition is achieved on pure
ingredients with isotropy print on sintering temperature 1300 oC. The variations
effect of the sintering temperature tend to increased the density and decreased the
porosity and magnetic properties.
Keywords: Permanent Magnet, Barium Hexaferit, Sintering, Powder Metallurgy
Powder
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
x
xi
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Tempat penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
1
3
3
4
4
4
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnet
2.2 Macam-Macam Magnet
2.3 Sifat-sifat Magnet Permanen
2.3.1 Koersivitas
2.3.2 Remanen
2.3.3 Temperature Curie
2.3.4 Medan Anisotropi (HA)
2.4 Sifat Kemagnetan Bahan
2.4.1 Ferromagnetik
2.4.2 Ferrimagnetik
2.4.3 Paramagnetik
2.4.4 Diamagnetik
2.5 Kurva Histerisis
2.6 Barium Hexaferit
2.7 Karakterisasi Magnet Permanen
2.7.1 Densitas dan Porositas
2.7.2 Uji Difraksi Sinar X
2.7.3 Vibrating Sampel Magnetometer
2.7.4 Flux Density
6
7
8
8
8
8
9
9
9
10
10
10
11
13
15
15
16
17
19
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Bahan
3.2.2 Alat
3.3 Variabel Eksperimen
3.3.1 Variabel Penelitian
3.3.2 Variabel Percobaan yang akan diuji
3.4 Diagram Alir Penelitian
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Pencampuran Bahan Baku
3.5.2 Proses Pengeringan
3.5.3 Proses Kalsinasi
3.5.4 Milling dengan Menggunakan High Energy Milling (HEM)
3.5.5 Pembuatan Sampel Uji
3.5.6 Sintering
3.6 Pengujian
3.6.1 Sifat Fisis
3.6.1.1 Densitas, Susut Bakar dan Porositas
3.6.2 Sifat Magnet
3.6.3 Difraksi Sinar X (X-Ray Diffraction)
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Karakterisasi Struktur Kristal Dengan Menggunakan XRD
(X-Ray Diffraction)
4.1.1 Sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 murni
4.1.2 Sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 mill sacle
4.2 Hasil Analisa Magnetik Dengan Menggunakan VSM (Vibrating
Sampel Magnetometer)
4.3 Karakterisasi Sifat Fisis
4.3.1 True Density
4.3.2 Bulk Density
4.3.3 Susut Bakar
4.3.4 Porositas
4.4 Karakterisasi Sifat Magnet
4.4.1 Fluks Magnetik
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
20
20
20
20
20
20
22
22
22
23
24
24
25
25
25
26
26
27
27
27
28
29
31
31
33
35
37
37
38
41
43
45
45
49
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Lampiran
50
L1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
3.1
Komposisi bahan baku magnet Barium Ferrite
24
4.1
Puncak-puncak difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3
32
murni
4.2
Puncak-puncak difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3
34
mill scale
4.3
Nilai perbandingan uji VSM BaFe12O19 dari Fe2O3
36
murni dengan Fe2O3 mill scale
4.4
Nilai densitas dari Sampel BaFe12O19 yang dicetak
38
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.5
Nilai densitas dari Sampel BaFe12O19 yang dicetak
39
secara Ansotropi dengan variasi suhu sintering
4.6
Nilai Susut Bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
41
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.7
Nilai Susut Bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
42
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.8
Nilai Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
43
Isotropis dengan variasi suhu sintering
4.9
Nilai Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
44
Anisotropis dengan variasi suhu sintering
4.10
Nilai Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
45
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.11
Nilai Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
47
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
2.1
Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik
9
2.2
Momen Magnetik Dari Sifat Ferrimagnetik
10
2.3
Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik
10
2.4
Kurva Induksi Normal
11
2.5
Kurva Histerisis
11
2.6
Histeris material magnet
12
2.7
Struktur kristal BaO.6Fe2O3
14
2.8
Geometri sebuah Difraktometer sinar –X
16
2.9
Komponen Vibrating Sampel Magnetometer (VSM)
18
2.10
Garis gaya magnet
19
3.1
Prinsip Kerja HEM (High Energy Milling)
25
3.2
Prinsip Kerja XRD
30
4.1
Pola Difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 Murni
31
yang dihasilkan
4.2
Identifikasi fasa pola difraksi sampel BaFe12O19 dari
32
Fe2O3 Murni yang dihasilkan
4.3
Pola Difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 Mill Scale
33
yang dihasilkan
4.4
Identifikasi fasa pola difraksi sampel BaFe12O19 dari
34
Fe2O3 Mill sacle yang dihasilkan
4.5
Kurva Histerisis BaFe12O19 dari Fe2O3 Murni dan
36
Mill Scale yang dihasilkan
4.6
Kurva densitas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
39
Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.7
Kurva densitas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
40
Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.8
Kurva susut bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
41
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Tabel
4.9
Judul
Halaman
Kurva susut bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
42
secara Ansotropi dengan variasi suhu sintering
4.10
Kurva Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak
43
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.11
Kurva Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak
44
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.12
Kurva Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
46
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.13
Kurva Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
47
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Universitas Sumatera Utara
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
DEVI HANDAYANI SAFITRI
120801008
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12O19) DENGAN
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
DEVI HANDAYANI SAFITRI
120801008
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEXAFERIT (BaFe12O19) DENGAN
METODE METALURGI SERBUK DAN KARAKTERISASINYA
OLEH:
Devi Handayani Safitri
NIM: 120801008
Disetujui Oleh:
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M.S
NIP: 195607261984032001
Ir. Muljadi, M.Sc.
NIP: 195711161983121002
Diketahui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
Pusat Penelitian Fisika-LIPI
Kepala,
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP: 195510301980031003
Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng.
NIP: 196204301988031001
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan Magnet Barium Heksaferit (BaFe12O19)
Dengan
Metode
Metalurgi
Serbuk
Dan
Karakterisasinya
Kategori
: Skripsi
Nama
: Devi Handayani Safitri
Nomor Induk Mahasiswa
: 120801008
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di:
Medan, 11 Juli 2016
Diketahui/Disetujui Oleh:
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,
(Dr. Marhaposan Situmorang)
NIP: 195510301980031003
Pembimbing,
(Prof. Dr. Zuriah Sitorus, M.S)
NIP: 195607261984032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEXAFERIT (BaFe12O19)
DENGAN METODE METALURGI SERBUK DAN
KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, yang di dalamnya
terdapat beberapa kutipan dan ringkasan sebagai referensi yang masing-masing
disebutkan sumbernya.
Medan, 11 Juli 2016
Devi Handayani Safitri
120801008
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT tuhan semesta alam yang
telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir ini. Salawat beriring salam teruntuk baginda nabi
besar Muhammad SAW, nabi sejuta umat yang menjadi panutan dan teladan
untuk kita semua
Laporan Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
mencapai gelar Sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara. Adapun judul dari tugas akhir ini : “Pembuatan
Magnet Barium Heksaferit (BaFe12O19) Dengan Metode Metalurgi Serbuk
Dan Karakterisasinya”. Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian Fisika (P2F)
Lambaga Ilmu Penelitian Indonesia (LIPI) Serpong, Tangerang Selatan.
Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari
dukungan dan bantuan orang-orang di sekeliling penulis. Maka dari itu penulis
ingin menyampaikan rasa terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS sebagai dekan Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang
selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Bapak Drs. Syahrul
Humaidi, M.Sc selaku sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU beserta
seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU.
2. Ibu Prof. Dr. Zuriah Sitorus, MS selaku pembimbing di USU yang telah
meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini.
3.
Bapak Ir. Muljadi, M.Si selaku Dosen Pembimbing selama di PPF LIPI
yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayaan serta banyak
meluangkan waktu untuk membimbing serta menyempurnakan tugas akhir
ini.
4. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng selaku kepala PPF Serpong serta
seluruh pegawai PPF LIPI yang telah membantu penulis dalam melakukan
Universitas Sumatera Utara
penelitian di PPF LIPI.
5. Kedua orang tua tercinta Ayahanda Syafrizal Syam dan Ibunda Rismalinar
yang telah bersusah payah, dan senantiasa memberikan nasehat, doa,
dukungan, dan perhatian yang tiada hentinya. Beserta Adik kandung dan
keluarga besar yang telah memberikan dukungan dan semangat dalam
penyelesaian Tugas Akhir ini.
6. Sahabat-sahabat satu Angkatan Fisika FMIPA usu terkhusus “Street
Fighter” (Andi, Balyan, Dina, Eva, Fatimah, Gias, Indah, Iqbal dan Mona)
yang saling berjuang dan membantu serta saling memberikan semangat
dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Teman-teman satu ruang Firman, Hanifah, Karyaman, Mareanus, dan
Taufik dalam melakukan penelitian di PPF LIPI
8. Teruntuk teman berbagi Deni Suryanda yang selalu menyemangati,
memotivasi,
mengingatkan,
mendukung
dan
mendoakan
dalam
penyelesaian skripsi ini.
9. Seluruh anak kos 16f kak Endang dan bg Iqbal selaku ibu dan Bapak kos,
Kak Irda, serta Sari selaku adik kos yang selalu memberikan memberikan
dukungan, motivasi serta semngat yang tiada henti-hentinya dalam
penyelesaian skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BAFE12O19)
DENGAN METODE METALURGI SERBUK DAN
KARAKTERISASINYA
ABSTRAK
Pembuatan magnet permanen Barium Hexaferite dengan bahan baku BaCO 3
(murni) dan Fe2O3 (murni dan mill scale) dilakukan dengan metode metalurgi
serbuk dengan memvariasi suhu sintering: 1150 oC, 1200oC, 1250oC dan 1300oC
dengan waktu penahanan selama 1 jam. Karakterisasi meliputi: sifat fisis (densitas,
susut bakar dan porositas), sifat magnet (fluks density dan VSM) serta analisa XRD.
Dari analisa XRD fasa yang terbentuk untuk kedua jenis sampel adalah BaFe12O19
sebagai fasa dominan. Dari kurva histerisis dengan bahan baku Fe 2O3 murni dan
Fe2O3 mill scale pada pengujian VSM dapat diketahui nilai induksi remanen (σr)
17.80-20.78 emu/g, koersivitas (Hc) 118.4-158.6 kOe dan magnet saturasi (σs) 38.4545.16 emu/g. Dari karakterisasi sifat magnet, nilai fluks magnetic terbesar yaitu 381.1
G pada suhu 1150oC pada pencetakan isotropi dengan bahan murni. Dari hasil
pengukuran menunjukkan bahwa nilai densitas cenderung naik dan nilai porositas
cenderung turun. Kondisi optimum dicapai pada cetak isotropi dengan bahan murni
pada suhu sintering 1300oC. Pengaruh variasi suhu sintering cenderung menaikkan
nilai densitas dan menurunkan porositas dan sifat magnetnya.
Kata kunci: Magnet Permanen, Barium Hexaferit, Sintering, Powder Metalurgi
Serbuk
Universitas Sumatera Utara
FABRICATION OF Ba-Hexa Ferrite (BaFe12O19) MAGNETS BY
POWDER METALLURGY AND THE CHARACTERISTIC
ABSTRACT
Manufacture of permanent magnet materials Barium Hexaferrite with raw
materials BaCO3 (pure) and Fe2O3 (pure and mill scale) via metelurgi method
powder reaction by varying of the sintering temperature: 1150oC, 1200oC, 1250oC
and 1300oC with holding time for 1 hour and print isotropy and anisotropy. The
characterization include: physical properties (density, fuel and shrinkage porosity),
magnetism (flux density and VSM) and XRD analysis. XRD analysis of the phase
that is formed for both types of samples is BaFe 12O19 as dominant phase. From the
hysteresis curve with the raw material of pure Fe 2O3 and Fe2O3 mill scale on
testing the VSM can know the value of remanent induction (σ r) 17.80-20.78
emu/g, coercivity (Hc) 118.4-158.6 kOe and magnetic saturation (σs) 38.45-45.16
emu/g , Characterization of the nature magnetic, the biggest value of the magnetic
flux is 381.1 G at a temperature of 1150oC in printing isotropy with pure
ingredients. From the measurement results has showed that the density tends to
rise and porosity values tend to fall. The optimum condition is achieved on pure
ingredients with isotropy print on sintering temperature 1300 oC. The variations
effect of the sintering temperature tend to increased the density and decreased the
porosity and magnetic properties.
Keywords: Permanent Magnet, Barium Hexaferit, Sintering, Powder Metallurgy
Powder
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii
x
xi
xiii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Tempat penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
1
3
3
4
4
4
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Magnet
2.2 Macam-Macam Magnet
2.3 Sifat-sifat Magnet Permanen
2.3.1 Koersivitas
2.3.2 Remanen
2.3.3 Temperature Curie
2.3.4 Medan Anisotropi (HA)
2.4 Sifat Kemagnetan Bahan
2.4.1 Ferromagnetik
2.4.2 Ferrimagnetik
2.4.3 Paramagnetik
2.4.4 Diamagnetik
2.5 Kurva Histerisis
2.6 Barium Hexaferit
2.7 Karakterisasi Magnet Permanen
2.7.1 Densitas dan Porositas
2.7.2 Uji Difraksi Sinar X
2.7.3 Vibrating Sampel Magnetometer
2.7.4 Flux Density
6
7
8
8
8
8
9
9
9
10
10
10
11
13
15
15
16
17
19
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Bahan
3.2.2 Alat
3.3 Variabel Eksperimen
3.3.1 Variabel Penelitian
3.3.2 Variabel Percobaan yang akan diuji
3.4 Diagram Alir Penelitian
3.5 Prosedur Penelitian
3.5.1 Pencampuran Bahan Baku
3.5.2 Proses Pengeringan
3.5.3 Proses Kalsinasi
3.5.4 Milling dengan Menggunakan High Energy Milling (HEM)
3.5.5 Pembuatan Sampel Uji
3.5.6 Sintering
3.6 Pengujian
3.6.1 Sifat Fisis
3.6.1.1 Densitas, Susut Bakar dan Porositas
3.6.2 Sifat Magnet
3.6.3 Difraksi Sinar X (X-Ray Diffraction)
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Karakterisasi Struktur Kristal Dengan Menggunakan XRD
(X-Ray Diffraction)
4.1.1 Sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 murni
4.1.2 Sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 mill sacle
4.2 Hasil Analisa Magnetik Dengan Menggunakan VSM (Vibrating
Sampel Magnetometer)
4.3 Karakterisasi Sifat Fisis
4.3.1 True Density
4.3.2 Bulk Density
4.3.3 Susut Bakar
4.3.4 Porositas
4.4 Karakterisasi Sifat Magnet
4.4.1 Fluks Magnetik
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
20
20
20
20
20
20
22
22
22
23
24
24
25
25
25
26
26
27
27
27
28
29
31
31
33
35
37
37
38
41
43
45
45
49
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Lampiran
50
L1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
3.1
Komposisi bahan baku magnet Barium Ferrite
24
4.1
Puncak-puncak difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3
32
murni
4.2
Puncak-puncak difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3
34
mill scale
4.3
Nilai perbandingan uji VSM BaFe12O19 dari Fe2O3
36
murni dengan Fe2O3 mill scale
4.4
Nilai densitas dari Sampel BaFe12O19 yang dicetak
38
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.5
Nilai densitas dari Sampel BaFe12O19 yang dicetak
39
secara Ansotropi dengan variasi suhu sintering
4.6
Nilai Susut Bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
41
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.7
Nilai Susut Bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
42
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.8
Nilai Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
43
Isotropis dengan variasi suhu sintering
4.9
Nilai Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
44
Anisotropis dengan variasi suhu sintering
4.10
Nilai Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
45
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.11
Nilai Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
47
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Tabel
Judul
Halaman
2.1
Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik
9
2.2
Momen Magnetik Dari Sifat Ferrimagnetik
10
2.3
Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik
10
2.4
Kurva Induksi Normal
11
2.5
Kurva Histerisis
11
2.6
Histeris material magnet
12
2.7
Struktur kristal BaO.6Fe2O3
14
2.8
Geometri sebuah Difraktometer sinar –X
16
2.9
Komponen Vibrating Sampel Magnetometer (VSM)
18
2.10
Garis gaya magnet
19
3.1
Prinsip Kerja HEM (High Energy Milling)
25
3.2
Prinsip Kerja XRD
30
4.1
Pola Difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 Murni
31
yang dihasilkan
4.2
Identifikasi fasa pola difraksi sampel BaFe12O19 dari
32
Fe2O3 Murni yang dihasilkan
4.3
Pola Difraksi sampel BaFe12O19 dari Fe2O3 Mill Scale
33
yang dihasilkan
4.4
Identifikasi fasa pola difraksi sampel BaFe12O19 dari
34
Fe2O3 Mill sacle yang dihasilkan
4.5
Kurva Histerisis BaFe12O19 dari Fe2O3 Murni dan
36
Mill Scale yang dihasilkan
4.6
Kurva densitas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
39
Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.7
Kurva densitas sampel BaFe12O19 yang dicetak secara
40
Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.8
Kurva susut bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
41
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
Nomor
Tabel
4.9
Judul
Halaman
Kurva susut bakar sampel BaFe12O19 yang dicetak
42
secara Ansotropi dengan variasi suhu sintering
4.10
Kurva Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak
43
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.11
Kurva Porositas sampel BaFe12O19 yang dicetak
44
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
4.12
Kurva Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
46
secara Isotropi dengan variasi suhu sintering
4.13
Kurva Fluks magnetik sampel BaFe12O19 yang dicetak
47
secara Anisotropi dengan variasi suhu sintering
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Lampiran 2
Lampiran 3
Universitas Sumatera Utara