BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Pasir Besi

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Pasir Besi merupakan salah satu sumber daya alam yang dapat dimanfaatkan
agar memiliki nilai jual yang optimal. Pasir besi memiliki mineral-mineral
magnetik seperti magnetit (Fe3O4), hematit (α-Fe2O3) dan maghemit (γ-Fe2O3).
Ketiga mineral tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan
magnet permanen.
Magnet ferit mempunyai sifat mekanik yang kuat dan tidak mudah terkorosi
dengan tingkat kestabilan terhadap pengaruh medan luar serta temperatur yang cukup
baik. Penelitian magnet permanen ferit yang telah banyak dikaji yaitu barium
hexaferrite yang termasuk dalam ferit keras (Nur, dkk, 2014).
Barium Heksaferrit dapat disintesis dengan beberapa metode seperti
kristalisasi gas, presipitasi hidrotermal, sol-gel, aerosol, pemaduan mekanik dan
kopresipitasi. Sifat magnetik, terutama koersivitas pada magnet permanen sangat
tergantung pada ukuran butir .
Bahan magnet dengan koersivitas yang tinggi, cenderung memiliki kristalit
lebih kecil dari domain magnetik (sekitar 1µm). Untuk pengolahan bahan-bahan
tersebut beberapa metode telah dikembangkan, diantaranya kristalisasi dari kaca,
mekano-kimia, metalurgi serbuk (mechanical alloying) dan mekanik paduan. Pada
metoda paduan mekanik, bahan yang digunakan adalah serbuk BaFe12O19 dan
Al2O3. Proses ini terdiri dari dua tahap yaitu penggilingan (milling) dan annealing
(ferritization). Pada umumnya penggilingan ini dilakukan di dalam jar mill
dengan media air, agar diperoleh distribusi ukuran partikel yang lebih homogen,
melindungi terjadinya aglomerasi dan adhesi. Distribusi yang homogen dari partikel
tersebut setelah penggilingan (milling) merupakan faktor penting yang mempengaruhi
proses ferritization dan sifat magnetik setelah dimagnetisasi. Adapun fungsi
penambahan bahan logam dalam pembuatan magnet barium heksaferit agar terjadinya
Universitas Sumatera Utara
perubahan bentuk dari hard magnetic (H=+10 kAm) menjadi soft magnetic (H=10kAm). Sifat
bahan
ini mempunyai
permeabilitas,
hambatan
jenis,
dan
konduktivitas yang tinggi serta koersivitas yang rendah. Sifat-sifat inilah yang
dibutuhkan sehingga bahan tersebut dapat dijadikan sebagai absorber (Siregar,
Seri D, 2013).
BaFe12O19 merupakan material magnetik yang sangat diminati dalam
pembuatan magnet permanen. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya beredar
magnet permanen dari bahan barium heksaferit di pasar magnet dunia. Beberapa
kelebihan meterial ferrimagnetik ini adalah memiliki saturasi magnetik (78
emu/g), temperatur Currie yang tinggi (450oC) dan koersivitas tinggi (6700 Oe).
Selain itu material tersebut juga tahan terhadap korosi dan memiliki sifat resistivitas
yang tinggi dan bervariasi antara 10-5 Ωm hingga 109 Ωm yang bergantung pada
komposisi dan strukturnya serta stabilitas kimia yang baik. Dalam penelitian ini
digunakan bahan aditif Alumina (Al2O3) yang ditambahkan ke dalam barium
heksaferit. Karena alumina adalah senyawa yang terdiri dari aluminium dan oksigen,
sehingga alumina disebut juga senyawa oksida logam.
Alumina (Al2O3) yang sering digunakan umumnya mempunyai fasa Corondum
(α - Al2O3) dengan struktur tumpukan heksagonal (Hexagonal Closed Packed, HCP)
karena merupakan bentuk struktur yang paling stabil sampai suhu tinggi. Keunggulan
alumina antara lain: mempunyai titik lebur yang tinggi (2050oC), stabil digunakan
hingga suhu 1700oC, kekuatan mekaniknya tinggi, keras, penghantar panas yang baik,
sebagai isolator listrik dan tahan terhadap korosi (Kaston Sijabat, 2007).
Komposisi bahan baku dan aditif mencirikan keadaan yang original sehingga
dapat dibedakan terhadap faktor penyusutan dan beberapa sifat fisisnya setelah
dicampur dengan variasi penambahan aditifnya (0%, 1%, 3%, 5% dan 7% wt), yang
meliputi perubahan porositas, densitas, kekerasan dan perubahan mikrostrukturnya.
Kekuatan magnet sangat ditentukan oleh ukuran butir, jenis dan fasa butir, temperature
pembakaran, pembentukan dan sebagainya.
Penambahan bahan campuran dapat memberi pengaruh yang besar terhadap
kenaikan maupun penurunan kekuatannya, hal ini bergantung pada jenis bahan baku
Universitas Sumatera Utara
dan bahan paduannya. Dalam penelitian ini, variasi komposisi yang digunakan adalah
0%, 1%, 3%, 5% dan 7%wt karena diharapkan magnet yang terbaik dengan
keunggulannya yaitu : keras, kuat, tahan suhu tinggi dan menghasilkan magnet
keramik bukan komposit.
Pembuatan magnet keramik dapat dilakukan dengan dua metoda yaitu isotropi
dan anisotropi. Pada pembuatan magnet secara isotropi adalah dengan proses
cetak kering, dengan bahan aditif polyvinil alkohol (PVA) sebagai perekatnya dan
kemudian tanpa dilakukan orientasi partikel dengan menggunakan medan magnet.
Sedangkan
pada
proses
anisotropi,
dimana
dalam
pembuatan magnetnya
digunakan orientasi partikel dengan medan magnet dan pada pembentukannya
ditambahkan bahan perekat PVA (Spaldin, Nicola, 2011).
Material magnet berbahan dasar ferit juga sangat efektif untuk
absorber
elektromagnet frekuensi Ultra tinggi seperti pada frekuensi radar yang bekerja pada
frekuensi ratusan MHz hingga GHz. Sehingga dengan berbagai sifat yang dimiliki,
ferit mampu mereduksi daya dan intensitas radiasi pada radar (Radar Cross Saction
Reduction (RCSR) (Mirabel, 2002).
Prinsip kerja ferit sebagai material absorber adalah dapat meminimalisasi
bahkan menghilangkan intensitas dan daya radiasi yang dipantulkan oleh radar.
Dengan kemampuan ini material magnet ferit sering dimanfaatkan sebagai salah
satu material anti deteksi radar (Simbolon, Silviana, 2013).
Salah satu aplikasi material magnet permanen barium heksaferit yang menjadi
perhatian saat ini adalah sebagai alat penyerap gelombang mikro (RAM). Hal ini
karena sifat istrik dan magnetik dari material ferrimagnetik ini sangat mendukung
dalam aplikasi tersebut, yaitu memiliki permeabilitas dan resistivitas yang tinggi
(Silviana, dkk, 2013).
Universitas Sumatera Utara
1.2
RUMUSAN MASALAH
Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Pengaruh aditif Al2O3 terhadap green body density, bulk density, porositas
dari BaFe12O19
2. Pengaruh aditif Al2O3 terhadap fluks density dan kurva histeresis dari
BaFe12O19
3. Pengaruh aditif Al2O3 terhadap mikrostruktur dari BaFe12O19 (X-Ray
Diffraction dan Optical Microscope)
1.3
BATASAN MASALAH
Penelitian ini memiliki batasan masalah, meliputi:
1. Variasi komposisi Al2O3 : 0, 1, 3, 5, 7 (% wt)
2. Waktu milling 12 dan 36 jam
Magnetic Field Press
: 30 kgf/cm2 (8 kG)
Temperatur sintering 1100oC (2 h)
3. Pengujian : Green Body Density, Bulk Density, Porositas, Magnetic Flux
Density, XRD, OM, Permagraph
1.4
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui sifat fisis dari BaFe12O19 setelah penambahan aditif Al2O3
2. Mengetahui sifat magnet dari BaFe12O19 setelah penambahan aditif Al2O3
3. Mengetahui mikrostruktur dari Barium Hexaferrite (BaFe12O19) setelah
penambahan aditif Al2O3
1.5
MANFAAT PENELITIAN
Dari penelitian ini diharapkan dapat :
1. Memberikan informasi pembuatan Barium Heksaferit dengan aditif Al2O3.
2. Menjadi referensi bagi peneliti selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
1.6
SISTEMATIKA PENULISAN
Bab I Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan
diteliti, rumusan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses
pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
Bab III Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan yang digunakan dalam
penelitian ini, diagram alir penelitian, dan prosedur penelitian.
Bab IV Metode Pengujian dan Analisa Data
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh
dari penelitian.
Bab V Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan
memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara