BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Bahan magnet

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Bahan magnet permanen telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang.
Penggunaan gelombang elektromagnetik telah meluas diberbagai bidang antara lain
telekomunikasi, militer maupun sipil. Pesatnya peningkatan
serta kecenderungan
pergesaran frekuensi ke ranah Gigahertz (GHz) menjadikan material
penyerap
gelombang (microwave absorber) sebagai topik penting. Pengembangan material
penyerap gelombang terpusat pada dua hal yakni sebagai penangkal interferensi
gelombang
elektromagnetik
(Electromagnetic
Interference/EMI)
dan
sebagai
(Radar Absorbing Material / RAMs) (Siregar,Seri D, 2013).
Ferit berbasis bahan magnetik, terutama BaFe O dan SrFe O adalah bahan awal
yang paling banyak digunakan sebagai magnet permanen. Hal tersebut disebabkan
karena kedua bahan tersebut memiliki stabilitas kimia yang sangat baik dan relatif
murah untuk diproduksi. Sifat magnetik, terutama koersivitas pada magnet permanen,
sangat tergantung pada ukuran butir. Bahan koersivitas tinggi memiliki kristalit lebih
kecil dari domain magnetik (sekitar 1
). Demikian juga halnya
pada produk
keramik paduan BaFe12O19 dengan Al2O3 yang mempunyai sifat fisis antara lain
densitas (bulk density), porositas (porosity), shrinkage yang erat kaitannya dengan
komposisi bahan, ukuran butir bahan, cara memproses, temperatur sintering, dan
waktu pembakaran (Siregar,Seri D, 2013).
Keramik Al2O3 umumnya mempunyai fase corundum (α- Al2O3) dengan struktur
tumpukan padat hexagonal (Hexagonal Closed Packed, HCP). Keunggulan Alumina
antara lain mempunyai titik leleh tinggi (20500C), stabil hingga temperature 17000C,
kekuatan mekanik yang tinggi, keras, penghantar panas yang baik, sebagai isolator
listrik dan tahan terhadap korosi (Syahwin, 2008).
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan magnet permanen berbasis keramik
magnet BaFe12O19 yang nantinya dapat diaplikasi untuk kebutuhan elektronik.
(Kharismayanti, 2013).
Pada penelitian ini pembuatan magnet permanen berbasis Barium Heksaferit
atau BaFe12O19 yang merupakan bahan material
hard magnet. Magnet ada dua
macam, yaitu soft magnetic dan hard magnetic (Kharismayanti, 2013).
Soft magnetic (magnet lunak) hanya memiliki sifat kemagnetan sementara yaitu
bila diberi medan induksi luar H, setelah medan induksi tersebut dihilangkan sifat
kemagnetannya juga hilang. Material magnet lunak mempunyai koersivitas 1 kA/m.
Sedangkan bahan hard magnetic (magnet keras) memiliki sifat kemagnetan yang
permanen meskipun medan induksi dihilangkan dan mempunyai koersivitas magnet
permanen diatas 10 kA/m (Muh, Arianto 2001). Magnet permanen dapat dibuat dari
bahan keramik berbasis oksida besi seperti: feroxdure SrO.6(Fe2O3) dan Barium
Heksa
ferrite
BaO.6Fe2O3.
Bahan
magnet
tersebut
memiliki
kemampuan
menghasilkan remanensi magnet (BH) maksimal sampai: 3-20 MGOe. Magnet
permanen berbasis BaO.6Fe2O3 dibuat dengan ukuran butiran sekitar 1 – 2 μm dan
dibakar pada suhu sintering sekitar 1250 – 1300oC.
Aplikasi magnet ferrite umumnya banyak dipergunakan sebagai komponen
loudspeaker, motor listrik, holder, microphone, dan lain-lain. Sifat-sifat kemagnetan
permanen magnet (hard ferrite) dipengaruhi oleh kemurnian bahan, ukuran butir (grain
size), kepadatan (densitas) dan orientasi kristal. Tahapan proses dalam pembuatan
magnet permanen ferrite yang dapat memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat dari
magnet permanen adalah: proses preparasi serbuk untuk menghasilkan serbuk dengan
morfologi yang homogeneus, dan proses pemadatan pada suhu tinggi (proses
sintering). Suhu sintering sangat bergantung sekali pada jenis materialnya, umumnya
mendekati titik leburnya. Barium hexaferrite BaO.6Fe2O3 umumnya disinterring pada
suhu tinggi 13000C dengan besar ukuran partikel antara 1 -2 μm memiliki kekuatan
magnet maksimum hanya sampai 2000 – 3000 Gauss (Afza, Erini. 2001).
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan magnet permanen BaO.6Fe2O3 dengan ukuran partikel sekitar 80 –
100 nm memiliki kekuatan magnet bisa mencapai 4000 Gauss, dengan suhu sintering
kurang dari 10000C (Afza, Erini. 2001).
Pada penelitian-penelitian sebelumnya telah banyak dianalisa pengaruh suhu
kalsinasi, besarnya tekanan kompaksi maupun suhu sintering, maka pada penelitian ini
akan difokuskan pada tahapan setelah kompaksi yaitu proses sintering (Ratih,
A.1988).
Proses sintering dalam pembuatan magnet permanen berbasis BaFe12O19 adalah
salah satu yang terpenting yang dapat mempengaruhi sifat dan kualitas magnet
permanen yang dihasilkan.
Pensinteran adalah proses aglomerasi utama untuk hampir semua jenis keramik
(kecuali gelas), untuk membuat produk-produk logam serbuk dan untuk mengikat
material polimerik tertentu (misalnya teflon). tanpa adanya cairan sama dengan prinsip
pertumbuhan butir, yaitu pengurangan energi permukaan dan energi batas, sehingga
akan meminimalkan daerah batas.
Salah satunya keramik Al2O3 yang tergolong keramik oksida. Oleh karena itu
dalam pembuatan keramik alumina yang padat dan kuat diperlukan suhu
pembakaran/sintering yang mendekati titik leburnya yaitu sekitar 1800-1900oC.
Beberapa cara yang dapat mengurangi suhu sintering keramik alumina antara lain :
memperkecil ukuran butiran hingga ukuran nano, atau menambahkan bahan aditif
yang memiliki titik lebur yang rendah dari alumina (Nerrus, T.2006).
Universitas Sumatera Utara
1.2
RUMUSAN MASALAH
1.
Pengaruh temperatur sintering terhadap sifat fisis (bulk density, dan
porositas) dari BaFe12O19 dengan aditif Al2O3
2.
Pengaruh temperatur sintering terhadap magnetic flux density, kurva
histerisis dari BaFe12O19 dengan aditif Al2O3
3.
Pengaruh temperatur sintering terhadap mikrostruktur dari BaFe12O19
dengan aditif Al2O3.
1.3
BATASAN MASALAH
1.
Sampel yang digunakan adalah BaFe12O19 + Al2O3.
2.
Variasi Komposisi Al2O3 : 1 dan 3 (% wt)
3.
Waktu milling 48 jam
4.
Variasi Temperatur sintering
: 8000C, 9000C, 10000C dan 11000C
(holding time 2 jam).
5.
Pengujian : Bulk Density, Porositas, Linier Shrinkage, Magnetic Flux
Density, XRD, OM, Permagraph.
1.4
TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1.
Mengetahui Pengaruh temperatur sintering terhadap sifat fisis dari
BaFe12O19 dengan aditif Al2O3.
2.
Mengetahui Pengaruh temperatur sintering terhadap magnetic flux density,
kurva histeresis dari BaFe12O19 dengan aditif Al2O3.
3.
Mengetahui Pengaruh temperatur sintering terhadap mikrostruktur dari
BaFe12O19 dengan aditif Al2O3.
Universitas Sumatera Utara
1.5
MANFAAT PENELITIAN
Dari penelitian ini diharapkan dapat :
1.
Memberikan informasi pembuatan magnet keramik campuran Barium
heksaferit dengan aditif Alumina.
2.
1.6
Menjadi referensi bagi peneliti selanjutnya.
SISTEMATIKA PENULISAN
Penulisan penelitian ini dibuat sesuai urutan bab serta isinya yang secara garis besar
dapat diuraikan sebagai berikut :
BAB 1
Pendahuluan
Pada bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan
penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB 2
Teori Dasar
Pada bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan
untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan, berisi
materi – materi pendukung penelitian yang terdiri atas : kemagnetan
bahan, histerisis magnet, sifat – sifat magnet.
BAB 3
Metode Penelitian
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai tempat penelitian, alat dan
bahan yang digunakan, serta langkah kerja yang dilakukan dalam
penelitian ini.
BAB 4
Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini berisi tentang hasil– hasil penelitian dan pembahasannya.
BAB 5
Kesimpulan dan Saran
Penutup berisi tentang kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan
serta saran-saran yang berkaitan dengan hasil kesimpulan penelitian.
Universitas Sumatera Utara