PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN SKRIPSI FIRMAN LAMSYAH DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains FIRMAN LAMSYAH DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 PERSETUJUAN Judul : Pengaruh suhu sintering pada magnet NdFeB (Neodymium Iron Boron) terhadap sifat fisis, sifat magnetik dan struktur kristalin Kategori : Skripsi Nama : Firman Lamsyah Nomor Induk Mahasiswa : Program studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam UniversitasSumatera Utara Disetujui di Medan, Juli 2016 Disetujui Oleh Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr.Ing.Prijo Sardjono, M.Eng Dr. Kerista Sebayang, M.S NIP : NIP: Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP :

4 PERNYATAAN PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya. Tangerang Selatan, Mei 2016 FIRMAN LAMSYAH

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena nikmat kesehatan dan kesempatan yang telah diberikan kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan studi selama perkuliahan dan dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul: PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi program sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan. Penulis menyadari bahwa selama proses sampai terselesaikannya penyusunan skripsi ini banyak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS. sebagai Dekan dan Pembantu Dekan Fisika FMIPA USU. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang sebagai Ketua Jurusan, Bapak Drs.Syahrul Humaidi, M.Si sebagai Sekretaris Jurusan FMIPA USU dan seluruh Bapak/Ibu Staff Pengajar Fisika USU serta para pengawai administrasi. 3. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS. dan Bapak Ing.Prijo Sardjono,M.Eng dan Ir.Muljadi,M.Si. sebagai dosen pembimbing penulis, serta kepada Bapak Suprapedi, Ibu Nenen Djauhari, Ibu Nenen Rusnaeni, Bapak Prof. Pardamean Sebayang, Bapak Prof. Masno ginting, Mas Eko Arif, M.Si dan Ibu Ayu yang telah memberikan banyak masukan dan saran. 4. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng selaku Kepala Pusat Penelitian Fisika LIPI yang telah memberikan izin untuk melakukan penelitian hingga terselesaikannya penulisan skripsi ini. 5. Yang terkhusus Ayahanda Syafe i dan Ibunda Emi Rosmi,Kakanda Yesi Yusmiati, Abangda Muslim,Abangda Ramli, Abangda Sapriyanto dan Adik Novita Dewi yang dengan tulus membantu, menyayangi, mendidik, mendoakan, dan memberi motivasi baik materi maupun moril yang tak henti-hentinya.

6 Semoga Allah SWT selalumelimpahkanrahmatdankaruniakepada keluarga kita. 6. Keluarga Besar P2F LIPI: Ibu Ani, Bapak Lukman Faris,Bapak satpamseluruh staff LIPI yang telah memberikan pelayanan dan bantuan yang luar biasa kepada penulis selama melakukan penelitian di P2F LIPI. 7. Untuk Sahabat Tercinta IS yaitu (Kartika, Yana, Niko, Erza, Beby, Rahmad, Budiyanti), dan Teman teman seperjuangan selama penelitian di P2F LIPI Devi, Indah, Taufik, Karyaman, Hanifah, Andi, Santa dan Mareanus serta teman angkatan Alumni 2009 SMPN 02 Batang Gasan yang telah banyak membantu penulis dalam melakukan penelitian dan menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 8. Tak lupa juga untuk sahabat saya Ratna Kartika Sari,yang jauh di Sungai Geringging sekarang kuliah di STAIN Batusangkar yang telah banyak membantu, memberikan saran serta nasihat yang diberikan pada penulis. 9. Dan kepada mereka yang tidak disebutkan namanya yang telah mendukung penulis, saya ucapkan terima kasih. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan dan terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan untuk penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi orang lain yang membacanya. Medan, Juli 2016 Penulis

7 PENGARUH SUHU SINTERING PADA MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNETIK DAN STRUKTUR KRISTALIN ABSTRAK Telah dilakukan penelitian pada pengaruh suhu sintering magnet NdFeB terhadap sifat fisis, sifat magnet dan struktur kristalin. Suhu sintering yang divariasikan 400 o C,700 o C, 900 o C dan 1000 o C dengan penahanan selama 1 jam.karakterisasinya meliputi sifat fisis (bulk density), magnetik(fluks density dan VSM) dan struktur kristalin (XRD). Proses pembuatan magnet NdFeB dari bahan flakes NdFeB pada pengaruh suhu sintering, dimana bahan dimilling selama 72 jam menggunakan Toluene. Proses pembuatan magnet tersebut dilakukan dalam vacuum dengan media gas nitrogen.berdasarkan analisa struktur XRD pada pembuatan magnet NdFeBdari suhu sintering 400 o C hingga suhu 1000 o C struktur kristalnya berubah. Kuat medan dan bulk density magnet NdFeB yang didapatkan pada pengaruh suhu sintering semakin menurun/kecil. Hasil dari pengujian VSM pada serbuk kristal NdFeB didapatkan bahwa tanpa disintering nilai remanen 37,34 emu/g, koersifitas 1,07 koe dan BHmax 0,76 MGOe, nilai-nilai tersebut lebih besar dibandingkan pada suhu sintering 400 o C dan 900 o C dan secara keseluruhan serbuk kristal NdFeB bersifat Semi-Hard Magnetic. Kata kunci: Suhu sintering, Struktur kristalin, vacuum, Semi-Hard Magnetic.

8 THE EFFECT OF SINTERRING TEMPERATURE IN MAGNET NdFeB (Neodymium Iron Boron) ON PHYSICAL PROPERTIES, MAGNETIC PROPETIES AND CRYSTALLINE STRUCTURE ABSTRACT Research on the effect of sinterring temperature in magnet NdFeB on physical properties, magnetic properties and crystalline structure has been done. The sinterring of kind 400 o C, 700 o C, 900 o C and 1000 o C with detention for an hour. Characterized includes physical properties (bulk density), magnetic (flux density and VSM) and crystalline structure (XRD). The process of making magnet NdFeB of flakes NdFeB on the effect of sinterring temperature, where the milling on 72 hours using toluene. The process of making it do in vacuum with the nitrogen gas medium. Based on the analysis of the structure of XRD in the manufacture of magneticndfeb of the sinterring 400 o Cto 1000 o Cchanged crystal structure. Strong field and bulk density of the magnet NdFeB that obtained in the effect of sinterring temperature has declined or small. Results of testing VSM on crystal powder without sintering NdFeB found that remanence value of emu / g, coersivity 1.07 koeand BHmax 0.76MGOe, the values are greater than the sinterring temperature of 400 o Cand 900 o C and overall crystalline powder is Semi-Hard Magnetic. Keywords: temperature sinterring, a crystalline structure,vacuum,semihard magnetic

9 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Grafik Daftar Lampiran i ii iii v vi vii x xi xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Tempat dan Waktu penelitian Sistematika Penulisan 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Magnet Secara Umum Medan Magnet Bahan Magnetik Bahan Diamagnetik Bahan Paramagnetik Bahan Ferromagnetik Bahan Anti-Ferromagnetik 8

10 2.3.5 Ferrimagnetik Klasifikasi Magnet Material Magnet Permanen NdFeB Magnet Remanen Mechanical milling Tipe Milling Bahan Baku Bola Giling Wadah Penggilingan Kecepatan Milling Waktu Milling Proses Kompaksi (Penekanan) Pemanasan Sintering Karakterisasi Magnet Permanen Densitas Uji XRD (X-Ray Difractometer) Uji VSM (Vibrating Sampel Magnetometer) 26 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Alat dan Bahan Alat Bahan Diagram Alir Penelitian Variabel Eksperimen Variabel Penelitian Variabel Percobaan yang diuji Prosedur Penelitian Proses Milling Pembuatan Sampel Uji Sintering Proses Magnetisasi Pengujian 31

11 3.6.1 Analisa Struktur Sampel Analisa Sifat Magnet 32 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakterisasi Hasil Penelitian Hasil Analisa Densitas Bulk Magnet NdFeB Analisa Struktur Kristal Serbuk Magnet NdFeB (XRD) Hasil Pengujian Sifat Magnet 40 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran43 DAFTAR PUSTAKA Lampiran