SIFAT MAGNET SKRIPSI HAFSAH KHAIRUNNISA

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN Fe PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET NdFeB TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT MAGNET SKRIPSI HAFSAH KHAIRUNNISA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM MEDAN 2017

2

3 PERNYATAAN PENGARUH PENAMBAHAN Fe PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET NdFeB TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT MAGNET SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Oktober 2017 HAFSAH KHAIRUNNISA

4

5 PENGHARGAAN Alhamdulillahi robbil alamin, segala puji dan syukur kepada Alloh SWT telah memberi rahmat serta hidayah-nya yang senantiasa melimpah kepada penulis sehingga mampu melaksanakan dan menyelesaikan skripsi ini dengan judul PENGARUH PENAMBAHAN Fe PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET NdFeB TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT MAGNET sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Sarjana (S1) jurusan Fisika FMIPA Universitas Sumatera Utara. Penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang terlibat dalam memberikan bimbingan, dukungan, semangat dan doa kepada penulis. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada: 1. Dr. Kerista Sebayang, M.Sc, sebagai Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. 2. Dr. Perdinan Sinuhaji sebagai ketua Departemen Fisika dan seluruh Bapak/Ibu Staf pengajar serta pegawai Administrasi di Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pendidikan dan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan. 3. Awan Maghfirah, S. Si., M. Si., sebagai sekretaris Departemen Fisika serta sebagai dosen pembimbing yang telah sabar membimbing dan memberi banyak masukan kepada penulis. 4. Dr. Kerista Sebayang, MS. dan Drs. Herli Ginting, MS, selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan serta membimbing penulis dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Ir. Muljadi, M. Si. sebagai dosen pembimbing di Pusat Penelitian Fisika LIPI yang telah membagikan ilmu pengetahuan serta sabar membimbing penulis untuk menyelesaikan skripsi ini, pembimbing lapangan dan staf pegawai team magnet Ibu Nenen, Bapak Dame, Bapak Candra, Bapak Arif Eko, Bapak

6 Lukman, Bapak Amat yang sudah meluangkan waktunya dan dan banyak memberi saran dalam proses penelitian di P2F LIPI. 6. Kedua orang tua ku yang tercinta, Bapak Drs. Sahru Romadona Siregar dan Ibu drg. Nauli Efiarti, M. Kes., yang telah sangat sabar mendukung, membimbing, dan seantisa mendoakan juga memberikan bantuan moril serta materil kepada penulis. Dan kepada abang dan adik-adik semua yang selalu memberi perhatian dan semangat. 7. Faza Amilivia Roviqi sebagai guru, kakak, dan sahabat yang sudah mau mendengarkan keluhan dan memberikan banyak motivasi. 8. Bapak Yukinun sebagai wali serta semua guru, pengurus dan teman-teman di Pondok Pesantren Al Falah yang telah memberi semangat dan motivasi. 9. Bapak Kustono dan istri yang sudah menyedikan makan dan meminjamkan sepeda selama proses penelitian di LIPI dan semua tetangga di PAC PUSPITEK, LDII. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk penyempurnaan skripsi ini. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi orang yang membacanya Medan, Februari 2018 Penulis

7 PENGARUH PENAMBAHAN Fe PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET NdFeB TERHADAP SIFAT FISIS DAN SIFAT MAGNET ABSTRAK Pembuatan dan karakterisasi bonded magnet NdFeB telah berhasil dilakukan dengan menggunakan bahan baku serbuk NdFeB dan serbuk Fe. Variasi komposisi serbuk NdFeB dan serbuk Fe adalah 100:0, 95:5, dan 90:10 (%berat). Proses milling kedua bahan baku dilakukan dengan metode wet milling (toluene) menggunakan Planetary Ball Mill (PBM) selama 30 menit kemudian serbuk dikeringkan dengan oven. Selanjutnya, sebuk hasil milling dicampur dengan epoxy dengan perbandingan serbuk dan epoxy 96:4 (%berat) dari total massa sampel 5,2 gram kemudian dicetak secara isotropi pada tekanan 70 kgf selama 2 menit menggunakan Magnetic Field Press. Selanjutnya sampel pelet di simpan pada glove box sampai mengering. Karakterisasi material meliputi: Pengukuran diameter partikel, densitas, sifat magnetik (VSM), dan fluks magneik dengan Gaussmeter. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahn Fe meningkatkan sifat fisis dan menurunkan sifat magnet. Densitas dan kuat medan magnet terbaik diperoleh pada penambahan Fe 5% yaitu sebesar 5,5 g/cm 3 dan 1408,4 G. Nlai Mr=6,41 kg, Ms = 10,25 kg, Hc = 3,885 koe, dan BH max = 4,31 MGOe Kata kunci: Bonded magnet NdFeB, penambahan Fe, binder epoxy, sifat fisis, sifat magnet.

8 THE EFFECT OF ADDITIONAL Fe IN MANUFACTURING BONDED MAGNET NdFeB ON PHYSICA; PROPERTIES AND MAGNETIC PROPERTIES ABSTRACT Preparation and characterization of bonded magnets NdFeB has been successfully performed using NdFeB powder and Fe powder as raw materials. Variations in thecompotition of NdFeB powder and Fe powder are 100: 0, 95:5, and 90:10 (%wt). Milling process both raw materials was conducted by wet milling (toluene) using Planetary Ball Mill (PBM) for 30 minutes and then powder dried by oven. Furthermore, the powder of the milling product was mixed with epoxy with the ratio of powder and epoxy 96:4 (wt%) and then compacting isotropy at a pressure of 70 kgf using Magnetic Field Press of 5,2 gram from total mass of the sample. Furthermore, pellet samples are stored in the glove box until it dries. Material characterization includes: Measurement of particle diameter, density, magnetic properties (VSM), and magneic flux with Gaussmeter. The results showed that Fe enhancer improved physical properties and decreased magnetic properties. The density and strength of the best magnetic field were obtained at the addition of Fe 5% is 5.5 g /cm 3 and G. Mr. N = 5.41 kg, Ms = kg, Hc = koe, and BHmax = 4, 31 MGO Keywords: Bonded magnet NdFeB, additional Fe, binder epoxy, physical properties, magnetic properties.

9 DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii v vi vii x xi xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Rumusan Masalah BatasanMasalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian SistematikaPenulisan 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengertian Magnet Secara Umum Klasifikasi Bahan Magnet Bahan Diamagnetik Bahan Paramagnetik Bahan Ferromagnetik Bahan Anti Ferromagnetik Bahan Ferrimagnetik Magnet permanen dan Magnet Lunak Histeresis Loop 13

10 Koersifitas Remanen Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) Proses Fabrikasi Magnet Permanen NdFeB Bonded Magnet Neodymium iron Boron (NdFeB) Besi (Fe) Binder Epoxy VSM (Vibrating Sample Magnometer) Densitas Mikro Struktur dan Miroskop Optik Image-J 23 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Tempat danwaktu Penelitian Tempat Penelitian Waktu Penelitian Peralatan danbahan Alat penelitian Bahan penelitian Diagram Alir percobaan Proedur Percobaan Preparasi bahan serbuk Pencampuran Bahan Baku Proses Milling Pengeringan Serbuk Basah Preparasi Sampel Uji (pelet) Pencampuran Bahan Proses Kompaksi Proses Magnetisasi Karakterisasi Analisa Sifat Magnetik Serbuk Analisa Densitas Analisa Densitas fluks magnetik Analisa tekstur Permukaan 31

11 Analias Ukuran Partikel 31 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Karakterisasi Sifat Fisis Hasil Pengujian OM (Optical Microscope) Hasil pengujian densitas Karakterisasi Sifat Magnet Hasil Pengujian VSM Hasil Pengujian Gaussmeter 36 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 37 DAFTAR PUSTAKA

12 DAFTAR TABEL Halaman 2.1. Parameter kemagnetan beberapa bahan ferromagnetik Sifat NdFeB Informasi dasar unsur besi Data hasil perhitungan diameter rata-rata partikel Data hasil densitas pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) Data hasil pengujian sifat magnetik sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) Nilai Fluks Magnetik pada sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi penambahan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) menggunakan Gaussmeter 36

13 DAFTAR GAMBAR Hala man 2.1 Skema (a) nikel paramagnetik dan (b) nikel ferromagnetik Perbedaan koersifitas dan koersifitas intrinsik Kurva magnetisasi 15 a. Induksi awal (B) versus medan magnet (H). b. Loop histerisis (magnet lunak). c. Loop histerisis (magnet keras). 2.4 Peralatan VSM (Vibrating Sample Magnetometer) (P2F LIPI) Hasil foto menggunakan OM dan gambar setelah treshold sampel dengan penambahan: (a) 0% Fe, (b) 5% Fe, dan (c) 10% Fe Hubungan antara densitas pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) Kurva histeresis magnet NdFeB dengan variasi penambahan Fe 0%, 5%, dan 10% (dalam %wt) Grafik hubungan antara (%wt) Fe terhadap nilai fluks magnetik pada pelet bonded magnet NdFe 37

14 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran 1. Gambar Bahan dan Peralatan 2. Perhitungan Nilai Bulk Densitas 3. Hasil Pengukuran VSM 4. Karakteristik NdFeB type MQPB+ 5. Surat Keterangan Penelitian

15 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Magnet permanen merupakan material magnet dengan aplikasi luas yang banyak digunakan pada industri-industri di Indonesia, namun pemenuhan komponen magnet permanen sampai saat ini masih bergantung pada produk impor, seperti dari Jepang dan China. Hal ini dikarenakan belum adanya produsen magnet permanen lokal dalam negeri (Sardjono, 2012). Dari tahun 1990 hingga 2000 konsumsi magnet meningkat mencapai 12,2% untuk setiap tahunnya. Diperkirakan pada tahun 2000 nilai produksi magnet dunia mencapai $ 6,5 juta (Deswita, 2007). Berkembangnya industri mainan dan makin tingginya pemakaian alat listrik rumah tangga memberikan peluang yang baik pada pengembangan dan produksi magnet bonded. Magnet komposit ini dibuat dari bahan magnet yang dicampur atau diikat (bonded) dengan bahan pengikat bukan magnet, seperti bahan polimer (Yulianti, 2005). Magnet permanen yang terbuat dari bubuk memiliki sifat mekanik yang rendah. Tekanan mekanis yang terjadi pada magnet selamaperakitan dan dalam pekerjaan normal dapat merusak mereka. Hal ini diperlukan untuk mengembangkan magnet dengan sifatmekanik yang lebih baik. Sifat mekanik magnet tergantung terutama pada komposisi magnet: jumlah serbuk magnetik keras, jumlahresin dan teknologi manufaktur. Mencampur bubuk magnetik keras dengan bubuk logam adalah salah satu cara untuk meningkatkansifat mekanik dari material komposit magnetik keras. Penambahan serbuk logam meningkatkan juga ketahanan korosi dari bahankomposit, dan sifat aplikasi magnet ini lebih tinggi dibandingkan dengan magnet tanpa penambahan. Pembuatan material kompositdengan penambahan bubuk logam mirip dengan pembuatan magnet tanpa penambahan tetapi biaya yang digunakan dapat lebih rendah. (M. Dark, 2006). Untuk memenuhi kebutuhan magnet permanen, dalam penelitian ini dipelajari pembuatan bonded magnet dengan mencampurkan bahan serbuk Fe dan

16 serbuk Neodymium Iron Boron (NdFeB) komersil type MQPB+ dengan resin epoxy, karena mempunyai sifat thermoset dan mudah dibentuk. Bonded magnet merupakan magnet komposit atau magnet yang terdiri dari dua bahan, yaitu matriks dan filler. 1.2.Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah penelitian ini adalah: 1. Bagaimana cara pembuatanbonded magnet NdFeB dengan penambahan Fe dan binder resin epoxy? 2. Bagaimana pengaruh penambahan Fe 0%, 5% dan 10% (dalam %wt) dalam bonded magnet NdFeB terhadap sifat fisis? 3. Bagaimana pengaruh penambahan Fe 0%, 5% dan 10% (dalam %wt) dalam bonded magnet NdFeB terhadap sifat magnet? 1.3.Batasan Masalah Untuk mendapatkan hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan, maka perlu ada pembatasan masalah penelitian, yaitu sebagai berikut : 1. Sampel yang digunakan adalah serbuk NdFeB tipe MQP-B+, serbuk Fe dan epoxy resin. 2. Variasi penambahan serbuk Fe 0%, 5%, dan 10% (dalam %wt) pada serbuk NdFeB. 3. Karakterisasi bahan NdFeB hasil yang akan dilakukan meliputi : a. Pengujian densitas untuk mengetahui densitas dari pelet magnet permanen bonded NdFeB dengan penambahan serbuk Fe dan resin epoxy. b. Metode OM (Optical Microscope), untuk melihat ukuran partikel. c. Karakterisasi sifat magnet dengan VSM (Vibrating Sample Magnetometer) dan Gaussmeter

17 1.4.Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Untuk menguasai teknik preparasi serbuk NdFeB dan Fe melalui metoda wet milling process dengan menggunakan media toluen. 2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan serbuk Fe 0%, 5%, dan 10% (dalam %wt) pada serbuk NdFeB terhadap bulk densitas dan sifat magnet dalam pembuatan bonded magnet NdFeB. 3. Untuk mengetahui penambahan optimum dari serbuk Fe yang dapat menghasilkan sifat fisis dan sifat magnet yang lebih baik dalam bonded magnet NdFeB. 1.5.Manfaat Penelitiaan Dari tujuan yang telah disebutkan di atas, maka dalam penelitian ini diharapkan manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut: 1. Menambah pengetahuan baru pada dunia industri khususnya dalam pembuatan magnet. 2. Memperoleh material magnet komposit NdFeByang lebih baik dengan penambahan serbuk Fe 1.6.Sistematika Penulisan Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab dengan sistematika sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti tujuan penelitian, manfaat penelitian, tempat 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 METODOLOGI PENELITIAN Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir penelitian, prosedur penelitian, pengujian sampel.

18 BAB IV BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.

19 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Pengertian Magnet Secara Umum Material magnet merupakan suatu benda atau bahan yang mempunyai daya tarik terhadap benda yang mempuyai unsur logam atau besi di sekelilingnya. Magnet memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub kutub selatan. Bila kedua kutub berlawanan saling berhadapan maka akan terjadi gaya tarik menarik. Sedangkan bila kedua kutub dihadapkan maka akan terjadi tolak menolak. Sejak zaman dahulu telah diketahui beberapa bijih mineral atau batuan warna metalik bersifat menarik partikel besi. Mineral atau batuan itu disebut magnetik atau batuan bermuatan Magnet atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet (magnit) berasal dari bahasa Yunani, magnitis lithos yang berarti batu Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut. Magnet selalu memiliki dua kutub yaitu kutub utara dan kutub selatan. Kutub magnet adalah daerah yang berada pada ujung-ujung magnet dengan kekuatan magnet yang paling besar berada pada kutub-kutubnya. Walaupun magnet dapat dipotong-potong sampai kecil, potongan tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Pada tahun 1819 diketahui bahwa ada hubungan antara fenomenafenomena listrik dan magnet. Pada tahun itu seorang sarjana bangsa Denmark Hans Christian Oersted ( ) mengamati bahwa sebuah magnet yang dapat berputar akan menyimpang apabila berada didekat kawat yang dialiri arus. Dua belas tahun kemudian, setelah bertahun-tahun mengadakan percobaan, Faraday menemukan bahwa akan ada aliran arus sebentar dalam sebuah circuit, apabila arus dalam circuit lain didekatnya dimulai alirannya atau diputuskan. Tidak lama kemudian setelah itu diketahui bahwa gerakan magnet menjauhi atau mendekati circuit itu menimbulkan efek yang sama. (Sears, 1963) Kemudian pada tahun 1821, Michael Faraday membuat suatu penemuan penting. Dua tahun sebelumnya Oersted telah menemukan bahwa jarum magnit

20 kompas biasa dapat menyimpang jika arus listrik dialirkan dalam kawat yang tidak berjauhan. Hal ini membuat Michael Faraday menyimpulkan bahwa, jika magnet didekatkan, yang akan bergerak adalah kawat yang dialiri listrik. Bekerja atas dasar dugaan ini, Michael Faraday berhasil membuat suatu skema yang jelas dimana kawat akan terusmenerus berputar berdekatan dengan magnit sepanjang arus listrik dialirkan ke kawat. Sesungguhnya penemuan ini Faraday merupakan motor listrik pertama, suatu skema pertama penggunaan arus listrik untuk membuat sesuatu benda bergerak. Meskipun masih sangat primitif, penemuan Michael Faraday ini merupakan nenek moyang dari semua motor listrik yang digunakan dunia saat ini. Penemuannya berupa penggunaan arus listrik untuk membuat benda bergerak adalah pembuka jalan yang luar biasa untuk penemuanpenemuan motor listrik selanjutnya. Namun kegunaan praktisnya masih terbatas karena belum ada metode untuk menggerakkan arus listrik selain dari baterei kimiawi sederhana yang ada pada saat itu. Faraday yakin, pasti ada suatu cara penggunaan magnit untuk menggerakkan listrik, dan beliau terus-menerus mencari jalan bagaimana menemukan metode tersebut. Kini, magnit yang tak berpindahpindah tidak mempengaruhi arus listrik yang berdekatan dengan kawat (Stephen M, 2011). Magnet terbaik umumnya mengandung besi metalik. Namun, ternyata bahwa unsur lain pun menampilkan sifat magnetik; selain itu, material bukanlogam pun dapat memiliki sifat magnet. Dalam teknologi modern kini banyak digunakan magnet logam maupun magnet keramik. Selain itu dimanfaatkan pula unsur lain untuk meningkatkan kemampuan magnetik sehingga memenuhi persyaratan. (Van Vlack, 1984) 2.2.Klasifikasi Bahan Magnet Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam komponen pembentuknya. Berdasarkan perilaku molekulnya di dalam Medan magnetik luar, bahan magnetik terdiri dari: Diamagnetik, Paramagnetik, Feromagnetik, Anti Ferromagnetik dan Ferrimagnetik.

21 Bahan Diamagnetik Diamagnetik merupakan sifat universal dari atom karena terjadi gerakan elektron pada orbitnya mengelilingi nukleus. Elektron dengan gerakan seperti ini merupakan suatu rangkaian listrik, dan dari hukum Lenz diketahui bahwa gerakan ini diubah oleh medan yang diterapkan sedemikian rupa sehingga menimbulkan gaya tolak. (Smallman,R.E. 2000). Bahan diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/ molekulya adalah nol, tetapi medan magnet akibat orbit dan spin elektronnya tidak nol (Halliday & Resnick, 1978). Konstribusi diamagnetik yang berasal dari elektron valensi kecil, tetapi apabila berasal dari kulit tertutup kontribusi sebanding dengan jumlah elektron di dalamnya dan dengan kuadrat radius orbit. Pada berbagai logam, efek diamagnetik ini dikalahkan oleh kontribusi paramagnetik yang berasal dari spin elektron. Bahan diamagnetik tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan dengan medan magnet luar tersebut. Material diamagnetik mempunyai suseptibilitas magnetik negatif kecil, yang berarti akan bersifat lemah terhadap medan magnetik luar yang diberikan. (Matthew,2013). Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron. Karena atom mempunyai elektron orbital, maka semua bahan bersifat diamagnetik. Suatu bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Permeabilitas bahan ini: μ< μ0 dengan suseptibilitas magnetik bahan: χm < 0. Nilai bahan diamagnetik mempunyai orde -10-5m3/kg. Contoh bahan diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng Bahan Paramagnetik Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masingmasing atom/ molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total

22 seluruh atom/ molekul dalam bahan nol, hal ini disebabkan karena gerakan atom/ molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan (Halliday & Resnick, 1978). Setiap elektron berperilaku seperti magnet kecil dan dalam medan magnetik memiliki salah satu dari dua orientasi, yaitu searah atau berlawanan dengan arah medan, tergantung pada arah spin elektron tersebut. Oleh karena itu, energi elektron berkurang atau bertambah dan dapat dipaparkan secara mudah dengan teori pita. Jadi, apabila kita menganggap bahwa pita level energi terbelah menjadi dua bagian pada gambar 2.1a, dan masing masing bagian terdapat elektron dengan spin berlawanan, maka bila terdapat medan, beberapa elektron akan mengubah keterikatan dari pita yang satu ke pita yang lain sampai kedua pita mempunyai level energi Fermi sama. (Smallman,R.E. 2000). Di bawah pengaruh medan eksternal, mereka mensejajarkan diri karena torsi yang dihasilkan. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Dalam bahan ini hanya sedikit spin elektron yang tidak berpasangan, sehingga bahan ini sedikit menarik garis-garis gaya. Dalam bahan paramagnetik, medan B yang dihasilkan akan lebih besar dibanding dengan nilainya dalam hampa udara. Suseptibilitas magnet dari bahan paramagnetik adalah positif dan berada dalam rentang 10-5 sampai 10-3 m3/kg, sedangkan permeabilitasnya adalah μ > μ0. Contoh bahan paramagnetik : alumunium, magnesium dan wolfram. (Nicola,2003) Bahan Ferromagnetik Bahan ferromagnetik mempunyai resultan medan magnet atomis besar, hal ini disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ini banyak spin elektron yang tidak berpasangan, masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan menimbulkan medan magnetik, sehingga medan magnet total yang dihasilkan oleh satu atom menjadi lebih besar (Halliday & Resnick, 1989).

23 Ferromagnetisme, seperti paramagnetisme, berasal dari spin elektron. Namun, pada material ferromagnetik, dihasilkan magnet permanen dan ini menunjukkan bahwa ada kecenderungan dari spin elektron untuk tidak berubah arah meskipun medan ditiadakan. Mengenai struktur pita, ini berarti bahwa setengah pita terkait dengan satu pin secara otomatis berkurang apabila level kosong di puncak diisi oleh elektron dari puncak lainnya (Gambar 2.1b) dan perubahan energi potensial berkaitan dengan transfer ini disebut energi pertukaran. Jadi, meskipun secera energetik memang dimungkinkan adanya keadaan dimana semua spin berada dalam satu arah, terdapat faktor bertentangan yaitu prinsip pengecualian Pauli, karena apabila spin berada dalam satu arah banyak elektron harus memasuki keadaan kuantum lebih tinggi yang berarti terjadi peningkatan energi kinetik. Gambar 2.1. Skema (a) nikel paramagnetik dan (b) nikel ferromagnetik (Raynor,1958) Pada logam ferromagnetik terjadi pengarahan spin elektron secara spontan, karena interaksi yang kuat, meski tidak diterapkan suatu medan. Akan tetapi suatu spesimen besi dapat berada dalam kondisi tanpa magnetisasi karena pengarahan seperti itu terbatas di daerah kecil, atau domain, yang secara statistik saling bertentangan. Domain ini berbeda dengan butir logam polikristalin dan dalam satu butir terdapat beberapa domain. Dengan penerapan medan magnetik, domain dengan orientasi yang diutamakan tumbuh dengan mendifusi domain lain oleh

24 migrasi batas domain sehingga seluruh spesimen mengalami magnetisasi. (Smallman,R.E. 2000) Bahan Anti Ferromagnetik Bahan yang menunjukkan sifat antiferomanetik, momen magnetik atom atau molekul, biasanya terkait dengan spin elektron yang teratur dalam pola yang reguler dengan tetangga spin (pada sublattice berbeda) menunjuk ke arah yang berlawanan. Hal ini seperti ferromagnetik dan ferrimagnetik,suatu bentuk dari keteraturan magnet. Umumnya, keteraturan antiferromagnetik berada pada suhu yang cukup rendah, menghilang pada di atas suhu tertentu. Suhu Neel adalah suhu yang menandai perubahan sifat magnet dari antiferromagnetik ke paramagnetik. Di atas suhu Neel bahan biasanya bersifat paramagnetik. Pada bahan antiferromagnetik terjadi peristiwa kopling momen magnetik di antara atom-atom atau ion-ion yang berdekatan. Peristiwa kopling tersebut menghasilkan terbentuknya orientasi spin yang anti paralel. Satu set dari ion magnetik secara spontan termagnetisasi di bawah temperatur kritis (dinamakan temperatur Neel). Temperatur menandai perubahan sifat magnet dari antiferromagnetik ke paramagnetik. Susceptibilitas bahan anti ferromagnetik adalah kecil dan bernilai positif. Susceptibilitas bahan ini di atas temperatur Neel juga sama seperti material paramagnetik, tetapi di bawah temperatur Neel, susceptibilitasnya menurun seiring menurunnya temperatur. (Matthew,2013) Bahan Ferrimagnetik Material Ferrimagnetik seperti ferrit (misalnya Fe 3 O 4 ) menunjukkan sifat serupa dengan material ferromagnetik untuk temperatur di bawah harga kritis yang disebut dengan temperatur Curie, TC. Pada temperatur di atas TC maka material ferrimagnetik berubah menjadi paramagnetik. Ciri khas material ferrimagnetik adalah adalah adanya momen dipol yang besarnya tidak sama dan berlawanan arah. Sifat ini muncul karena atom-atom penyusunnya (A dan B) mempunyai dipole dengan ukuran yang berbeda dan arahnya berlawanan. Material ini dapat mempunyai magnetisasi walau dalam keadaan tanpa medan luar sekalipun. Material ferrimagnetik seperti ferrit biasanya non konduktif dan bebas losses arus.

25 Ferimagnetik,material yang memiliki susceptibilitas yang besar tergantung temperatur. 2.3.Magnet Permanen dan Magnet Lunak Sifat sifat kemagnetan permanen magnet dipengaruhi oleh kemurnian bahan, ukuran bulir (grain size), dan orientasi kristal. Parameter kemagnetan juga dipengaruhi oleh temperatur. Koersivitas dan remenensi akan berkurang apabila temperaturnya mendekati temperatur curie (Tc) dan akan kehilangan sifat kemagnetannya (Taufik, 2006). Magnet permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan magnet yang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam karena memiliki sifat kemagnetan yang tetap. Jenis magnet tetap selama ini yang diketahui terdapat pada: 1. Magnet Neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet Neodymium (juga dikenal NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan jenis magnet tanah jarang (Rare Earth) terbuat dari campuran logam Neodymium. Tetragonal Nd 2 Fe 14 B memiliki struktur kristal yang sangat tinggi uniaksial anisotropi magnetocrystalline (HA ~ 7 tesla). Senyawa ini memberikan potensi untuk memiliki tinggi koersivitas (yaitu, ketahanan mengalami kerusakan magnetik). 2. Magnet Samarium-Cobalt, salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat terbuat dari paduan Samarium dan Cobalt. Samarium-kobalt magnet memiliki produk-produk energi maksimum (BH max) yang berkisar dari 16 oersteds megagauss- (MGOe) menjadi 32 MGOe; batas teoretis mereka adalah 34 MGOe. Jenis magnet ini dapat ditemukan di dalam alat-alat elektronik seperti VCD, DVD, VCR Player, Handphone, dan lain-lain. 3. Magnet keramik, misalnya Barium Hexaferrite. Bahan ini digunakan untuk membuat magnet permanen, seperti core ferit untuk transformator, dan berbagai aplikasi lain. Ferit keras banyak digunakan dalam komponen elektronik, diantaranya motor-motor DC kecil, pengeras suara (loud

26 speaker), meteran air, KWH-meter, telephone receiver,circulator, dan rice cooker. 4. Plastic Magnets Fleksibel (Karet) magnet dibuat dengan mencampur ferit atau bubuk Neodymium magnet dan pengikat karet sintetis atau alami. Fleksibel (Karet) magnet dibuat dengan menggulung atau metode ekstrusi. Magnet plastik biasanya diproduksi dalam bentuk lembaran strip atau yang banyak digunakan dalam mikro-motor. 5. Magnet Alnico Alinco magnet adalah magnet paduan yang mengandung Alumunium (Al), Nikel (Ni), Cobalt (Co). Karena dari tiga unsur tersebut magnet ini sering disebut Alinco. Sebenarnya magnet alinco ini tidak hanya mengandung ketiga unsur saja melainkan ada beberapa unsur mengandung besi dan tembaga, tetapi kandungan besi dan tembaga tersebut relative sedikit. Alinco magnet dikembangkan pada tahun 1930-an dengan metode sintering atau lebih umum disebut metode casting. Jenis magnet ini dapat ditemukan di dalam alat-alat motor (kipas angin, speaker, mesin motor). (Theresya,2014). Tabel 2.1. Parameter kemagnetan beberapa bahan ferromagnetik Material Remanensi (Br) Koersivitas BHmax (Tesla) (Hc) (ka/m) (kj/m3) 36Co Steel 0,96 18,25 7,42 Alnico 2 0, ,5 Alnico 5 1,2 57,6 40 Alnico DG 1, Ba0.6Fe2O3 0, Pt Co 0, SmCo5 0, Nd2Fe14B 1, Bahan magnetik lunak (soft magnetic) dapat dengan mudah termagnetisasi dan mengalami demagnetisasi. Magnet lunak mempertahan kan sifat magnet.

27 Magnet lunak (soft magnetic) menunjukkan histerisis loop yang sempit, sehingga magnetisasi mengikuti variasi medal listrik hampir tanpa hysterisis loss. Magnet lunak (soft magnetic) digunakan untuk meningkatkan fluks, yang dihasilkan oleh arus listrik didalamnya. Faktor kualitas dari bahan magnetik lunak adalah untuk mengukur permeabilitas yang sehubungan dengan medan magnet yangditerapkan. Parameter utama lainnya adalah koersivitas, magnetisasi saturasi dan konduktivitas listrik. Bahan magnetik lunak ideal akan memiliki koersivitas rendah (Hc), saturasi yang sangat besar (Ms), remanen (Br) nol, hysterisis loss dan permeabilitas yang sangat besar. Kurva histerisis bahan magnetik lunak ditunjukkan pada Gambar 5, beberapa bahan penting magnetik lunak diantaranya Fe, paduan Fe-Si, Ferit lunak (MnZnFe2O4), besi silikon dll (Poja Clauhan, 2010). 2.4.Histeresis Loop Sifat-sifat magnet suatu bahan dapat diperlihatkan dalam kurva histerisis yaitu kurva hubungan intensitas magnet (H) terhadap medan magnet (B). Seperti yang ditunjukkan pada gambar Koersivitas Induksi suatu bahan dapat dikurangi hingga mencapai nol dengan memberikan medan magnet luar yang berlawanan sebesar Hc pada bahan itu. Medan magnet Hc itu disebut koersifitas. Koersifitas sangat tergantung pada keadaan sampel, yaitu dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti perlakuan panas maupun deformasi. Seperti halnya dengan remanen, perbedaan pengertian dibuat antara medan koersif dan koersifitas. Medan koersif adalah kuat medan magnet yang diperlukan untuk mengurangi magnetisasi atau induksi magnetik sampai mencapai nol dari nilai sembarang. Sedangkan koersifitas adalah kuat medan magnetik yang diperlukan untuk menurunkan magnetisasi atau induksi magnetik sampai nol dari keadaan magnetisasi jenuh. Koersivitas intrinsik dilambangkan dengan Hci adalah kuat medan magnet pada saat magnetisasi dikurangi sampai nol. Pada bahan soft magnetic Hc dan Hci bernilai hampir sama, dan biasanya tidak perlu ada pembedaan diantara keduanya. Sedang pada bahan hard magnetic terdapat

28 perbedaan nyata antara Hc dan Hci. Koersifitas (Hc) adalah kuat medan magnet eksternal yang diperlukan untuk membuat induksi magnetic sampel menjadi nol sedangkan koersifitas intrinsik (Hci) adalah kuat medan magnetic eksternal yang diperlukan untuk membuat magnetisasi bahan menjadi nol (Ahmad Y, 2006). Perbedaan pengertian koersifitas dan koersifitas intrinsik ditunjukkan oleh gambar 2.2. Gambar 2.2 Perbedaan koersifitas dan koersifitas intrinsik Koersivitas digunakan untuk membedakan hard magnet atau soft magnet. Semakin besar gaya koersivitasnya maka semakin keras sifat magnetnya. Bahan dengan koersivitas tinggi berarti tidak mudah hilang kemagnetannya. Tinggi koersivitas, juga disebut medan koersif, dari bahan feromagnetik. Koersivitas biasanya diukur dalam Oersted atau ampere / meter dan dilambangkan Hc. (Pooja, 2010) Remanen Magnetisasi remanen adalah magnetisasi yang masih tersisa ketika medan magnet luar dikurangi hingga nol atau remanensi terjadi pada saat intensitas medan magnetik H berharga nol dan medan magnet B menunjukkan harga tertentu. Dalam penggunaannya, istilah remanen (remanence) dibedakan dengan remanent. Istilah remanen digunakan untuk menggambarkan keadaan magnetisasi atau induksi yang tersisa setelah bahan mencapai kejenuhan kemudian medan magnet luar dihilangkan hingga nol, sedang magnetisasi remanent digunakan untuk menyatakan keadaan magnetisasi yang tersisa setelah bahan mengalamani magnetisasi pada tingkat sembarang lalu medan magnet dikurangi hingga nol. Oleh karena itu remanen menjadi batas atas untuk remanent. Bagaimanapun juga

29 koersivitas sangat dipengaruhi oleh nilai remanensinya. Oleh karena itu besar nilai remanensi yang dikombinasikan dengan besar koersivitas pada magnet permanen menjadi sangat penting (Jiles, 1996). Magnet biasanya dibagi atas dua kelompok yaitu: magnet lunak dan magnet keras. Magnet keras dapat menarik bahan lain yang bersifat magnet. Selain itu sifat kemagnetannya dapat dianggap cukup kekal.magnet lunak dapat bersifat magnetik dan dapat menarik magnet lainnya. Namun, hanya memiliki sifat magnet apabila berada dalam medan magnet dan sifat kemagnetannya tidak kekal. Perbedaan antara magnet permanen atau magnet keras dan magnet lunak dapat dilakukan dengan menggunakan loop histerisis. Bila bahan magnet berada dalam medan magnet, H, garis gaya yang berdekatan akan tertarik ke dalam bahan sehingga rapat fluks meningkat. Dikatakan bahwa, induksi magnet, B meningkat. Dengan sendirinya, jumlah induksi tergantung pada medan magnet dan jenis bahan. Pada contoh Gambar 2.3, rasio B/H tidak linear, terjadi lompatan induksi mencapai level yang tinggi, kemudian rasio tersebut hampir konstan dalam medan yang lebih kuat. (Van Vlack, 1984) Gambar 2.3 Kurva Magnetisasi (a) Induksi awal (B) versus medan magnet (H). (b) Loop histerisis (magnet lunak) (c) Loop histerisis (magnet keras). Baik induksi remanen (rapat fluks) dan medan koersif, B dan HC masingmasing, besar untuk magnet keras. Hasil perkalian BH merupakan patokan untuk energi demagnetisasi. Pada magnet lunak, terjadi penurunan kembali yang hampir sempurna jika medan magnet ditiadakan. Medan magnet bolak-balik akan menghasilkan kurva

30 simetris dikuadran ketiga. Kurva histerisis magnet permanen sangat berbeda. Bila medan magnet ditiadakan, induksi tersisa akan menghasilkan induksi remanen, Br. Medan yang berlawanan, yang disebut medan koersif, -HC, diperlukan sebelum induksi turun menjadi nol. Sama dengan magnet lunak, loop tertutup dari magnet memiliki simetri 180 o. Karena hasil kali medan magnet (A/m) dan induksi (V.det/m2) merupakan energi per satuan volume (J/m3) disebut dengan energi produk maksimum (BH)max, luas daerah hasil integrasi di dalam loop histerisis adalah sama dengan energi yang diperlukan untuk siklus magnetisasi mulai dari 0 sampai +H hingga H sampai 0. Energi yang dibutuhkan magnet lunak dapat diabaikan, magnet keras memerlukan energi lebih banyak sehingga kondisi-ruang, demagnetisasi dapat diabaikan. Dikatakan dengan magnetisasi permanen. Magnet permanen dapat diberi indeks berdasarkan medan koersif yang diperlukan untuk menghilangkan induksi. Patokan ukuran yang lebih baik adalah hasil kali BH. Hasil kali BH maksimum lebih sering digunakan karena merupakan barier energi kritis yang harus dilampaui. Magnet lunak merupakan pilihan tepat untuk penggunaan pada arus bolak-balik atau frekuensi tinggi, karena harus mengalami magnetisasi dan demagnetisasi berulang kali selama selang satu detik. Spesifikasi yang agak kritis untuk magnet lunak adalah induksi jenuh (tinggi), medan koersif (rendah), dan permeabilitas maksimum (tinggi). (Van Vlack, 1984) 2.5.Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) Magnet NdFeB adalah jenis magnet permanen rare earth (tanah jarang) yang memiliki sifat magnet yang sangat baik, seperti pada nilai induksi remanen, koersivitas dan energi produk yang lebih tinggi pula apabila dibandingkan dengan magnet permanen lainnya. Dengan memiliki sifat magnetik yang tinggi, dalam aplikasinya magnet NdFeB dapat berukuran lebih kecil. Magnet logam tanah jarang (rare earth) terbentuk dari 2 atom unsur logam tanah jarang yaitu Neodymium, unsur lainnya adalah 14 atom Besi dan 1 atom Boron, sehingga rumus molekul yang terbentuk adalah Nd2Fe14B. (Novrita, 2006) Magnet permanen Neodymium-Iron-Boron memiliki energi produk yang paling tinggi (mencapai 55 MGOe) dari keseluruhan material magnetik. Magnet

31 NdFeB mempunyai dua proses utama; proses serbuk dan melt quenching. Energi produk yang tinggi dari tipe magnet ini berarti secara signifikan volume material yang dibutuhkan lebih kecil untuk penggunaan yang sama dengan magnet lain dalam jumlah besar yang diproduksi seperti Alnico dan Ferrit. Akan tetapi, NdFeB memiliki kerugian, yaitu temperatur Curie yang rendah dan sangat rentan terhadap korosi. Temperatur Curie yang rendah (312ᵒC) ini menyebabkan magnet NdFeB tidak mungkin diaplikasikan pada suhu yang tinggi. (Matthew,2013). Magnet NdFeB secara komersil telah diproduksi dalam bentuk serbuk oleh seatu perusahaan, misalnya saja NdFeB yang digunakan dalam percobaan ini, merupakan NdFeB tipe MQPB+ yang memiliki sifat-sifat magnet sebagai berikut: Tabel 2.2. Sifat NdFeB Temperature Curie Maximum Operating Temperature Energy Product atau Bhmax Koersivitas HC Density Temperature Coefficient of Br Temperature Coefficient of jhc C C 15,3-16,1 MGOe 6,7 koe 7,63 g/cm3-0,11 % / 0 C -0,35 % / 0 C 2.6.Proses Fabrikasi Magnet PermanenNdFeB Magnet NdFeB biasanya dibuat dengan cara teknologi logam serbuk (powder metallurgy). Magnet NdFeB ini dapat dibuat dengan 3 cara (Novrita,2006) yaitu: 1. Teknik sintering, yaitu dengan cara teknologi logam serbuk yaitu dengan cara milling, dicetak, sintering, surface treatment, magnetisasi dan dihasilkan produk akhir. Magnet yang dihasilkan dengan teknik ini menghasilkan energy produk (BHmax) yang paling tinggi. 2. Teknik Compression bonded, yaitu dengan cara mencampurkan serbuk NdFeB dengan suatu binder/pelumas, dikompaksi dan kemudian dipanaskan. Energi produk yang dihasilkan dengan teknik ini lebih rendah bila dibandingkan dengan cara teknik sintering. 3. Teknik Injection Molding, yaitu dengan cara mencampurkan serbuk NdFeB dengan suatu binder/pelumas dan kemudian diinjeksi. Energi

32 produk yang dihasilkan dengan cara teknik ini lebih rendah dibandingkan dengan teknik sintering dan teknik Compression bonded. 2.7.Bonded Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) Bahan Bonded Magnet merupakan magnet komposit yang dibuat dari serbuk magnet yang dicampurkan dengan bahan matriks (pengikat/binder) yang bersifat non magnet. Bahan bonded magnet dapat bersifat kaku (rigid) atau lentur (flexible) tergantung dari jenis pengikat yang digunakan. Bahan NdFeB mempunyai sifat kemagnetan yang unggul (BHmax) dan dapat diaplikasikan dalam bidang industri otomotif, kesehatan dan elektronik. Adapun fungsi dari matriks adalah untuk menyatukan butiran serbuk magnet menjadi satu kesatuan dalam bentuk komposit. Selain itu, bahan matriks sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik, listrik, maupun stabilitas termal dari magnet komposit. (Ihsan, 2005) Bonded Magnet ini memiliki kelemahan pada hasil material magnetnya. Hal itu dikarenakan oleh magnet isotropik memiliki sifat yang lebih rendah dari pada magnet yang disintering. Akan tetapi, disamping kelemahan tersebut, hasil dari Bonded Magnet ini memiliki keutungan-keuntungan sebagai berikut: a. Sederhana dan biaya produksi rendah. b. Mudah dibentuk dan variasinya juga beragam. c. Ketahanan mekanik yang cukup baik. Bonded Magnet dengan campuran logam transisi tanah jarang (rare earth permanent magnets) mempunyai sifat magnet unggul dibandingkan sifat magnetik bonded ferrit. Hal tersebut terlihat secara signifikan, karena magnet bonded ferrit mempunyai koefisien temperatur positif terhadap Hc yang berarti koersivitas meningkat dengan peningkatan temperatur. (Deswita, 2007). 2.8.Besi (Fe) Besi adalah unsure kimia dengan simbol Fe (dari bahasa Latin: zat besi). Dan nomor atom 26.Ini merupakan logam dalam transisi deret pertama. Besi merupakan logam transisi yang paling banyak dipakai karena relative melimpah di

33 bumi. Besi juga merupakan elemen paling umum di Bumi, membentuk banyak inti luar dan dalam bumi. Besi juga diketahui sebagai unsur yang paling banyak membentuk dibumi, yaitu kira-kira 4,7 5 % pada kerak bumi. Karakter endapan besi ini berupa endapan yang berdiri sendiri namun seringkali ditemukan berasosiasi dengan mineral logam lainya. Kadang besi sebagai kandungan logam tanah (residual), namun jarang memiliki nilai ekonomis yang tinggi. Kebanyakan besi ini hadir dalam berbagai jenis senyawa oksida, endapan besi yang ekonomis umumnya berupa Magnetite, Hematite, Limonite, dan Siderite. Dari mineral-mineral bijih besi magnetite adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, tetapi terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematite merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi.(syukri, 1999). Beberapa jenis endapan yang memungkinkan endapan besi bernilai ekonomisyaitu : 1. Magnetik: Magnetite dan Titaniferous magnetite. 2. Metasomatik kontak: magnetite dan specularite. 3. Pergantian/replacement: magnetite dan hematite. 4. Sendimentasi/placer: hematite, limonite, dan siderite. 5. Kosentrasi mekanis dan residual: hematite, magnetite, dan limonite. 6. Oksidasi: limonite dan hematite. Tabel 2.3 Informasi Dasar Unsur Besi Nama Unsur Besi Simbol Fe Nomor Atom 26 Massa Atom g/mol Titik Didih 3143 K Titik Lebur 1811K Struktur Kristal BCC Warna Perak keabu- abuan Konfigurasi Elektron [Ar] 3d6 4s2

34 2.9.Binder Epoxy Epoksi adalah suatu kopolimer, terbentuk dari dua bahan kimia yang berbeda. Ini disebut sebagai "resin" dan "pengeras". Resin ini terdiri dari monomer atau polimer rantai pendek dengan kelompok epoksida di kedua ujung. Epoksi resin paling umum yang dihasilkan dari reaksi antara epiklorohidrin dan bisphenol-a, meskipun yang terakhir mungkin akan digantikan dengan bahan kimia yang serupa. Pengeras terdiri dari monomer polyamine, misalnya Triethylenetetramine (Teta). Ketika senyawa ini dicampur bersama, kelompok amina bereaksi dengan kelompok epoksida untuk membentuk ikatan kovalen. Setiap kelompok NH dapat bereaksi dengan kelompok epoksida, sehingga polimer yang dihasilkan sangat silang, dan dengan demikian kaku dan kuat. Proses polimerisasi disebut "curing", dan dapat dikontrol melalui suhu, pilihan senyawa resin dan pengeras, dan rasio kata senyawanya; proses dapat berlangsung beberapa jam. Beberapa formulasi manfaat dari pemanasan selama masa curing, sedangkan yang lainnya hanya memerlukan waktu, dan suhu ambien. Dalam bentuk asli epoksi resin keras dan getas. Epoksi resin adalah termasuk kelompok plastik thermosetting. Yaitu tidak meleleh lagi jika dipanaskan. Pengerasannya terjadi karena reaksi polimerisasi, bukan pembekuan. Oleh karena itu epoksi resin tidak mudah didaur ulang. Resin epoksi mampu bereaksi dengan pengeras yang cocok untuk membentuk matriks silang dengan kekuatan besar dan daya ikat yang sangat baik untuk berbagai macam subtrat. Hal ini membuat resin epoksi ideal untuk aplikasi perekat yang membutuhkan kekuatan ikat tinggi. Beberapa karakteristik unik resin epoksi yaitu hampir tidak mengalami penyusutan selama proses curing, ketahanan kimia yang baik, kemampuan untuk mengikat subtrat yang tidak berpori dan fleksibilitas yang besar (Goulding, 2003). Epoxie dikenal karena adhesi yang sangatbaik, ketahanan kimia dan panasnya yang sangat baik, baik untuk sifat mekanik yang sangat baik dan sifat isolasi listrik yang sangat baik, namun hampir semua properti dapat dimodifikasi.epoksi ini tahan lama, lemas dan liat, dapat dibuat lapisan pelindung yang baik. Bahan ini terutama dipakai untuk cat dasar, pelapis dan pernis, serta sebagai bahan pinggiran kaleng, drum, pipa tangki, dan mobil-mobil tangki. Sebagai bahan perekat epoksi ini sangat menonjol. Juga telah semakin meningkat pemakaiannya untuk mencetak, mengecor, dan melaminasi.

35 Lapisan atau lapisan gabungan, dari produk damar epoksi dan serat kaca telah digunakan secara meluas dalam aliran listrik, pesawat udara, pipa saluran, perumahan, tangki dan peralatan atau perkakas VSM (Vibrating Sample Magnetometer) Vibrating Sample Magnetometer (VSM) merupakan salah satu jenis peralatan yang digunakan untuk mempelajari sifat magnetik bahan. Dengan alat ini akan dapat diperoleh informasi mengenai besaran besaran sifat magnetik sebagai akibat perubahan medan magnet luar yang digambarkan dalan kurva histeresis, sifat magnetik bahan sebagai akibat perubahan suhu, dan sifat sifat magnetik sebagai fungsi sudut pengukuran atau kondisi anisotropik bahan. Gambar 2.3 Peralatan VSM (Vibrating Sample Magnetometer) (P2F LIPI). Salah keistimewaan VSM adalah merupakan vibrator elektrodinamik yang dikontrol menggunakan arus balik. Sampel dimagnetisasi dengan medan magnet homogen. Jika sampel bersifat magnetik, maka medan magnet akan memagnetisasi sampel dengan meluruskan domain magnet. Momen dipol magnet sampel akan menciptakan medan magnet di sekitar sampel, yang biasa disebut magnetic stray field. Ketika sampel bergetar, magnetic stray field dapat ditangkap oleh coil. Medan magnet tersebar tersebut akan menginduksi medan listrik dalam coil yang sebanding dengan momen magnetik sampel. Semakin besar momen magnetik, maka akan menginduksi arus yang semakin besar. Dengan mengukur arus sebagai fungsi medan magnet luar, suhu maupun orientasi sampel, berbagai sifat magnetik bahan dapat dipelajari. Dalam penelitian ini, nilai magnetisasi diukur selain untuk mengetahui kemampuan magnetik nanosfer yang dihasilkan juga untuk mendapatkan informasi komposisi nanosfer.

36 Karakterisasi sifat magnetik dengan VSM, Data yang diperoleh dari karakterisasi sifat magnet berupa kurva histeresis dengan sumbu x merupakan medan magnet yang menginduksi sampel dalam satuan Tesla dan sumbu y merupakan magnetisasi sampel dalam satuan emu/gram. (Thresya,2014) Densitas Salah satu sifat yang penting dari suatu bahan adalah densitas. Densitas didefinisikan sebagai massa per satuan volum. Jika suatu bahan yang materialnya homogen bermassa m memiliki volume v, densitasnya adalah... (2.9) dengan: = densitas (gr/cm 3 ) m = massa sampel (gr) V = volume sampel (cm 3 ) Secara umum, densitas suatu bahan tergantung pada faktor lingkungan seperti suhu dan tekanan. (Young,D.H. 2002) Mikrostruktur dan Mikroskop Optik Struktur mikro merupakan butiran-butiran suatu benda logam yang sangat kecil dan tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, sehingga perlu menggunakan mikroskop optik atau mikroskop elektron untuk pemeriksaan butiran-butiran logam tersebut. Struktur material berkaitan dengan komposisi, sifat, sejarah dan kinerja pengolahan, sehingga dengan mempelajari struktur mikro akan memberikan informasi yang menghubungkan komposisi dan pengolahan sifat serta kinerjanya. (Ahmad Rifai M Nur Sagala, 2012). Salah satu alat untuk analisa struktur mikroa dalah Optical Microscope. Pada optical microscope, ketika cahaya dari lampu mikroskop melewati kondenser dan kemudian melewati spesimen (spesimen dianggap adalah penyerap cahaya), hanya sedikit saja cahaya yang melewati spesimen tanpa terganggu. Cahaya tersebut disebut sebagai cahaya langsung atau cahaya tidak terdeviasi. Cahaya pada mikroskop yang terpantul sering disebut mikroskopi metalurgical, merupakan metode yang digunakan untuk fluorescence dan penggambaran

37 spesimen yang terlihat buram meski ketika diturunkan ketebalannya hingga 30 mikron. Rentang spesimen yang termasuk dalam kategori ini banyak sekali dan termasuk logam, mineral, keramik dan berbagai jenis polimer, semikonduktor, batubara, plastik, kertas, kayu, kain, dan material lainnya, karena cahaya tidak mampu melewati spesimen tersebut, maka harus diarahkan langsung pada permukaan dan akhirnya terpantul kembali ke objektif mikroskop baik oleh refleksi spekular maupun terdifusi. (Davidson dan Abramowitz, 2002) Dengan menerapkan teknik optical microscopy, mikroskop cahaya digunakan untuk mempelajari mikrostruktur, dengan sistem optik dan iluminasi adalah elemen dasarnya. untuk material yang buram pada cahaya tampak (semua jenis logam, dan berbagai jenis keramik dan polimer), hanya permukaan sampelnya yang diobservasi, dan mikroskop cahaya harus dipakai pada mode pemantulan. Kontras pada gambar dihasilkan dari perbedaan pemantulan dari berbagai bagian mikrostruktur. Investigasi dari tipe ini biasanya sering disebut metallograhic, karena logam merupakan bahan pertama yang dianalisa memakai teknik ini. Persiapan specimen membutuhkan kehati-hatian dan ketelitian untuk menampilkan detail penting mikrostrukturnya. Permukaan specimen pertama harus diratakandan dipoles hingga halus dan seperti cermin. Hal ini dapat dihasilkan dengan menggunakan kertas amplas Image-J Image-J adalah software gratis (free-software) untuk pengolahan gambar digital berbasis Java yang dibuat oleh Wayne Rasband dari Research Services Branch, National Institute of Mental Health, Bethesda, Maryland, USA (Podlasov, 2003) Penggunaan ImageJ dalam analisis gambar digital telah digunakan secara luas dalam bidang kesehatan dan biologi (Abramoff Michael, 2004).Image-J merupakan perangkat lunak yang dapat diunduh secara gratis dari Perangkat lunak yang telah diunduh dapat dipasangkan ke komputer dengan menjalankan paket program tersebut. Ada dua macam versi yang dapat diunduh melalui alamat tersebut yaitu versi-32 bit dan versi-64 bit. Image-J dapat di-upgrade versi terbarunya dengan cara membuka Image-J lalu

38 mengklik Help > Update atau dengan cara membuka link (Ross Jacqui, 2009)

39 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Penelian ini dilaksanakan di Keltian Magnet, Pusat Penelitian Fisika LIPI Puspiptek, Gedung 441 Serpong, Tangerang Selatan, Banten Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan pada 10 Oktober 2016 sampai 30 Desember Peralatan dan Bahan Penelitian Bahan Peralatan dan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: Peralatan Penelitian Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: a. Spatula Berfungsi sebagai alat untuk mengambil serbuk bahan baku pembuatan sampel. b. Neraca digital 3 digit Berfungsi sebagai alat untuk menimbang bahan-bahan yang akan digunakan dalam pembuatan sampel magnet NdFeB. c. Shaker Mill Berfungsi sebagai alat untuk mencampurkan serbuk magnet NdFeB dengan polimer. d. Cetakan (Moulding) Berfungsi sebagai wadah cetakan sampel magnet berbentuk pellet.

40 e. Press f. Cawan Berfungsi sebagai tempat meletakkan sampel saat proses pengeringan. g. Jangka Sorong Digital Berfungsi sebagai alat ukur dimensi sampel magnet. h. Magnet-Physic Dr. Steingroever GmbH Impulse magnetizer K- Series Berfungsi sebagai alat magnetisasi sampel yang telah dicetak. i. Gaussmeter Berfungsi sebagai alat untuk mengukur besarnya medan magnet permukaan sampel magnet. j. VSM (Vibrating Sample Magnetometer) / Permeagraph Berfungsi untuk menganalisa sifat magnet dalam bentuk kurva B-H. k. Kotak Hampa Oksigen (Glove Box) Berfungsi untuk menyimpan sampel dalam keadaan vakum Bahan Penelitian Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: a. Powder Neodymium Iron Boron (NdFeB) komersil type MQP-B+ Berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan bonded magnet NdFeB. b. Serbuk Fe Berfungsi sebagai campuran bahan baku. c. Resin epoxy (bahan polimer termoplastik) Berfungsi sebagai binder (perekat) dalam bonded magnet NdFeB. d. Toluen Berfungsi untuk membasahi bahan serbuk agar tidak terbakar saat proses milling

41 3.3. Diagram Alir Penelitian Diagram alir dari pembuatan pelet bonded magnet NdFeB dengan penambahan serbuk Fe dan perekat resin epoxy dapat dilihat pada gambar berikut:

42 Gambar 3.1 Diagram alir penelitian 3.4.Prosedur Penelitian Prosedur penelitian dalam pembuatan bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe. Tahap tersebut terdiri atas preparasi bahan serbuk (pencampuran

43 bahan, proses wet milling dan pengeringan serbuk). Pembuatan pelet (pencampuran bahan, kompaksi, pengeringan dan karakterisasi pelet). Dan akan dijelaskan sebagai berikut: Preparasi Bahan Serbuk Pencampuran Bahan Baku Pencampuran bahan serbuk dilakukan di dalan glovebox (vacum + gas Ar), denagn menimbang serbuk NdFeB type MQPB+ dan serbuk Fe menggunakan neraca digital 3 digit. Dalam hal ini dilakukan variasi tanpa penambahan Fe dan dengan penambahan Fe, dengan komposisi penambahan Fe 5% dan 10% (dalam %wt) di dalam NdFeB. Maka ditimbang serbuk NdFeB 10 gram untuk 0% Fe, serbuk NdFeB dan Fe sebanyak 9,5 dan 0,5 gram untuk 5 %wt Fe dan 9 dan 1 gram untuk 10 %wt Fe Proses milling Serbuk dimasukkan ke dalam jar mill yang sebelumnya sudah diisi dengan 10 bola milling yang memiliki ukuran bervariasi, lalu ditambahkan toluen sampai serbuk dan bola terendam. Kemudian jar mill di tutup rapat dan dikeluarkan dari glovebox. Dimasukkan kedalam shaker mill kemudian diketatkan antara shaker mll dan jar mill dengan kunci agar tidak terlepas saat proses shake. Milling dilakukan selama 30 menit Pengeringan Serbuk basah Serbuk hasil wet milling dipindahkan pada botol kaca kemudian dimasukkan ke dalan vakum dryer yang diatur suhunya sebesar 32 0 C dan tekanan sebesar 10 mbar kemudian dibiarkan sampai serbuk mengering Preparasi Sampel Uji (Pelet) Pencampuran Bahan

44 Bahan serbuk NdFeB dan NdFeB + Fe yang telah mengering kemudian dicampur dengan epoxy 4%wt, dalam hal ini satu sampel pelet akan dibuat dengan dengan serbuk sebanyak 5 gram, maka ditambahkan epoxy sebanyak 0,2 gram kemudian ditambahkan lagi hardener sebanyak satu tetes lalu semua bahan diaduk rata menggunakan spatula Proses Kompaksi Setelah pencampuran selanjutnya dilakukan kompaksi pada masing masing variasi serbuk NdFeB dengan gaya 70 kgf dan ditahan selama 2 menit dengan suhu ruangan 30ᵒC menggunakan alat kompaksi hidroulic press. Hasil kompaksi berbentuk pelet. Sampel yang telah dikompaksi kemudian dipindahkan ke tatakan pelet dan disimpan sementara di dalam glove box agar mengering dan tidak teroksidasi Proses Magnetisasi Setelah pelet mengering maka tahap terakhir adalah melakukan magnetisasi sampel. Magnetisasi dilakukan dengan menggunakan Magnet-Physic Dr.Steingroever GmbH Impulse Magnetizer K-Series dengan V= 1500 Volt dan I yang dihasilkan sekitar 5,13 5,14 ka Karakterisasi Analisa Sifat Magnetik Serbuk Analisa sifat magnet dan kuat medan magnet sampel serbuk NdFeB dilakukan menggunakan VSM (Vibrating Sample Magnetometer), salah satu jenis peralatan yang digunakan untuk mempelajari sifat magnetik bahan. Dengan alat ini akan diperoleh informasi mengenai besaran-besaran sifat magnetik sebagai akibat perubahan medan magnet luar yang digambarkan dalam kurva histerisis yang dilengkapi dengan nilai induksi remanen (Br) dan gaya koersif (Hc), serta Momen Magnetik sifat magnet bahan sebagai akibat perubahan suhu, dan sifat-sifat magnetik sebagai fungsi sudut pengukuran atau kondisi anisotropik bahan. Pada saat pengukuran berlangsung, terjadi proses magnetisasi pada sampel, sehingga sampel akan memiliki sifat magnet setelah pengujian dilakukan.

45 Setelah diberi medan magnet luar bahan baru akan memilki medan magnet, cara pemberian medan magnet ini dilakukan secara perlahan-lahan sehingga pada kondisi tertentu, sampel benar benar mencapai titik kejenuhan magnetisasinya (saturasi) dan medan magnetnya searah dengan medan dari VSM. Kemudian pemberian medan magnet ini diturunkan secara perlahan sehingga terbentuk remanensi Br. Hal inilah yang menentukan magnet tersebut merupakan magnet permanen. Koersivitas magnet sendiri didapat saat H mencapai nol dan dicapai nilai remanen arah balik, -Br. Kemudian medan magnet H diberikan kembali hingga mencapai saturasi (kejenuhan). Akhirnya akan diperoleh kurva B-H (kurva histeresis) dari sampel serbuk yang diuji Analisa Densitas Analisa densitas sampel pelet dengan cara menimbang massa pelet NdFeB menggunakan neraca digital dan menghitung diameter dan tebal sampel pelet NdFeB dengan menggunakan jangka sorong digital untuk memperoleh volume pelet NdFeB. Pengukuran ini dilakukan melalui perbandingan massa pelet NdFeB dengan volume pelet NdFeB setelah diberikan perlakuan panas (Heat Treatment). Kemudian nilai densitas pelet akan diperoleh dengan persamaan: p =... (3.1) Dimana : p = Densitas sampel pelet NdFeB (gram/cm 3 ) = massa sampel pelet NdFeB (gram) = volume sampel pelet NdFeB (cm 3 ) Analisa Densitas Fluks Magnetik Analisa densitas fluks magnetik sampel pelet magnet NdFeB dalam penelitian ini menggunakan Gaussmeter (Model GM-2 AlpaLab, Inc). Analisa ini dilakukan dengan cara mengambil sampel yang telah dimagnetisasi dengan menggunakan pinset dan sampel diletakkan di atas sebuah wadah kertas atau tisu kemudian ujung pendeteksi Gaussmeter diletakkan pada permukaan sampel pelet NdFeB, selanjutnya ujung sensor pendeteksi digerak gerakkan pada permukaan sampel

46 pelet. Kemudian nilai densitas fluks magnetik yang dihasilkan akan ditampilkan pada display Gaussmeter. Penghitungan nilai densitas flus magnetik tersebut akan diambil nilai peak tertinggi yang ditampilkan pada Gaussmeter Analisa Tekstur Permukaaan Analisa tekstur permukaan dilakukan dengan menggunakan Optical Microscope Bestcope dengan perbesaran maksimal 40x. Pelet yang akan dilihat tekstur permukaannya sebelumnya dipoles sampai permukaan pelet rata dan mulus. Kemudian sampel pelet diletakkan dimeja preparat pada mikroskop optikal dan dilihat tekstur permukaanya yang ditampilkan pada monitor komputer Analisa Ukuran Partikel Analisa ukuran partikel dilakukan dengan mengelola gambar yang di dapatkan dari hasil Mikroskop OptikmenggunakanaplikasiImage J, dalam hal ini adalah permukan pelet NdFeB hasil kompaksi.dari image J didapat data diameter ratarata partikel.analisasampelinimeliputitigatahap, yaitu : 1. Tahap persiapan gambar Langkah pada tahap ini meliputi start open software Image-J > open file > pilih menu Analyze > Set Scale (nm, µ m) > pilih menu Image> Crop gambar. 2. Tahap threshold gambar Tahap ini merupakan tahap segmentasi warna gambar. Pada tahap ini, warna dibedakan menjadi warna partikel atau pori dan warna latar belakang (baground). Langkah pada tahap ini adalah pilih menu Image > Adjust > Threshold > Setting ukuran warna berdasarkan topografi gambar. 3. Tahap analisis gambar Langkah dalam tahap ini adalah pilih menu Analyze > Set parameter > Ok, pilih kembali menu Analyze > Analyze Particles. Nilai data hasil analisis keluar dalam bentuk file Excel.

47 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.Karakterisasi Sifat Fisis Hasil Pengujian Optical Microscope (OM) Pengujian dengan menggunakan optical microscope (OM) dilakukan pada sampel berbentuk pelet yang bertujuan untuk melihat penyebaran partikel pada permukaan sampel dan mengukur diameter partikel. Pengukuran diameter partikel diolah dari hasil foto OM dengan menggunakan software Image J. Hasil foto sampel dengan perbesaran 100 kali kemudian ditreshold untuk melihat bentuk partikel-partikel yang akan dianalisis diameternya. Hasil pengujian diameter partikel sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi penambahan 0%, 5%, dan 10% Fe dapat dilihat pada Gambar 4.1. Gambar cuplikan asli (belum diolah) Gambar hasil treshold (a) (b)

48 (c) Gambar 4.1 hasil foto menggunakan OM dan gambar setelah treshold sampel dengan penambahan: (a) 0% Fe, (b) 5% Fe, dan (c) 10% Fe. Hasil perhitungan diameter sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Hasil perhitungan diameter rata-rata partikel. No. Penambahan Fe (% wt) Diameter partikel rata-rata (nm) , , ,2 Dari tabel 4.1. maka dapat dilihat bahwa sampel dengan kandungan 10%Fe (% wt) diameter partikel diperoleh lebih kecil yaitu 51,2 nm. Hal ini diperkirakan karena kandungan serbuk Fe dengan diameter partikel 136 nm lebih banyak. Hubungan antara ukuran partikel serbuk terhadap penambahan %Fe pada NdFeB adalah berbanding terbalik, artinya semakin banyak %Fe yang ditambahkan maka ukuran partikel semakin kecil. Hal tersebut sesuai dengan hubungan antara ukuran partikel dengan densitas yang berbanding terbalik. Semakin tinggi densitas serbuk, maka semakin kecil ukuran partikel yang dihasilkan Hasil Pengujian Densitas Hasil penelitian densitas dari sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) dapat dilihat pada Tabel 4.1.

49 Tabel 4.2. Data hasil densitas pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) Fe ( %wt ) Densitas pelet (g/cm 3 ) 0 5,4 5 5,5 10 5,53 Dari Tabel 4.2. di atas dapat dibuat grafik hubungan antara densitas pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) seperti pada gambar berikut ini: Gambar 4.2. hubungan antara densitas pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) Dari Grafik 4.2. dapat dilihat bahwa variasi penambahan serbuk Fe pada NdFeB sangat berpengaruh terhadap nilai densitas bonded magnet NdFeB. Sampel pelet dengan penambahan Fe 10% memiliki nilai densitas paling besar yaitu 5,53 g/cm 3 dibandingkan sampel pelet dengan penambahan 0% dan 5% Fe. Hubungan antara penambahan jumlah Fe berbanding lurus dengan nilai densitas sampel pelet bonded magnet NdFeB. (M.Drak, 2007)

50 4.2.Karakterisasi Sifat Magnet Hasil PengujianVSM(Vibrating Sample Magnetometer) VSM (Vibrating Sample Magnetometer) merupakanperalatan yang digunakan untuk mempelajari atau menguji sifat magnetik suatu bahan. Pengujian VSM dilakukan untuk memperoleh informasi mengenai besaran-besaran sifat magnetik sebagai akibat perubahan medan magnet luar yang digambarkan dalam kurva histeresis yang dilengkapi dengan nilai induksi remanent (Br) dan gaya koersif (Hc). Hasil pengujian sifat magnet oleh VSM pada sampel magnet NdFeB dengan variasi penambahan Fe akan ditunjukkan seperti pada gambar dibawah ini : Gambar 4.2. Kurva histeresis magnet NdFeB dengan variasi penambahan Fe 0%, 5%, dan 10% (dalam %wt) Untuk mengetahui nilai sifat magnetik dari hasil kurva histeresis pada gambar 4.9 diatas akan ditunjukkan seperti pada tabel 4.3. dibawah ini : Tabel 4.3. Data hasil pengujian sifat magnetik sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi pengayaan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt)

51 Fe (%wt) Mr(kG) Ms(kG) Hc(kOe) Bhmax(MG Oe) 0% 6,41 10,25 3,885 4,31 5% 6,17 10,54 5,146 4,38 10% 5,71 11,02 3,335 3,28 Dari hasil kurva histeresis dan tabel 4.3 diatas menunjukkan bahwa magnet NdFeB dengan penambahan Fe merupakan hard magnetic material (magnet permanen). Bahan magnet keras (magnet permanen) ditandai dengan kurva histeresis yang besar dan nilai koersivitas (Hc) yang tinggi diatas 200Oe. Koersivitas (Hc) merupakan besar medan magnet balik yang dibutuhkan untuk meniadakan kemagnetan suatu bahan. Kekuatan magnet (magnetic field) ditentukan oleh besarnya remanensi (Mr) dari suatu bahan. Remanensi (Mr) merupakan magnet sisa yang terdapat pada bahan setelah pengaruh medan magnet luar ditiadakan. Hasil kurva histeresis di atas menunjukkan bahwa nilai koersivitas (Hc) dan nilai remanansi (Br) lebih bensar pada penambahan 5 %wt serbuk Fe, sebesar 5,146 koe dan 6,17 kg.nilai energi produk maksimum (BH max ) juga lebh tinggi pada penambahn 5%wt serbuk Fe yaitu sebesar 4,38 MGOe. Besarnya nilai produk maksimum didapat dari nilai maksimal perkalian antara B dan H pada kuadran kedua kurva histeresis Hasil Pengujian Gaussmeter Hasil pengujian kuat medan magnet menggunakan gaussmeter dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4. Nilai Fluks Magnetik pada sampel pelet bonded magnet NdFeB dengan variasi penambahan Fe 0%, 5% dan 10 (%wt) menggunakan Gaussmeter Fe ( %wt ) Fluks Magnetik (Gauss) , , ,5

52 Dari tabel 4.4. dia atas dapat dibuat grafik hubungan antara (%wt) Fe dengan nilai fluks magnetik seperti pada gambar berikut ini : Gambar 4.4. Grafik hubungan antara (%wt) Fe terhadap nilai fluks magnetik pada pelet bonded magnet NdFeB. Dari hasil gambar 4.4. di atas menujukkan bahwa pada penambahan Fe 5%wt pada serbuk NdFeB memiliki nilai fluks magnetik tertimggi yaitu sebesar 1408,4 G dibandingkan dengan penambahn 0% dan 10% Fe. Pada bonded NdFeB tanpa penambahan Fe nilai fluks magnetiknya adalah sebesar 1205,3 G tapi pada penambahan 10% Fe nilai fluks magnetnya mengalami penuruan, yaitu menjadi sebesar 1170,5 G. Berdasarkan penelitian (Ayu, 2012) tentang korelasi ukuran butir dengan sifat fisis dan sifat magnet, bahwa ukuran butir tidak secara langsung mempengaruhi sifat magnet tapi berbanding lurus dengan nilai densitas. Sementara pada hasil penelitian (Drak M, 2009) bahwa penambahan serbuk besi menyebabkan penurunan sifat magnetik material komposit namun bermanfaat dengan mempertimbangkan sifat mekanik

53 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil penelitian tentang Pengaruh penambahan Fe pada bonded magnet NdFeB terhadap sifat fisis dan sifat magnet, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut : 1. Telah berhasil dilakukan pembuatan pelet magnet NdFeB dengan variasi penambahan serbuk Fe dengan menggunakan perekat epoxy. 2. Berdasarkan analisa didapatkan bahwa penambahan serbuk Fe dapat meningkatkan nilai densitas magnet NdFeB, tapi mengurangi nilai magnetik bahan tersebut. 3. Berdasarkan hasil pengujian VSM dan Gaussmeter pada penambahan 5% Fe memiliki sifat magnet terbaik dibandingkan dengan tidak ditambahkan Fe juga dengan penambahan Fe 10% dengan Mr sebesar6,17 kg; Hc = 5,146 koe dan BHmax = 4,38 MGOe 5.2. Saran Untuk penelitian selanjutnya dalam pembuatan bonded magnet NdFeB dengan penambahan serbuk Fe disarankan: 1. Pada pengujian ukuran pertikel sebaiknya menggunakan PSA (Particle Size Analyzer) agar hasil yang diperoleh lebih mudah dan tepat. 2. Untuk penambahan pemahaman tentang kurva histersis dan nilai energi produk (BH max ) pada bonded magnet NdFeB, seharusnya dilakukan pengujian Permeagraph. 3. Mengingat NdFeB mudah korosi, sebaiknya pada pembuatan mahnetndfeb dilakukan pelapisan (coaing) agar sampel tidak mudah korosi.

54 DAFTAR PUSTAKA C. Kurniawan, dkk AnalisisUkuranPartikelMenggunakan Free Softwere Image J. PusatPenelitianFisika. LIPI. Clauhan Pooja Preparation and Characterization of Barium hexaferrite by Barium Monoferrite. (In Materials and Metalurgical Engineering School of physics and Material Science). [dissertation]. Punjab : Thapal University Patiala. Davidson dan Abramowitz Optical Microscopy. John Wiley & Sons, Inc. New York. Deswita, Aloma Karo dan Sudirman Pembuatan dan Karakterisasi Rigid Bonded Magnet Berbasis Logam Tanah Jarang (Nd-Fe-B) berperekat Resin Poliester. Jurnal Sains Materi Indonesia. Drak, M Corrosion of Nd-Fe-B Permanent Magnets. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 20 Issues Hard Magnetic Materials NdFeB/Fe with Epoxy Resin Matrix. Volume 24 Issues Manufacturing of Hard Magnetic Composite Materials Nd-Fe-B. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. Farr,Matthew A Study On The Impact Of Surface and Bulk Oxidation On The Recyclability Of NdFeB Magnets. [Thesis]. England : University of Birmingham, Magnetic Materials Group. Green Peace April reports "our reproductive health and chemical exposure". Habibi Taufik Pembuatan Magnet Komposit Berbasis Karet Alam dan Serbuk Magnet Barium Ferrite (Studi kasus di Universitas Negeri Semarang, Semarang). [Thesis]. Semarang: Universitas Negeri Semarang. Pragram Sarjana S-1. Halliday & Resnick Fisika. Erlangga. Jakarta. Ihsan, M. dkk Ketahanan Korosi Bahan Magnet Berbasis Rigid Bonded Magnet. Vol 7 No.1. Oktober Hal : 55-59

55 Jiles D Introduction Ti Magnetism and Magnectic Material, 2nd Ed. London New York: chapman and hall. Novrita Idayanti., Dedi Karakterisasi Komposisi Kimia Magnet NdFeB dengan Energi Disfersive Spectroscopy (EDS). Edisi Kedua. Voume 20. Ray Zailani Hubungan Antara Ukuran Partikel pada Pembuatan Bonded Permanen Magnet Nd-Fe-B Terhadap Struktur Mikro dan Sifat Magnet. Medan : Universitas Sumatera Utara. Ridha, Mohammad dan Darminto Analisis Densitas, Porositas, dan Struktur Mikro Batu Apung Lombok dengan Variasi Lokasi menggunakan Metode Archimedes dan Software Image-J. Jurnal Fisika dan Aplikasinya.InstitutTeknologi Sepuluh November. Rifai, Ahmad Meningkatkan Sifat Mekanis Tembaga Komersil Untuk Bahan Propeller Kapal Nelayan Dengan Metode Accumulative Roll Bonding. Medan : Universitas Sumatera Utara. Sardjono,P., Kurniawan,C., Sebayang,P. dan Muljadi, 2012, Aplikasi Magnet Permanen di Indonesia (Data Pasar dan Pengembangan Material Magnet), Seminar Nasional Ilmu Pengetahuan Teknik, 1-5. Sears dan Zamensky Fisika Universitas. Erlangga : Jakarta. Smallman,R.E., R.J. Bishop Metalurgi Fisik Modern & Rekayasa Material. Erlangga. Jakarta. Spaldin, Nicola Handbook of Magnetic Material: Fundamentals and Applications. Second Edition. University of California. Pages: Syukri Kimia Dasar. Jilid 2. Jakarta : UI Press. Theresya Pengaruh Temperatur Heat Treatment dan Holding Time Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Sifat Magnet Permanen Bonded NdFeB. [Skripsi]. Medan : Universitas Sumatera Utara, Program Sarjana. Vlack, Lawrence H. Van Elements of Materials Science and Engineering. 5th Edition. Erlangga. Jakarta Yani Ahmad Penentuan Parameter Model Jiles-Atherton Dengan Algoritma Genetika. [Tesis]. Jakarta : Universitas Indonesia. Young, D. Hugh Fisika Universitas. Jilid 1. Erlangga. Jakarta.

56 Yulianti E dan Mujamilah Sifat Magnetik Bahan Komposit Berbasis Serbuk Magnet Ndfeb Hasil Milling Dan Polimer Termoplastik Lldpe. Tangerang : BATAN.

57 LAMPIRAN 1 1. Bahan Gambar Bahan dan Peralatan Penelitian Serbuk Fe serbuk NdFeB (MQPB+) Toluen resin epoxy

58 2. Alat Spatula Cetakan sampel Neraca digital beaker glass Vacum dryer Gaussmeter

59 Magnetic Field Press Jangka sorong digital mikroskop optik Magnetizer Glove box

60 Shaker mill (wet milling) VSM

61 1. Sampel untuk Fe 0% LAMPIRAN 2 Perhitungan Densitas Sampel Pelet Bonded Magnet NdFeB Dik : m = 5,184 gr d = 1,89 cm t= 0,52 cm Dit : ρ =? Penyelesaian : = ( ) ( ) = 0,96 cm 3 = = 5,4 gr/cm 3 2. Sampel untuk Fe 5% Dik : m = 5,196 gr d = 1,97 cm t= 0,31 cm Dit : ρ =? Penyelesaian : = ( ) ( ) = 0,9 445cm 3 = = 5,5 gr/cm 3

62 3. Sampel untuk Fe 10% Dik : m = 5,198 gr d = 1,89 cm t = 0,52 cm Dit : ρ =? Penyelesaian : = ( ) ( ) = 0,94 cm 3 = = 5,53 gr/cm 3

63 LAMPIRAN 3 Data Hasil VSM 1. Fe 0% 2. Fe 5%

64 3. Fe 10%

65

66

67

68

69 LAMPIRAN 6 Karakteristik magnet NdFeB type MQPB+

70