BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 15 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Istilah "anisotropi magnetik" mengacu pada ketergantungan sifat magnetik pada arah dimana mereka diukur. Anisotropi magnetik mempengaruhi sifat magnetisasi dan kurva histerisis dalam bahan magnetik. Sebagai akibatnya sifat anisotropi magnetik merupakan faktor penting dalam menentukan kesesuaian bahan magnetik untuk aplikasi tertentu. Anisotropi intrinsik pada material, sebagai akibat dari struktur kristal atau bentuknya, atau dapat disebabkan oleh metode pengolahan. (Spaldin, 2003) Anisotropi adalah suatu keadaan arah kristal yang tergantung pada medan magnet eksternal yang diterapkan, sehingga dapat dikatakan bahwa medan magnet eksternal yang diterapkan pada saat proses kompaksi tersebut bertujuan untuk menyearahkan arah domain partikel. Nilai dan tipe magnet anisotropi juga mempengaruhi sifat magnetisasi dan kurva histerisis dari material magnet. 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 disebabkan karena belum adanya produsen magnet permanen lokal dalam negeri. Magnet permanen ini banyak digunakan sebagai komponen pada televisi, telepon, komputer, dan bidang otomotif. Penggunaan magnet pada bidang otomotif, misalnya untuk starter, door lock, dan wiper. Dari contoh diatas menunjukkan bahwa bahan magnet yang mempunyai kekuatan tinggi akan menghasilkan peningkatan efisiensi operasi dan pengurangan berat. Dari tahun 1990 hingga 2000 konsumsi magnet meningkat mencapai 12,2% untuk setiap tahunnya. Pada tahun 2000 nilai produksi magnet mencapai $ 6,5 juta. (Deswita, 2007) Dewasa ini terdapat 4 bahan magnet permanen komersil antara lain Ferrite, AlNiCo, paduan berbasis Samarium-Cobalt (paduan antar logam SmCo 5,

2 16 Sm 2 Co 17 ) dan magnet berbasis logam tanah jarang Re-Fe-B. Magnet ferrite memiliki energi produk 5 MGOe, AlNiCo dapat menghasilkan energi produk sebesar 13 MGOe, dan magnet Sm-Co dapat menghasilkan energi produk maksimum sebesar 20 MGOe dan magnet berbasis logam tanah jarang menghasilkan energi produk maksimum sebesar 37 MGOe. Meskipin magnet Sm- Co dapat menghasilkan energi produk maksimum sebesar 20 MGOe, harganya relatif mahal, sehingga magnet tersebut jarang digunakan dalam skala besar. Selain memiliki sifat magnet intrinsik yang lebih baik, magnet ReFeB relatif lebih murah dibandingkan dengan magnet Samarium-Cobalt. (Deswita, 2007) Meskipun PrFeB dan NdFeB sama-sama merupakan magnet logam tanah jarang, magnet NdFeB dan PrFeB memiliki perbedaan sifat magnet, antara lain temperatur curie (Tc) dan energi produk (BH) max yang dihasilkan. Magnet PrFeB memiliki temperatur curie (Tc) yang lebih rendah dibandingkan magnet NdFeB, yaitu senilai 291 o C. Namun demikian, PrFeB memiliki nilai energi produk (BH) max yang lebih tinggi daripada NdFeB yaitu senilai 14,3-16,3 MGOe (MQP Product Spesification). (Deswita, 2007) Sebuah pendingin yang cepat dan proses pengerjaannya yang sesuai dengan suhu pengeringan akan menghasilkan magnet bonded anisotropi NdFeB yang baik. Kondisi yang sesuai untuk membuat magnet bonded dengan cara menambahkan binder untuk menghasilkan koersivitas magnet NdFeB. Magnet tersebut menunjukkan (BH) max = 36 MGOe dan H cj = 20 koe. (Iwasaki, 1989) Untuk memenuhi kebutuhan magnet permanen, dalam penelitian ini dipelajari pembuatan bonded anisotropi magnet dengan mencampurkan bahan serbuk Neodymium Iron Boron (NdFeB) komersil type MQA dengan bahan polimer serbuk polyvinyl Chloride (PVC) type KH-10, karena mempunyai sifat thermoset dan mudah dibentuk. Bonded magnet merupakan magnet komposit atau magnet yang terdiri dari dua bahan, yaitu matriks dan filler.

3 Perumusan Masalah Untuk menghasilkan magnet permanen NdFeB dengan kualitas terbaik tentu harus memperhatikan proses pengerjaan. Dengan demikian, perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Bagaimana karakteristik serbuk komersil type MQA-37-16: ukuran partikel dan mikrostruktur? 2. Bagaimana sifat fisis (densitas bulk) yang diorientasi dengan kuat medan magnet orientasi yang berbeda? 3. Bagaimana karakterisasi: komposisi phase dan mikrostruktur dari pembuatan bonded anisotropi magnet NdFeB? 4. Bagaimana pengaruh kuat medan magnet orientasi terhadap kuat medan magnet dan sifat intrinsik magnet pada pembuatan bonded anisotropi magnet NdFeB? 1.3 Batasan Masalah Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka diberikan batasan masalah sebagai berikut: 1. Variasi kuat medan magnet orientasi yang digunakan pada pembuatan magnet NdFeB anisotropi. 2. Karakterisasi bahan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut: a. Pengujian SEM untuk menganalisis struktur mikro material dan ukuran partikel magnet permanen NdFeB. b. Pengujian XRD untuk menganalisis struktur kristal pada magnet permanen NdFeB. c. Pengujian densitas untuk mengetahui densitas material magnet permanen NdFeB. d. Pengujian kuat medan magnet (Fluks Magnet) menggunakan Gaussmeter. e. Pengujian permagraph untuk mengetahui sifat magnet material magnet permanen NdFeB.

4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Membuat bonded anisotropi magnet NdFeB. 2. Mengetahui pengaruh kuat medan magnet orientasi terhadap sifat magnet dan sifat fisis pada pembuatan bonded magnet NdFeB. 1.5 Manfaat Penelitian Dari tujuan yang telah disebutkan di atas, maka dalam penelitian ini diharapkan manfaat dari penelitian adalah sebagai berikut: 1. Mendapatkan parameter proses pembuatan anisotropi bonded magnet NdFeB. 2. Memperoleh material magnet komposit NdFeB yang baik dengan penambahan binder polivynil chloride (Resin PVC). 1.6 Tempat Penelitian Penelitian dilakukan dibeberapa tempat, yaitu sebagai berikut: 1. Pusat Penelitian Fisika (PPF) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Puspiptek Serpong. 2. Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi (P2ET) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bandung. 1.7 Sistematika Penulisan Penulisan laporan tugas akhir ini terdiri dari lima bab dengan sistematika sebagai berikut: Bab 1 Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penelitian. Bab 2 Tinjauan Pustaka Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari penelitian yang dilakukan.

5 19 Bab 3 Bab 4 Bab 5 Metodologi Penelitian Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram penelitian (prosedur penelitian), dan karakterisasi cuplikan yang dilakukan. Hasil dan Pembahasan Bab ini membahas tetntang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian. Kesimpulan Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan saran untuk penelitian lebih lanjut.