PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI KRISTIN N. HUTAGALUNG

Transkripsi

1 PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI KRISTIN N. HUTAGALUNG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM MEDAN 2017

2 PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains KRISTIN N. HUTAGALUNG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM MEDAN 2017

3 LEMBAR PENGESAHAN PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA OLEH : KRISTIN NATALINA HUTAGALUNG NIM : Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr. Nenen Rusnaeni Djauhari, M.T Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP : NIP : Diketahui Oleh : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Pusat Penelitian Fisika-LIPI Kepala, Dr. Perdinan Sinuhaji, MS Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng. NIP : NIP : i

4 PERSETUJUAN Judul :Pembuatan Bonded Magnet Permanen NdFeB Dengan Perlakuan Permukaan (Surface Treatment) Dan Karakterisasinya Kategori : Skripsi Nama : Kristin N. Hutagalung Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di : Jakarta, 02 Mei 2017 Komisi Pembimbing Pembimbing I, Pembimbing II, Dr. Nenen Rusnaeni Djauhari, M.T Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP : NIP : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Perdinan Sinuhaji MS NIP: ii

5 PERNYATAAN PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya. Medan, 24 Juni 2017 Kristin Natalina Hutagalung NIM : iii

6 PENGHARGAAN Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan rahmatnya yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan serta pertolongan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh kelulusan sebagai Sarjana Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini yaitu PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA. Penulis berharap skripsi ini dapat menjadi bahan yang bermanfaat bagi pembaca khususnya dalam hal perkembangan magnet. Penulis tiada hentinya mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas selesainya skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini penulis mendapat banyak bimbingan, arahan, motivasi, semangat maupun saran dari berbagai pihak, sehingga setiap kesulitan yang dihadapi penulis dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini dengan ketulusan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada Orang tua penulis tercinta, Bapak (S. Hutagalung) dan Mama (D.Sitanggang) yang telah merawat, mendidik penulis dan yang selalu memberikan doa dan dukungan dari segi moril maupun materiil, serta memberikan perhatian dan kasih sayang yang tulus kepada penulis. Kepada Keluarga besar Hutagalung dan Sitanggang, kepada Bang Cia dan Kak Cia yang selalu membimbing dan membantu penulis selama penelitian di LIPI. Kepada Kakak dan adik penulis, Lisnawati Hutagalung dan Novita Oktavianti Hutagalung, kepada Birong Baginda Helbin Sitorus yang selalu memberikan semangat dan dukungan yang luar biasa kepada penulis. Kepada Bapak Dr. Kerista Sebayang, M.Sc., selaku Dekan Fakultas MIPA USU. Pudek I, Pudek II, Pudek III dan seluruh pegawai di jajaran Fakultas MIPA USU. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS., selaku Ketua Departemen Fisika sekaligus sebagai Dosen Pembimbing di Universitas Sumatera Utara, Kepada Ibu Dr. Nenen iv

7 Rusnaeni, M.T., sebagai Dosen Pembimbing di Pusat Penelitian Fisika LIPI dan Ibu Nur yang telah meluangkan waktu untuk memberikan pengetahuan dan semangat serta sabar membimbing sehingga terselesaikan skripsi ini, kepada Bapak Dr. Bambang Widyatmoko, M.Eng selaku Kepala Laboratorium Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong. Dosen lainnya di LIPI, Bapak Ir. Muljadi, M.Sc, Bapak Prof. Dr. Pardamean Sebayang, M.Si serta Staf Pegawai di bagian magnet Pak Ahmat yang sangat banyak membantu dan memberi saran dalam proses penelitian di P2F LIPI. Kepada Ibu Prof. Dr. Zuriah Sitorus, MS., selaku dosen wali yang selalu memberikan arahan dan motivasi pada penulis selama perkuliahan, kepada Bapak Awan Maghfirah, S.Si.M.Si, Bapak Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc, Bapak Junedi Ginting S.Si,M.Si yang telah mengarahkan penulis dalam penulisan skripsi dan kepada Dosen-dosen penulis yang tidak dapat disebutkan satu per satu, yang telah mendidik dan memberikan ilmu kepada penulis. Kepada Bapak Prof. Timbangen Sembiring, M.Sc., sebagai Kepala Laboratorium Fisika Zat Padat dan partner di Lab Bang Mareanus Mandrofa, Kak Marta Nainggolan. Keluarga kost/sahabat Krisdayanti Napitupulu (Kade) si adek pudan sekaligus 1 team dan Donna Frediska Lumban Batu (kakak paling tua) dan temanteman seperjuangan lainnya di LIPI, Febri, Elprida, Emmy, Niko Nababan, tulang Andi, Gibson, Rifandi, Uci Padang, Yara, Santa yang membuat penelitian lebih indah dan berwarna. Sobat-sobat yang selalu memberikan perhatian, semangat dan dukungan dalam penelitian Giovani Sitanggang, Hosanna Manalu, Hastum, Nora, Fransen. Kepada Teman-teman stambuk 2013 Physics Glory yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang selama ini berjuang bersama dalam perkuliahan di Departemen Fisika USU, dan adik-adik stambuk 2014, 2015, 2016 yang lagi berjuang dalam perkuliahannya. Kepada Kak Riris, kak Kartika, Bang Frans yang mengarahkan, memberikan semangat kepada penulis dan kepada abang dan kakak Phsics Inside. Medan, 24 Juni 2017 Penulis v

8 PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN NdFeB DENGAN PERLAKUAN PERMUKAAN (SURFACE TREATMENT) DAN KARAKTERISASINYA ABSTRAK Telah dilakukan pembuatan bonded magnet permanen NdFeB dengan perlakuan permukaan (surface treatment). Surface treatment terhadap bahan NdFeB dilakukan dengan proses perendaman serbuk ke dalam larutan aseton dengan variasi waktu perendaman yaitu 24 jam dan 90 jam. Proses pembuatan bonded magnet NdFeB dilakukan dengan pencampuran serbuk magnet NdFeB tipe MQP-B+ dan cairan epoxy resin dengan variasi epoxy resin 1%wt, 2%wt, 4%wt dan 10%wt. Kemudian dicetak menggunakan carver press dengan tekanan 150 MPa pada suhu kamar selama 1 menit. Kemudian dilakukan proses curing dengan variasi suhu curing adalah 60 o C, 100 o C, 120 o C selama 1 jam. Karakterisasi dilakukan terhadap sifat fisis yang meliputi pengukuran densitas, analisis mikrostruktur menggunakan SEM-EDX, EDX Mapping dan sifat magnet yang meliputi pengukuran kuat medan magnet menggunakan Gaussmeter dan kurva hysteresis menggunakan Vibrating Sample Magnetometer (VSM). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan binder epoxy resin pada bonded magnet NdFeB mengakibatkan penurunan densitas meskipun melakukan proses surface treatment. Nilai kuat medan magnet yang tertinggi ditunjukkan pada sampel yang tidak di treat dengan penambahan epoxy resin 2%wt sebesar 1737,47 G dengan nilai densitas sebesar 5,59 gr/cm 3. Mikrostruktur NdFeB semakin bersih dan jelas ukuran butirnya. Kata kunci : Magnet bonded NdFeB, Surface treatment, SEM-EDX Mapping vii

9 MANUFACTURING OF NdFeB PERMANENT MAGNET WITH SURFACE TREATMENT AND ITS CHARACTERIZATION ABSTRACT Manufacturing of NdFeB permanent magnet bonded with surface treatment has been done. Its surface given a treatment by doing the powder submerging process into aceton solution with variation of submerged time (24 hours and 90 hours). Manufacturing process of NdFeB magnet bonded with surface treatment started by mixing NdFeB type MQP-B+ powder with adhesive Epoxy resin with variation of 1%wt, 2%wt, 4%wt and 10%wt. After mixing process, then compacted with a pressure of 150 MPa using Carver press at room temperature for 1 minute. And then it dried with variation curing temperature of 60 o C, 100 o C and 120 o C using Under Vacuum Dryer for 1 hour. The aim of this research is to improve magnetic properties of NdFeB bonded magnet. The characterization conducted are consist of density measurement, microstructure analysis using SEM-EDX, EDX mapping and magnetic properties: flux magnetic measurement using Gaussmeter and hysteris curve analysis using VSM. From the measurement shows that addition of adhesive epoxy resin on NdFeB bonded magnet cause decreasing to density although it given a treatment on its surface. From the research, the optimum flux magnetic value achieved at sample not treated with addition adhesive resin 2% wt 1737,47 G with density 5,59 gr/cm 3. Microstructure analysis using SEM-EDX mapping shows after giving treatment on its surface makes grain size samples clean and clear, and looks active qualitatively. Keywords : Magnet bonded NdFeB, Surface treatment, SEM-EDX Mapping viii

10 DAFTAR ISI Lembar Pengesahan Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar lampiran Halaman i ii iii iv vi vii viii 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 Pengertian Medan Magnet Momen Magnetik Induksi Magnetik Kuat Medan Magnetik Bahan Magnetik Bahan Diamagnetik Bahan Paramagnetik Bahan Ferromagnetik Anti Ferromagnetik Bahan Ferrimagnetik Material Magnet Magnet Lunak (Soft Magnetic Material) Magnet Keras (Hard Magnetic Material) Magnet Permanen Neodymium (Nd) Besi (Fe) Boron (B) Bonded Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) Aseton Proses Curing 18 viii

11 2.9. Proses Kompaksi Karakerisasi Densitas SEM-EDX VSM (Vibrating Sample Magnetometer) 23 BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Waktu Penelitian Bahan dan Alat Bahan Alat Diagram Alir Penelitian Prosedur Penelitian Perendaman Bahan Baku Pengeringan Bahan Pencampuran Bahan Baku Proses Kompaksi Proses Curing Magnetisasi Karakterisasi Densitas Struktur Mikro Sifat Magnet 30 BAB 4 HASIL PENELITIAN 4.1. Pengujian Bulk Densitas Hasil Pengujian Bulk Densitas pada Suhu Curing 60 o C Hasil Pengujian Bulk Densitas pasa Suhu Curing 100 o C Hasil Pengujian Bulk Densitas pasa Suhu Curing 120 o C Pengujian Mikrostruktur Bonded Magnet NdFeB (SEM) Hasil Pengujian Sifat Magnet Pengujian Kuat Medan Magnet Pengujian Kuat Medan Magnet pada Suhu Curing 100 o C Hasil Pengujian Bulk Densitas pada Suhu Curing 100 o C Pengujian VSM (Vibrating Sample Magnetometer) 42 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 45 DAFTAR PUSTAKA 46 LAMPIRAN ix

12 DAFTAR TABEL Tabel Judul Halaman 1. Karakteristik Magnetik Bonded Magnet NdFeB Type MQP-B Informasi Dasar Unsur Neodymium (Nd) Informasi Dasar Unsur Besi / Iron (Fe) Informasi Unsur Boron (B) Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin tanpa perendaman aseton Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin dengan perendaman aseton selama 24 jam Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin Analisis unsur sampel tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) dengan SEM-EDX Analisis unsur sampel dengan perendaman aseton selama 24 jam (ac24j) dengan SEM-EDX Kuat medan magnet NdFeB terhadap komposisi epoxy resin tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB dengan perendaman aseton selama 24 jam (Ac24j) Tabel 12. Hasil Pengukuran Kuat Medan Magnet pada Bonded Magnet NdFeB 41 x

13 DAFTAR GAMBAR Gambar Judul Halaman 1. Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar 9 2. Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar Arah domain dalam bahan ferromagnetik Arah domain dalam bahan anti ferromagnetik Arah domain dalam bahan ferrimagnetik Histeris material magnet (a) Material magnet lunak, (b) Material Magnet keras Magnet Permanen NdFeB Struktur Atom Unsur Neodymium Struktur Atom Unsur Besi Strukur Atom Unsur Boron Tahapan proses kompaksi. (a) Preparation, (b) Compaction, dan (c) Completed Compaction Skema Prinsip Dasar SEM Diagram Alir Penelitian Pembuatan Bonded Magnet NdFeB Bulk densitas tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) terhadap komposisi epoxy resin Bulk densitas dengan perendaman aseton selama 24 jam terhadap komposisi epoxy resin Bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin Foto SEM Serbuk NdFeB yang tidak direndam aseton (a) Serbuk MQP-B+100, dan yang direndam aseton (b) Serbuk Ac24j Gambar 4.4 Hasil Foto Morfologi Serbuk NdFeB yang dihasilkan oleh (a,b) Secondary Electron dan (c,d) Back Scattered Electron Hasil Foto EDX-Mapping NdFeB dengan memperlihatkan unsur Fe pada (a);(b) dan unsur Nd pada (c);(d) Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB tanpa perendaman aseton Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB dengan perendaman aseton selama 24 jam Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB Kurva Histerisis Bonded Magnet NdFeB Tanpa Perendaman Aseton dengan Penambahan 2% Epoxy Resin (MQP-B+2%) dengan Suhu 120 o C 42 xi

14 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Judul Halaman 1. Peralatan dan Bahan Penelitian Perhitungan Densitas Sampel Bonded Magnet NdFeB Hasil Pengujian SEM Hasil Pengujian SEM-EDX Hasil Pengujian SEM-EDX Mapping Karakteristik Bonded Magnet NdFeB Type MQP 58 xii

15 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sudah sejak lama studi dan penelitian tentang magnet telah menghasilkan berbagai produk yang bermanfaat bagi umat manusia. Produk-produk seperti motor listrik, generator listrik, satelit, sistim pemantau radar, central lock pintu mobil, lampu, perangkat pengangkat dan penarik benda logam pada pesawat angkat, hingga kereta api cepat adalah beberapa contoh penerapan magnet. Produk yang bermanfaat di bidang kesehatan juga telah banyak dihasilkan, salah satunya yaitu MRI (Magnetic Resonance Imaging) dan gelang/kalung bio-magnet, produksi China maupun Jepang yang berupa magnet tetap yang diklaim bisa membantu melancarkan peredaran darah dan memperbaiki syaraf yang terjepit (Nanang & Tony, 2013). Magnet permanen merupakan suatu material yang sangat strategis untuk dikembangkan dimasa depan. Penguasaan teknologi produksi magnet permanen diharapkan dapat memberikan nilai tambah yang signifikan, dengan memenuhi kebutuhan magnet permanen di dalam negeri. Pemenuhan kebutuhan komponen magnet permanen sampai saat ini masih sangat bergantung dari produk impor seperti dari Jepang dan China. Oleh karena itu, diperlukan suatu kegiatan riset yang intensif untuk mengembangkan sistem produksi magnet permanen dan mendorong pertumbuhan industri lokal yang memproduksi magnet permanen untuk keperluan dalam negeri (Sardjono dkk, 2012). Perkembangan magnet permanen saat ini sangat difokuskan untuk magnet permanen energi tinggi. Salah satu bahan magnet permanen yang dapat menghasilkan energi tinggi tersebut adalah dari jenis Re-Fe-B (Re = Nd, Pr). Bahkan magnet permanen berbasis Nd-Fe-B telah menghasilkan energi produk mencapai 50 MGOe. Magnet permanen berjenis Re-Fe-B ini terbuat dari paduan logam tanah jarang berjenis Neodymium atau Praseodymium, logam Besi, dan Boron dengan fasa magnet Nd 2 Fe 14 B atau Pr 2 Fe 14 B yang memiliki struktur kristal tetragonal. Kelebihan lain dari magnet permanen berbasis Re-Fe-B ini adalah memiliki Induksi magnet saturasi yang tinggi mencapai 1,6 T atau 16 kg, dengan

16 2 induksi remanensi tertinggi saat ini mencapai 1,53 T atau 15,3 kg dalam bentuk sintered magnet. (Candra Kurniawan, 2013) Neodymium Iron Boron (Nd 2 Fe 14 B) merupakan bahan magnet permanen yang memiliki medan anisotropi dan energi produk yang sangat tinggi, serta mampu menghasilkan neomagnet, yaitu magnet yang memiliki medan magnet yang lebih baik dari pada magnet biasa serta memiliki Br dan Hc yang paling tinggi. Sehingga dengan keunggulan tersebut memungkinkan munculnya perkembangan teknologi berupa penurunan berat dan volume speaker, dinamo yang lebih kuat sehingga mampu mengerakkan mobil, serta memungkinkan munculnya mobil bertenaga listrik yang dapat digunakan untuk perjalanan jauh. (Nurul Anwar, 2011) Penerapan berbagai teknik dalam proses produksi bonded magnet, memberikan kemungkinan untuk pemanfaatan berbagai serbuk magnetik dalam kombinasi dengan bahan polimer yang berbeda sebagai zat pengikat. Pengembangan teknologi bonded, mengeksplorasi kemungkinan aplikasi dari berbagai tipe variasi dari serbuk magnet dan matriks polimer, menguji pengaruh polimer tersebut, misalnya pengaruh terhadap parameter proses, untuk mencapai kapasitas mekanik dan magnetik yang optimal adalah fokus penelitian tentang bonded magnet beberapa tahun terakhir (Trosic, 2011) Magnet bonded dalam proses pembuatannya banyak variasi polimer yang digunakan. Dalam penelitian ini jenis polimer yang digunakan adalah epoxy resin. Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan bonded magnet NdFeB menggunakan bahan baku serbuk NdFeB tipe MQP-B+ dengan diberi treat pada serbuk untuk membersihkan particle size dengan menggunakan aseton dan diberikan variasi komposisi epoxy resin pada proses kompaksi dengan mengatur variasi waktu curing pada proses curing untuk mengetahui pengaruhnya terhadap sifat fisis (densitas), mikrostrukturnya dan sifat magnet (fluks magnetik, remanensi, koersivitas, dan energi produk) dari bonded magnet NdFeB. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang akan dibahas dalam laporan ini adalah :

17 3 1. Bagaimana pengaruh perendaman serbuk dengan variasi waktu di dalam aseton pada pembuatan bonded magnet NdFeB. 2. Bagaimana pengaruh variasi komposisi epoxy resin terhadap sifat fisis, mikrostruktur dan sifat magnetiknya pada pembuatan bonded magnet NdFeB. 3. Bagaimana pengaruh variasi suhu curing terhadap sifat magnet pada pembuatan bonded magnet NdFeB. 1.3 Batasan Masalah Untuk mendapatkan suatu hasil penelitian dari permasalahan yang ditentukan, maka perlu ada pembatasan masalah penelitian, yaitu : 1. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk NdFeB tipe MQP-B+ sebagai bonded magnet dan bahan perekat yang digunakan adalah epoxy resin. 2. Variasi waktu perendaman serbuk MQP-B+ dalam aseton adalah 24 jam dan 90 jam dengan penambahan komposisi epoxy resin yang digunakan 1%, 2%, 4%, 10 %wt. 3. Variasi temperatur yang digunakan dalam proses curing adalah 60 0, 100 0, Parameter yang dianalisa pada penelitian ini yaitu : a. Pengujian densitas untuk mengetahui densitas material pada bonded magnet berbasis NdFeB. b. Pengujian menggunakan SEM untuk menganalisis mikrostuktur material, ukuran partikel dan surface permukaan pada bonded magnet berbasis NdFeB. c. Pengujian dan penganalisis kuat medan magnet (fluks magnet) menggunakan Gaussmeter pada bonded magnet berbasis NdFeB. d. Analisa sifat magnet keseluruhan sampel menggunakan VSM 1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan penelitian ini adalah : 1. Membuat bonded magnet NdFeB dengan nilai kuat medan magnet yang maksimal.

18 4 2. Mengetahui proses treat permukaan pada serbuk bahan bonded magnet NdFeB. 3. Mengetahui pengaruh komposisi epoxy resin dan variasi temperatur pada proses curing terhadap sifat fisis dan sifat magnet. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah : 1. Menambah pengetahuan tentang pembuatan bonded magnet NdFeB, setelah dilakukan treat permukaan dengan cara membersihkan serbuk. 2. Mendapatkan parameter-parameter pada proses pembuatan bonded magnet NdFeB, dengan variasi komposisi epoxy resin dan variasi temperatur pada proses curing. 3. Produk hasil penelitian tentang pembuatan bonded magnet NdFeB ini dapat diaplikasikan sebagai material komponen motor/generator listrik. 1.6 Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan di Keltian Magnet, Pusat Penelitian Fisika (P2F) LIPI Gd.440 Kawasan PUSPIPTEK Serpong, Desa Setu, Kecamatan Setu, Kota Tangerang Selatan, Kode Pos 15310, Provinsi Banten, Indonesia. Dimulai 6 Februari sampai tanggal 28 April Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada masing masing bab adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti, rumusan masalah, tujuan penelitian, mamfaat penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penelitian BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasannya.

19 5 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir penelitian, dan pengujian sampel. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang diperoleh dari penelitian berupa hasil pengukuran sifat fisis Hybrid Magnet (densitas, hardness dan struktur mikro) dan hasil pengujian sifat magnet (kuat medan magnet dan kurva histerisis). BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian yang dilakukan dan memberikan saran untuk kajian penelitian selanjutnya.

20 6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Magnet Thales, seorang filosof Yunani yang hidup pada abad VI SM, adalah orang pertama yang menaruh perhatian pada sifat biji besi. Akan tetapi, kemungkinan sebelum itu pun telah banyak diketahui. Setelah masa Thales, batuan bermuatan itu sering disebut dalam tulisan kuno. Batu bermuatan itu dinamai magnet, kata magnet berasal dari bahasa Greek magnítis líthos yang berarti batu magnesia juga berarti sebuah wilayah di Asia kecil, tempat ditemukannya banyak endapan magnetik. Istilah Magnesian ini mengacu pada daerah di kawasan Turki yang sekarang menjadi wilayah Yunani dengan nama Magnisa. Daerah Magnisa inilah banyak ditemukan sumber batu magnet sejak zaman dahulu. (Mendrofa M, 2016) Secara umum, pengertian magnet adalah kemampuan suatu benda untuk menarik benda-benda lain yang berada disekitarnya. Magnet dapat dibuat dari bahan besi, baja, dan campuran logam lainnya. Hingga saat ini, magnet banyak dimanfaatkan untuk perangkat elektronik, seperti bel listrik, telepon, dan mikrofon. Berdasarkan asalnya, magnet dibagi menjadi dua kelompok, yaitu magnet alam dan magnet buatan. Magnet alam adalah magnet yang ditemukan di alam, sedangkan magnet buatan adalah magnet yang sengaja dibuat oleh manusia. Magnet buatan selanjutnya terbagi lagi menjadi magnet tetap (permanen) dan magnet sementara. Magnet tetap adalah magnet yang sifat kemagnetannya tetap (terjadi dalam waktu yang relatif lama). Sebaliknya, magnet sementara adalah magnet yang sifat kemagnetannya tidak tetap atau sementara. Sebuah magnet terdiri atas magnetmagnet kecil yang mengarah ke arah yang sama. Magnet-magnet kecil ini disebut magnet elementer. Magnet mempunyai 2 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. Magnet dapat menarik benda lain, beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. (Julia,2011).

21 7 2.2 Pengertian Medan Magnet Medan magnet adalah daerah disekitar magnet yang masih merasakan adanya gaya magnet. Jika sebatang magnet diletakkan dalam suatu ruang, maka terjadi perubahan dalam ruang ini yaitu dalam setiap titik dalam ruang akan terdapat medan magnetik. Arah medan magnetik di suatu titik didefenisikan sebagai arah yang ditunjukkan oleh kutub utara jarum kompas ketika ditempatkan pada titik tersebut. (Halliday & Resnick,1989) Momen Magnetik Bila terdapat dua buah kutub magnet yang berlawanan +m dan m terpisah sejauh l, maka besarnya momen magnetiknya ( ) adalah: = mlrˆ (2.1) dengan adalah sebuah vektor dalam arah vektor unit rˆ berarah dari kutub negatif ke kutub positif. Arah momen magnetik dari atom bahan non magnetik adalah acak sehingga momen magnetik resultannya menjadi nol. Sebaliknya di dalam bahanbahan magnetik, arah momen magnetik atom-atom bahan itu teratur sehingga momen magnetik resultan tidak nol. Momen magnet mempunyai satuan dalam cgs adalah gauss.cm 3 atau emu dan dalam SI mempunyai satuan A.m Induksi Magnetik Induksi magnet adalah kuat medan magnet akibat adanya arus listrik yang mengalir dalam konduktor. Adanya kuat medan magnetik disekitar konduktor berarus listrik diselidiki pertama kali oleh Hans Christian (Denmark, ). Jika jarum kompas diletakkan sejajar dengan konduktor itu dialiri arus listrik. Bila arah arus dibalik, maka penyimpangannya juga berbalik. Suatu bahan magnetik yang diletakkan dalam medan luar akan menghasilkan medan tersendiri yang menigkatkan nilai total medan magnetik bahan tersebut. Induksi magnetik yang didefinisikan sebagai medan total bahan ditulis sebagai: + (2.2) Satuan dalam cgs adalah gauss, sedangkan dalam geofisika eksplorasi dipakai satuan gamma (g) dan dalam SI adalah Tesla (T) atau nanotesla (nt).

22 Kuat Medan Magnetik Kuat medan magnetik di suatu titik adalah gaya magnetik yang dialami tiap satusatuan kuat kutub magnet utara disuatu titik yang berada di dalam medan magnetik magnet lain. Kuat medan magnetik yang disebabkan oleh arus listrik disebut dengan induksi magnetik. Kuat medan magnet pada suatu titik yang berjarak r dari m 1 didefinisikan sebagai gaya persatuan kuat kutub magnet, dapat dituliskan sebagai: (oersted) (2.3) Dengan: F = Gaya (Newton) = Kuat medan magnet luar (Gauss) m 1,m 2 = Kuat kutub magnet 1 dan 2 (Ampere meter) r 1,r 2 = Jarak titik ke kutub magnet µ = Permeabilitas ruang hampa (4 x 10-7 H/m)/udara (1 H/m) (Afza,Erini. 2011). 2.3 Bahan Magnetik 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 Bahan Diamagnetik Bahan diamagnetik merupakan bahan yang memiliki nilai suseptibilitas negatif dan sangat kecil. Sifat diamagnetik ditemukan oleh Faraday pada tahun 1846 ketika sekeping bismuth ditolak oleh kedua kutub magnet, hal ini memperlihatkan bahwa medan induksi dari magnet tersebut menginduksi momen magnetic pada bismuth pada arah yang berlawanan dengan medan induksi pada magnet (willian, 2003). 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. Contoh bahan

23 9 diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng. (Halliday & Resnick, 1989) Bahan Paramagnetik Bahan paramagnetik adalah bahan yang ditarik lemah oleh magnet. Hal ini muncul karena elektron seolah-olah berputar (spin) disekitar sumbunya sambil mengorbit inti atom yang menyebabkan spin magnetik sebagai tambahan dari momen orbital magnetiknya. Bahan paramagnetik mempunyai nilai suseptibilitas positif di mana magnetisasi M paralel dengan medan luar. Material yang termasuk dalam paramagnetik adalah logam transisi dan ion logam tanah jarang (rare-earth ions). Ion-ion ini mempunyai kulit atom yang tidak terisi penuh yang berisi momen magnet permanen. Momen magnet permanen terjadi karena adanya gerak orbital dan elektron (Omar, 1975). Paramagnetik muncul dalam bahan yang atom-atomnya memiliki momen magnetik permanen yang berinteraksi satu sama lain secara sangat lemah. Apabila tidak terdapat medan magnetik luar, momen magnetik ini akan berinteraksi secara acak. Dengan daya medan magnetik luar, momen magnetik ini arahnya cenderung sejajar dengan medannya, tetapi ini dilawan oleh kecenderungan momen untuk berorientasi acak akibat gerakan termalnya. Perbandingan momen yang menyearahkan dengan medan ini bergantung pada kekuatan medan dan pada temperaturnya. Pada medan magnetik luar yang kuat pada temperatur yang sangat rendah, hampir seluruh momen akan diserahkan dengan medannya. (willian, 2003). Gambar 1. Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar Bahan ini jika diberi medan magnet luar, elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.

24 10 Gambar 2. Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberi medan magnet luar Bahan Ferromagnetik Bahan ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar. Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar. Feromagnetik merupakan bahan yang memiliki nilai suseptibilitas magnetik χm positif yang sangat tinggi. Dalam bahan ini sejumlah kecil medan magnetik luar dapat menyebabkan derajat penyerahan yang tinggi pada momen dipol magnetik atomnya. Dalam beberapa kasus, penyearahan ini dapat bertahan sekalipun medan pemagnetannya telah hilang. Ini terjadi karena momen dipol magnetik atom dari bahan-bahan feromagnetik ini mengarahkan gaya-gaya yang kuat pada atom tetangganya sehingga dalam daerah ruang yang sempit momen ini diserahkan ini disebut daerah magnetik. Dalam daerah ini, semua momen magnetik diserahkan, tetapi arah penyearahnya beragam dari daerah sehingga momen magnetik total dari kepingan mikroskopik bahan feromagnetik ini adalah nol dalam keadaan normal (willian, 2003). Gambar 3. Arah domain dalam bahan ferromagnetik Bahan ini juga mempunyai sifat remanansi, artinya bahwa setelah medan magnet luar

25 11 dihilangkan, akan tetap memiliki medan magnet, karena itu bahan ini sangat baik sebagai sumber magnet permanen. Permeabilitas bahan: µ >> µ Anti Ferromagnetik Jenis ini memiliki arah yang berlawanan arah dan sama pada kedua arah. Arah domain magnet tersebut berasal dari jenis atom sama pada suatu kristal. Pada unsur dapat ditemui pada unsur cromium, tipe ini memiliki arah domain yang menuju dua arah dan saling berkebalikan. Jenis ini memiliki temperature curie yang rendah sekitar 37 ºC untuk menjadi paramagnetik. Gambar 4. Arah domain dalam bahan anti ferromagnetik Pada bahan anti ferromagnetik terjadi peristiwa kopling momen magnetik diantara atom-atom atau ion ion yang berdekatan. Peristiwa kopling tersebut menghasilkan terbentuknya orientasi spin yang antiparalel. Suseptibilitas bahan anti ferromagnetik adalah kecil dan bernilai positif. Contoh bahan anti ferromagnetik adalah : MnO2, MnO, dan FeO. (Nicola,2003) Bahan Ferrimagnetik Jenis tipe ini hanya dapat ditemukan pada campuran dua unsur antara parramagnetik dan ferromagnetic seperti magnet barium ferit di mana barium (Ba) adalah jenis parramagnetik dan ferit (Fe) adalah jenis unsur yang termasuk dalam kategori ferromagnetik. Gambar 5. Arah domain dalam bahan ferrimagnetik

26 Material Magnet Material magnetik diklasifikasikan menjadi dua yaitu material magnetik lemah atau soft magnetic materials dan material magnetik kuat atau hard magnetic materials. Penggolongan ini berdasarkan kekuatan medan koersifnya. Hal ini lebih jelas digambarkan dengan diagram histerisis atau hysteresis loop Magnet Lunak (Soft Magnetic Material) Magnet lunak (soft magnetic material) yaitu material yang sifat magnetnya sementara. Material soft magnetic mudah mengalami magnetisasi dan demagnetisasi. Bentuk kurva hysterisis material soft magnetic pipih karena energi yang hilang saat proses magnetisasi rendah sehingga koersifitasnya kecil Magnet Keras (Hard Magnetic Material) Magnet keras (hard magnetic material) yaitu material yang sifat magnetnya permanen. Bentuk kurvanya cembung karena energi yang hilang pada saat magnetisasi tinggi. Kemampuan untuk mempertahankan sifat magnet setelah arus dihentikan disebut retentivity, sedangkan jumlah fluks magnetik yang masih ada disebut Magnetisme Residual. Ketika fluks telah mencapai maksimal (jenuh) dan arus diturunkan maka akan terjadi pelebaran nilai H (Coersive Force). Bahan feromagnetik yang memiliki retentivity tinggi (hard magnetic material) sangat baik untuk memproduksi magnet permanen. Sedangkan bahan feromagnetik yang memiliki retentivity rendah (soft magnetic material) ideal untuk digunakan dalam elektromagnet, solenoida atau relay. (Taufik, dkk. 2012). Gambar 6. Histeris material magnet (a) Material magnet lunak, (b) Material Magnet keras. (Sumber: Hilda Ayu, 2013)

27 13 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). 2.5 Magnet Permanen 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 permanen yang diketahui terdapat pada : 1. Magnet Neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. 2. Magnet Samarium-Cobalt, salah satu jenis magnet bumi yang langka. 3. Magnet keramik, misalnya Barium Hexaferitte. 4. Plastic Magnet dan Magnet Alnico. Magnet NdFeB adalah jenis magnet permanen rare earth (tanah jarang) yang memiliki sifat magnet yang baik, seperti pada nilai induksi remanen, koersitifitas, dan energi produk yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan magnet permanen lainnya. Manget Neodymium Iron Boron (NdFeB) adalah merupakan paduan yang berasal dari grup Lantanida pada sistem periodik unsur. Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) adalah magnet bumi yang terbuat dari paduan unsur neodymium, besi dan boron untuk membentuk struktur Kristal tetragonal Nd 2 Fe 14 B. Dikembangkan pada tahun 1982 oleh General Motors dan Sumitomo Special Metals, magnet NdFeB adalah magnet permanen paling kuat yang dibuat (Fraden, 2010). Magnet permanen Neodymium-Iron-Boron memiliki energi produk yang paling tinggi (mencapai 55 MGOe) dari keseluruhan material magnetik. 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 memiliki temperatur Curie yang rendah dan sangat rentan terhadap korosi. Temperatur Curie yang rendah (312 o C) ini menyebabkan magnet NdFeB tidak mungkin diaplikasikan pada suhu yang tinggi (Matthew, 2013).

28 14 Gambar 7. Magnet Permanen NdFeB Karakteristik magnet yang dimiliki NdFeB lebih baik bila dibandingkan dengan magnet permanen lainnya, seperti Ferit, Alnico dan Samarium Cobalt. (Irasari & Idayanti, 2007). Tabel 1. Karakteristik Magnetik Bonded Magnet NdFeB Type MQP-B Maximum Operating Temperature C Magnetic Inductiom (B) T Koercivitas (H C ) KOe Energy Product (BH Max ) MGOe Temperature Coefficient of B r %/ 0 C Temperature Coefficient of H CJ %/ 0 C Dencity (ρ) gr/cm Neodymium (Nd) Neodymium merupakan salah satu dari unsur tanah jarang yang memiliki simbol Nd dan nomor atom 60. Neodymium ditemukan pada tahun 1885 oleh kimiawan Jerman Carl Auer von Welsbach. Neodymium tidak ditemukan secara alami dalam bentuk logam, namun dalam bentuk mineral yang merupakan campuran oksida. Meskipun neodymium digolongkan sebagi unsur tanah jarang,namun Neodymium merupakan unsur yang cukup umum, tidak jarang dari cobalt, nikel, dan tembaga. (Lya Oktavia, 2014) Gambar 8. Struktur Atom Unsur Neodymium

29 15 Unsur-unsur lantanida atau lanthanos dikenal dengan nama fourteen element, karena jumlahnya 14 unsur, seperti Cerium (Ce), Praseodymium (Pr), Neodymium (Nd), Promhetium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Tyerbium(Yb), dan Lutetium (Lu). Unsur ini digunakan dalam keramik untuk warna glasir, dalam paduan untuk magnet permanen, untuk lensa khusus dengan praseodymium. Juga untuk menghasilkan terang kaca ungu dan kaca khusus yang menyaring radiasi inframerah. (Nurul Anwar, 2011) Tabel 2. Informasi Dasar Unsur Neodymium Nama Unsur Neodymium Simbol Nd Nomor Atom 60 Massa Atom Titik Didih Titik Lebur Struktur Kristal Warna Konfigurasi Elektron 144,24 g/mol K K Hexagonal Perak [Xe] 6s 2 4f Besi (Fe) Besi adalah unsur kimia dengan simbol Fe (dari bahasa Latin: zat besi) dengan nomor atom 26. Ini merupakan logam dalam transisi deret pertama. Besi merupakan logam transisi yang paling banyak dipakai karena relatif melimpah dibumi. Ini adalah massa elemen paling umum di Bumi, membentuk banyak inti luar dan dalam bumi. Gambar 9. Struktur Atom Unsur Besi Besi juga diketahui sebagai unsur yang paling banyak membentuk dibumi, yaitu kira-kira 4,7 5 % pada kerak bumi. Kebanyakan besi terdapat dalam batuan dan

30 16 tanah sebagai oksidasi besi, seperti oksida besi magnetit (Fe3O4). Dari mineralmineral bijih besi magnetite adalah mineral dengan kandungan Fe paling tinggi, terdapat dalam jumlah kecil. Sementara hematite merupakan mineral bijih utama yang dibutuhkan dalam industri besi. (Syukri, 1999) Tabel 3. Informasi Dasar Unsur Besi / Iron 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] 3d 6 4s Boron (B) Boron merupakan unsur yang sangat keras dan menunjukkan sifat semikonduktor, dan sangat tahan terhadap panas. Boron dalam bentuk kristal yang sangat reaktif. Boron adalah unsur golongan 13 dengan nomor atom lima. Boron memiliki sifat diantara logam dan nonlogam (Semimetalik). Boron juga merupakan unsur metaloid dan banyak ditemukan dalam biji borax. Unsur ini tidak pernah ditemukan dialam bebas. Gambar 10. Strukur Atom Unsur Boron Tabel 4. Informasi Dasar Unsur Boron (B) Nama Unsur Boron Simbol B Nomor Atom 5 Massa Atom g/mol Titik Didih 4200 K Titik Lebur 2349 K Struktur Kristal Trigonal Warna Hitam Konfigurasi Elektron [He] 2s 2 2p 1

31 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 Rigid Bonded Magnet (RBM) yang pasarnya berkembang sangat cepat adalah bahan NdFeB. Bahan NdFeB mempunyai sifat kemagnetan yang unggul (BH max ) dan dapat diaplikasikan dalam bidang industri otomotif, kesehatan dan elektronik. Adapun fungsi dari binder adalah untuk menyatukan butiran serbuk magnet menjadi satu kesatuan dalam bentuk komposit. Selain itu, bahan binder sangat berpengaruh terhadap sikaf 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, di samping kelemahan tersebut, hasil dari bonded magnet ini memiliki keuntungan-keuntungan sebagai berikut. 1. Sederhana dan biaya produksi rendah. 2. Mudah dibentuk dan variasinya juga beragam. 3. Ketahanan mekanik yang cukup baik. Bonded magnet dengan campuran logam transisi tanah jarang 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 koersifitas meningkat dengan peningkatan temperatur. Pada serbuk magnet NdFeB memiliki nilai koersifitas dan remanensi yang tinggi dibandingkan dengan serbuk magnet lain, sehingga sangat cocok digunakan untuk pembuatan bonded magnet (Marlina H.A, 2013). 2.7 Aseton Aseton merupakan senyawa berbentuk cairan yang tidak berwarna dan mudah terbakar, digunakan untuk membuat plastik, serat, obat-obatan, dan senyawasenyawa kimia lainnya. Pemanfaatan-pemanfaatan dari zat aseton lainnya pada kehidupan sehari-hari adalah untuk pengeringan dan pembersihan. Sifat fisis dari aseton yaitu sebagai berikut.

32 18 Rumus molekul : C3H6O Berat molekul : 58,08 gram/mol Titik didih : 56,53 o C (329,4 K) Titik beku : -94,9 o C (178,2 K) Panas pembakaran : 431,9 kkal/mol Suhu kritis : 235 C Densitas : 0,79 g/cm 3 Viskositas : 0,32 cp pada 20 o C Kelarutan dalam air : Larut dalam berbagai perbandingan ( 2.8 Proses Curing Curing adalah proses pemanasan sampai pada temperatur rendah yang menyebabkan bersatunya partikel dan meningkatnya efektivitas reaksi tegangan permukaan. Selama proses curing akan terbentuk batas-bats butir yang merupakan tahap rekristalisasi dan gas-gas yang ada menguap. Untuk waktu pemansan tergantung dari jenis logam dan tidak boleh memanfaatkan tambahan dengan perpanjangnya waktu pemanasan. (Zainuddin, 2012) Parameter curing yaitu temperatur, waktu, kecepatan pendinginan, kecepatan pemanasan, atmosfer curing, dan jenis material. Berdasarkan pola ikatan yang terjadi pada proses kompaksi, ada 2 fenomena yang mungkin terjadi pada saat curing yaitu: 1. Penyusutan (Shrinkage) Apabila pada saat kompaksi terbentuk pola ikatan bola-bidang maka pada proses curing akan terbentuk penyusutan, yang terjadi karena saat proses curing berlangsung gas yang berada pada porositas mengalami peristiwa keluarnya gas pada saat curing. 2. Retak (Cracking) Apabila pada kompaksi terbentuk pola ikatan antar partikel berupa bidangbidang, sehingga menyebabkan adanya trapping gas (gas terjebak di dalam material), maka pada saat curing gas yang etrjebak belum sempat keluar tapi gas bridge telah terjadi, sehingga jalur porositasnya tertutup rapat. (Nayiroh, 2013)

33 Proses Kompaksi Penekanan adalah salah satu cara untuk memadatkan serbuk menjadi bentuk yang diinginkan. Terdapat beberapa metode penekanan, diantaranya penekanan dingin (cold compaction) dan penekanan panas (hot compaction). Penekanan terhadap serbuk dilakukan agar serbuk dapat menempel satu dengan lainnya sebelum ditingkatkan ikatannya dengan proses sintering. Dalam proses pembuatan suatu paduan dengan metode metalurgi serbuk, terikatnya serbuk sebagai akibat adanya interlocking antar permukaan, interaksi adesi-kohesi, dan difusi antar permukaan. Ada 2 macam metode kompaksi, yaitu : a. Cold Compressing, yaitu pendekatan dengan temperatur kamar. Metode ini dipakai apabila bahan yang digunakan mudah teroksidasi. b. Hot Compressing,yaitu penekanan dengan temperature diatas temperatur kamar. Metode ini dipakai apabila bahan yang digunakan tidak mudah teroksidasi. Pada proses kompaksi, gaya gesek yang terjadi antar partikel yang digunakan dan antar partikel komposit dengan dinding cetakan akan mengakibatkan kerapatan pada daerah tepi dan bagian tengah tidak merata. Dan untuk menghindari terjadinya perbedaan kerapatan, maka pada saat kompaksi digunakan pelumas yang bertujuan untuk mengurangi gesekan antara partikel dan dinding cetakan. Faktor yang mempengaruhi proses kompaksi adalah ukuran partikel, bentuk partikel, susunan partikel dan distribusi ukuran. Pada proses pembentukan, serbuk memiliki kepadatan yang sama dengan kepadatan serbuk lepas. Saat tekanan diberikan, respon pertama adalah penyusunan ulang partikel-partikel dimana pada proses ini pori-pori yang besar terisi serbuk, sehingga akan memberikan kepadatan yang tertinggi. Peningkatan tekana memberikan kepadatan yang lebih baik dan mengarah ke penurunan pori-pori dengan adanya formasi kontak partikel baru. Gambar 11 menunjukkan proses pembentukan kepadatan serbuk logam. Gambar 11. Tahapan proses kompaksi. (a) Preparation, (b) Compaction, dan (c) Completed Compaction (Groover, 2007)

34 Karakterisasi Untuk mengidentifikasi suatu material, maka harus dilakukan karakterisasi terhadap material tersebut. Sehingga secara fisis material tersebut dapat dibedakan dengan material lainnya. Pengamatan mikrostruktur magnet NdFeB menggunakan SEM, analisa sifat magnet pelet magnet NdFeB menggunakan Gaussmeter, analisa sifat magnetik bahan dengan menggunakan VSM Densitas Nilai densitas suatu sampel merupakan suatu ukuran kepadatan dari suatu material atau sampel. Dalam menentukan densitas suatu sampel, dapat dilakukan dengan metode yang paling sederhana yaitu dengan metode pengukuran dimensi. Pada metode ini, sampel diukur dimensi volume (diameter dan ketebalannya) menggunakan Jangka Sorong dan masa sampel menggunakan timbangan digital. Densitas suatu sampel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : ρ = (2.4) Dimana : ρ = Densitas sampel (g/cm 3 ) m = Massa sampel (g) V = Volume dimensi sampel (cm 3 ) Densitas bahan merupakan suatu parameter yang dapat memberikan informasi keadaan fisika dan kimia suatu bahan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDX) Scanning Electron Microscope atau SEM merupakan mikroskop electron yang banyak digunakan dalam ilmu pengetahuan material. SEM banyak digunakan karena memiliki kombinasi yang unik, mulai dari persiapan specimen yang simple dan mudah, kapabilitas tampilan yang bagus serta flesibel. SEM digunakan pada sampel yang tebal dan memungkinkan untuk dianalisis permukaan. Pancaran berkas yang jatuh pada sampel akan dipantulkan dan didifraksikan. Adanya elektron yang terdifraksi dapat diamati dalam bentuk pola-pola difraksi. Elektron memiliki resolusi

35 21 yang lebih tinggi daripada cahaya. Cahaya hanya mampu mencapai 200 nm sedangkan elektron bias mencapai resolusi sampai 0,1-0,2 nm. Proses pemindaian (scanning process) SEM secara singkat dapat dijelaskan sebagai berikut. Sinar electron yang biasanya memiliki energi berkisar dari beberapa ribu ev hingga 50 kv, difokuskan oleh satu atau dua lensa kondenser menjadi sebuah sinar dengan spot focal yang sangat baik berukuran 1 nm hingga 5 μm. Sinar tersebut melewati beberapa pasangan gulungan pemindai (scanning coils) di dalam lensa objektif, yang akan membelokkan sinar itu dengan gaya raster diatas area berbentuk persegi dari permukaan sampel. Selagi elektron-elektron primer mengenai permukaan, mereka dipancarkan secara inelastis oleh atom-atom di dalam sampel. Melalui kejadian penghamburan ini, sinar elektron primer menyebar secara efektif dan mengisi volume berbentuk air mata, yang dikenal sebagai volume interaksi, memanjang dari kurang dari 100 nm hingga sekitar 5 nm ke permukaan. Dibawah ini diberikan perbandingan hasil gambar mikroskop cahaya dengan elektron. Gambar 12. Skema Prinsip Dasar SEM Disamping itu, dengan menggunakan elektron juga bisa mendapatkan beberapa jenis pantulan yang berguna untuk keperluan karakterisasi. Jika elektron mengenai suatu

36 22 benda maka akan timbul dua jenis pantulan yaitu pantulan elastis dan pantulan non elastis. Pada sebuah mikroskop electron (SEM) terdapat beberapa peralatan utama antara lain: 1. Piston elektron, biasanya berupa filament yang terbuat dari unsur yang mudah melepas elektron missal tungsten. 2. Lensa untuk elektron, berupa lensa magnetis karena electron yang bermuatan negatif dapat dibelokkan oleh medan magnet. 3. Sistem vakum, karena elektron sangat kecil dan ringan maka jika ada molekul udara yang lain elektron yang berjalan menuju sasaran akan terpencar oleh tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga menghilangkan molekul menjadi sangat penting. Prinsip kerja dari SEM sebagai berikut : 1. Sebuah piston elektron memproduksi sinar electron dan dipercepat dengan anoda 2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel 3. Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai 4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT). Ada beberapa sinyal yang penting yang dihasilkan oleh SEM. Dari pantulan inelastis didapatkan sinyal elektron sekunder dan karakteristik sinar X, sedangkan dari pantulan elastis didapatkan sinyal backscattered electron. Elektron sekunder menghasilkan topografi dari benda yang dianalisa, permukaan yang tinggi berwarna lebih cerah dari permukaan rendah. Sedangkan backscattered electron memberikan perbedaan berat molekul dari atom-atom yang menyusun permukaan, atom dengan berat molekul tinggi akan berwarna lebih cerah daripada atom dengan berat molekul rendah. EDX (Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) adalah suatu alat yang dapat mendeteksi komposisi unsur material. Konsentrasi minimal yang dapat dideteksi adalah lebih besar dari 0,1%. Prinsip kerja dari alat ini adalah dengan metode spektroskopi, dimana elektron ditembakkan pada permukaan sampel, yang kemudian akan memancarkan x-ray. Energi tiap-tiap photon x-ray menunjukkan karakteristik masing-masing unsur yang akan ditangkap oleh detector

37 23 EDX, kemudian secara otomatis akan menunjukkan puncak-puncak dalam distribusi energi sesuai dengan unsur yang terdeteksi. Energi dari sinar X yang dihasilkan merupakan karakteristik dari perbedaan energi antara dua kulit, dan juga karakteristik struktur atom dari unsur yang terpancar, sehingga memungkinkan komposisi unsur dari spesimen dapat diukur. Proses pengolahan data ini secara komputerisasi, dimana data yang ditangkap oleh detektor dibandingkan dengan database komputer. (Idayanti,N.Dedi, 2006) VSM (Vibrating Sample Magnetometer) Momen magnetik per satuan volume dikenal sebagai magnetisasi. Secara prinsip ada dua metoda untuk mengukur besar magnetisasi ini, yaitu metode induksi dan metode gaya. Pada metoda induksi, magnetisasi diukur dari sinyal yang ditimbulkan diinduksikan oleh cuplikan yang bergetar dalam lingkungan medan magnet pada sepasang kumparan. Sedangkan pada metoda gaya pengukuran dilakukan pada besamya gaya yang ditimbulkan pada cuplikan yang berada dalam gradien medan magnet. VSM (Vibrating Sample Magnetometer) adalah merupakan salah satu alat ukuran magnetisasi yang bekerja berdasarkan metoda induksi. 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 dalam kurva histeresis, sifat magnetik bahan sebagai akibat perubahan suhu, dan sifat-sifat magnetic sebagai fungsi sudut pengukuran atau kondisi anisotropik bahan. Salah satu 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

38 24 coil yang sebanding dengan momen magnetik sampel. Semakin besar momen magnetik, maka akan menginduksi arus yang makin 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. 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. (Wahyu, 2015)

39 25 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian Tempat Penelitian Pusat Penelitian Pengembangan Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) PUSPITEK, Serpong Waktu Penelitian Penelitian ini dilakukan selama 3 bulan, mulai dari tanggal 6 Februari 2017 sampai dengan tanggal 28 April Bahan dan Alat Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Powder Neodymium Iron Boron (NdFeB) tipe MQP-B+. Berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan bonded magnet NdFeB. 2. Aseton Berfungsi untuk membersihkan serbuk MQP-B+ selama proses perendaman. 3. Perekat polimer Epoxy Resin Berfungsi sebagai bahan perekat serbuk saat dilakukan proses mixing. 4. Hardening Resin Berfungsi sebagai pengeras untuk sampel yang telah dicampur Alat 1. Spatula Berfungsi sebagai alat untuk mengambil serbuk bahan baku pembuatan sampel 2. Neraca digital 2 digit (ACIS AD-600H) Berfungsi sebagai alat untuk menimbang bahan-bahan yang akan digunakan dalam pembuatan sampel NdFeB

40 26 3. Cawan Petri (Petridish) Berfungsi sebagai wadah untuk menyimpan sampel 4. Cetakan (Moulding) Berfungsi sebagai wadah cetakan sampel berbentuk pellet 5. Hydraulic Press Berfungsi sebagai alat untuk mencetak sampel NdFeB menjadi pelet dengan tekanan 4 ton dan ditahan selama 1 menit 6. Beaker Glass Berfungsi untuk mengukur volume aseton dalam proses perendaman 7. Ayakan 100 mesh Berfungsi untuk mengayak bahan MQP-B+ 8. Glove Box Berfungsi sebagai tempat menyimpan bahan 9. Under Vacuum Dryer Berfungsi untuk mengeringkan sampel dalam vakum dengan suhu yang dapat divariasikan dan melakukan proses curing 10. Jangka Sorong Digital Berfungsi untuk mengukur diameter dan tebal sampel dengan tingkat ketelitian mencapai satu per seratus millimeter 11. Magnet Physic Dr. Steingroever GmbH Impulse Magnetizer X Series Berfungsi sebagai alat untuk memagnetisasi sampel magnet 12. SEM-EDX Berfungsi untuk melihat morfologi, kandungan unsur-unsur yang terkandung dalam sampel 13. Permagraph Berfungsi untuk menguji sifat magnet berupa Br, Hc, BH(max) 14. Gauss meter Berfungsi untuk mengukur medan magnet yang dihasilkan oleh aliran listrik tegangan tinggi

41 Diagram Air Penelitian Alur proses kerja yang dilakukan dalam pembuatan bonded magnet NdFeB akan ditunjukkan seperti pada diagram di bawah ini: Mulai Powder Magnet NdFeB tipe MQP-B+ ρ =5,6-6,0 gr/cm 3 Diayak dengan ayakan 100 mesh Timbang 200 gram MQP-B+100 MQP-B+100Ac24j MQP-B+100Ac90j Pengeringan pada under vacuum drier t = 60 menit ; T = 60 0 C ; P = ±15 mbar Pencampuran Powder ditambah dengan variasi epoxy resin 1%, 2%, 4%, 10% Karakterisasi SEM-EDX Proses Kompaksi P = 150 MPa T = 30 o C t = 1 menit Proses Curing T = 60 0 C ; T = C ; T = C Karakterisasi Sifat Fisis : Densitas Struktur Mikro Menggunakan SEM-EDX-Mapping Magnetisasi V = 1800 V ; I = ka. Sifat Magnet : Kuat Medan Magnetik VSM Selesai Gambar 13. Diagram Alir Penelitian Pembuatan Bonded Magnet NdFeB

42 Prosedur Penelitian Prosedur yang dilakukan dalam penelitian pada pembuatan magnet permanen NdFeB tipe MQP-B+ yang diberikan treatment berupa perendaman larutan aseton dan tanpa perendaman larutan aseton dimulai dengan proses perendaman, proses pengeringan serbuk, proses pencampuran bahan baku, proses kompaksi, proses curing, analisa densitas magnet, analisa struktur sampel, dan analisa sifat magnet Perendaman Bahan Baku Untuk membuat magnet permanen NdFeB disediakan bahan baku yang dibutuhkan yaitu serbuk NdFeB tipe MQP-B+. Bahan baku tersebut kemudian diayak sebanyak 200 gram dengan ayakan 100 mesh. Serbuk yang telah diayak ditimbang untuk dilakukan perlakuan perendaman serbuk ke dalam larutan aseton dengan variasi waktu perendaman 24 jam dan 90 jam Pengeringan Bahan Bahan yang direndam pada aseton dengan waktu 24 jam dan 90 jam diendapkan dan dikeringkan dengan menggunakan under vacuum drier pada suhu 60 0 selama 60 menit Pencampuran Bahan Baku Pada pembuatan sampel uji digunakan bahan yang menggunakan perlakuan terhadap larutan aseton dan yang tidak menggunakan perlakuan terhadap larutan aseton. a. Bahan yang tidak direndam aseton (blanco) Bahan ditimbang masing-masing sebanyak 5 gram untuk membuat sampel uji dengan mencampurkan epoxy resin dengan variasi 1%, 2%, 4% dan 10% dan penambahan hardening resin sebanyak 2 tetes.. b. Bahan yang direndam dalam larutan aseton (selama 24 jam dan 90 jam) Bahan yang telah dikeringkan kemudian ditimbang kembali sebanyak 5 gram untuk pembuatan sampel uji dengan mencampurkan epoxy resin dengan variasi 1%, 2%, 4% dan 10% dan penambahan hardening resin sebanyak 2 tetes.

43 Proses Kompaksi Setelah pencampuran bahan baku sampel NdFeB, selanjutnya dilakukan proses kompaksi dengan menggunakan Hydraulic Press. Pada proses ini, sampel dikompaksi dengan gaya 4 tonf dan ditahan selama 1 menit pada suhu 30 0 C Proses Curing Setelah sampel dikompaksi menggunakan Hydraulic Press, Selanjutnya sampel di curing pada Under Vacuum Dryer dengan variasi suhu 60 o C, 100 o C, 120 o C dengan vakum tinggi (±15 mbar) selama 1 jam Magnetisasi Setelah dilakukan pengeringan sampel menggunakan Under Vacuum Dryer, tahap terakhir yang dilakukan pada sampel bonded magnet NdFeB adalah melakukan magnetisasi dengan menggunakan Physic Dr. Steingroever GmbH Impulse Magnetizer K-Series dengan tegangan (V) = 1800 Volt dan arus (I) yang dihasilkan sekitar ka. 3.5 Karakterisasi Karakterisasi sampel yang dilakukan pada penelitian ini antara lain karakterisasi sifat fisis yang terdiri dari densitas, struktur mikro dan karakterisasi sifat magnetik (Kuat Medan Magnet dan Kurva Histerisis) Densitas Nilai densitas merupakan suatu ukuran kepadatan dari suatu material. Dalam menentukan densitas suatu sampel, dapat dilakukan dengan metode yang paling sederhana yaitu dengan metode pengukuran dimensi. Pada metode ini, sampel diukur dengan dimensi volume (diameter dan ketebalannya) menggunakan Jangka Sorong dan massa sampel ditimbang menggunakan timbangan digital. Densitas suatu sampel dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: (3.1) Dimana :

44 30 = Densitas sampel (g/cm 3 ) m = Massa sampel (g) V = Volume dimensi sampel (cm 3 ) Struktur Mikro Menganalisis struktur mikro dapat dilakukan dengan menggunakan pengujian menggunakan SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X- Ray). SEM-EDX adalah alat dapat memberikan hasil detail permukaan sampel dan objek secara mikroskopis. Tujuan dilakukannya pengujian analisis mikro struktur sampel ini adalah untuk mengetahui struktur permukaan dan komposisi unsur suatu sampel. Prinsip kerja SEM-EDX adalah SEM membentuk suatu gambar dengan menembakkan suatu sinar electron berenergi tinggi, biasanya dengan energi dari 1 hingga 20 kev, melewati sampel dan kemudian mendeteksi Secondary Electron dan Back Scattered Electron yang dikeluarkan. Secondary Electron berasal pada 5-15 nm dari permukaan sampel dan memberikan informasi topografi dan untuk tingkat yang kurang, pada variasi unsur dalam sampel. Back Scattered Electron terlepas dari daerah sampel yang lebih dalam dan memberikan informasi terutama pada jumlah atom rata-rata dari sampel. Peristiwa tumbukan berkas sinar elektron, yaitu ketika memberikan energi pada sampel, dapat menyebabkan emisi dari sinar-x yang merupakan karakteristik dari atom-atom sampel. Energi dari sinar-x digolongkan dalam suatu tebaran energi spektrometer dan dapat digunakan untuk identifikasi unsur-unsur dalam sampel Sifat Magnet Sampel dimagnetisasi dengan menggunakan Physic Dr Streinghover GmbH Impulse magnetizer K-Series dengan menggunakan tegangan 1800 V. Untuk mengetahui kuat medan magnetnya, sampel yang telah di magnetisasi diukur dengan menggunakan gaussmeter. Selanjutnya untuk mengetahui sifat magnet melalui kurva histerisis digunakan Vibrating Sample Magnetometer (VSM).

45 31 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Bulk Densitas Hasil pengukuran densitas pada pembuatan bonded magnet NdFeB dengan epoxy resin, ditentukan dengan menggunakan pengukuran Bulk Density. Pengujian bulk densitas memperlihatkan hasil densitas dengan menggunakan sampel pelet yang telah di kompaksi. Pengukuran dilakukan dengan cara mengukur massa, diameter dan tinggi dari sampel yang telah di kompaksi Hasil Pengujian Bulk Densitas pada Suhu Curing 60 o C Hasil pengujian bulk densitas pada suhu curing 60 o C sampel pellet yang terbentuk hanya 2 sampel yaitu pada sampel tanpa perendaman aseton dengan penambahan epoxy resin 2% (MQP-B+100 2%) dan pada sampel yang direndam aseton selama 24 jam dengan penambahan epoxy resin 2% (Ac24j 2%). Sampel MQP-B+100 2% memiliki nilai bulk densitas yaitu 4,78 gr/cm 3 dan pada sampel Ac24j 2% nilai bulk densitasnya yaitu 5,07 gr/cm 3. Pada sampel tanpa perendaman aseton dengan variasi penambahan epoxy resin 1%, 4%, 10% (MQP-B+100 1%, MQP-B+100 4%, MQP-B %) dan sampel dengan perendaman aseton selama 24 jam dengan variasi epoxy resin 1%, 4%, 10% (Ac24j 1%, Ac24j 4%, Ac24j 10%) adalah rusak pada saat proses kompaksi. Hal ini diduga karena pada saat proses pencampuran bahan kurang homogen Hasil Pengujian Bulk Densitas pada Suhu Curing 100 o C Dari hasil pengujian dan perhitungan besarnya densitas pada bonded magnet NdFeB suatu sampel dengan berbagai variasi komposisi bahan (% berat) resin epoksi ditunjukkan seperti pada tabel 4.1 berikut ini. Tabel 5. Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin tanpa perendaman aseton Komposisi Epoxy Resin (% wt) Bulk Density (gr/cm 3 ) MQP-B % 5,56 MQP-B % 5,48 MQP-B % 5,36

46 32 Dari tabel 5 diatas terlihat bahwa data pada sampel yang tidak direndam aseton dengan komposisi epoxy resin 1% tidak ada. Hal ini dikarenakan sampel rusak pada saat melakukan proses kompaksi, dan pada sampel yang direndam aseton selama 90 jam yang berhasil dicetak hanya sampel dengan komposisi epoxy resin 4% dengan nilai bulk densitas 5,55 gr/cm 3 dan kuat medan magnetnya 1107,30 Gauss. Hal ini dikarenakan sampel dengan perendaman 90 jam terlalu swell sehingga retak pada saat proses kompaksi. Dari data tabel dapat dibuat grafik hubungan antara % berat epoxy resin dengan nilai bulk densitas seperti pada grafik berikut ini : Bulk Densitas (gr/cm3) % 200% 400% 600% 800% 1000% Komposisi Epoxy Resin (% wt) Gambar 14. Bulk densitas tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) terhadap komposisi epoxy resin Berdasarkan gambar 14, nilai tertinggi dari hasil pengujian bulk densitas tanpa perendaman aseton adalah pada sampel dengan penambahan epoxy resin 2% (MQP- B+100) yang memiliki nilai bulk densitas sebesar 5,56 gr/cm 3. Tabel 6. Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin dengan perendaman aseton selama 24 jam (Ac24j) Komposisi Epoxy Resin (% wt) Bulk Density (gr/cm 3 ) Ac24j 1% 5,54 Ac24j 2% 5,41 Ac24j 4% 5,33 Ac24j 10% 5,31 Dari data tabel dapat dibuat grafik hubungan antara % berat epoxy resin dengan nilai bulk densitas seperti pada grafik berikut ini :

47 33 Bulk Densitas (gr/cm3) Komposisi Epoxy Resin (% wt) Gambar 15. Bulk densitas dengan perendaman aseton selama 24 jam terhadap komposisi epoxy resin Berdasarkan grafik yang dilihat dari gambar 15 diatas menunjukkan bahwa variasi komposisi epoxy resin dan perendaman pada aseton berpengaruh terhadap besarnya densitas pada bonded magnet NdFeB, dimana nilai densitas menurun pada sampel yang tidak direndam aseton (MQP-B+100) maupun sampel yang direndam aseton selama 24 jam (Ac24j). Berdasarkan penelitian dari (Devi P, 2016) mengatakan bahwa semakin banyak binder polimer yang diberikan maka akan semakin menurun nilai densitas sampelnya. Berdasarkan penelitian (Drak, 2008) juga mengatakan bahwa hasil nilai densitas yang tinggi pada bahan bonded magnet ini disebabkan karena distribusi serbuk magnet NdFeB yang merata dalam matriks polimer dan sedikitnya jumlah pori yang terjadi Hasil Pengujian Bulk Densitas pada Suhu Curing 120 o C Hasil pengujian dan perhitungan bulk densitas pada sampel yang direndam aseton (Ac24j) dan sampel yang tidak direndam aseton (MQP-B+100) dengan variasi komposisi epoxy resin ditunjukkan pada tabel berikut ini. Tabel 7. Hasil pengukuran dan perhitungan bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin Komposisi Epoxy Resin (% wt) Bulk Density (gr/cm 3 ) MQP-B % 5,59 MQP-B % 5,49 Ac24j 2% 5,59 Ac24j 4% 5,51 Dari tabel 7 memperlihatkan bahwa nilai dari densitas dari masing-masing sampel menurun baik yang direndam aseton (Ac24j) maupun yang tidak direndam aseton (MQP-B+100). Berdasarkan tabel juga ditunjukkan bahwa sampel dengan komposisi

48 34 epoxy resin 1% dan 10% tidak ada. Hal ini dikarenakan sampel rusak pada saat proses kompaksi. Bulk Densitas (gr/cm3) MQP-B % MQP-B % Ac24j 2% Ac24j 4% Komposisi Epoxy Resin (%wt) Gambar 16. Bulk densitas bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin Dari gambar 16, hasil pengujian bulk densitas optimum ada pada sampel dengan penambahan epoxy resin 2%, baik tanpa perendaman aseton dan dengan perendaman aseton yang memiliki nilai yang sama yaitu 5,59 gr/cm Pengujian Mikrostruktur Bonded Magnet NdFeB Pengamatan mikrostruktur serbuk magnet NdFeB dilakukan dengan menggunakan alat SEM-EDX (Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-Ray). Pengambilan sampel dilakukan untuk melihat mikrostruktur dan ukuran butir serbuk. Pengamatan dengan menggunakan SEM-EDX ini juga dilakukan untuk mengetahui morfologi serta komposisi unsur yang terkandung dalam sampel serbuk NdFeB tersebut. Hasil pengamatan SEM serbuk NdFeB yang tidak direndam aseton dan direndam aseton selama 24 jam akan ditunjukkan pada gambar 18 berikut ini. (a) (b) Gambar 17. Foto SEM Serbuk NdFeB yang tidak direndam aseton (a) Serbuk MQP- B+100, dan yang direndam aseton (b) Serbuk Ac24j

49 35 Dari hasil pengamatan SEM pada gambar 17 di atas, dapat dilihat mikrostruktur dan ukuran butir dari (a) serbuk MQP-B100 terdapat ukuran butir yang berukuran (60-100) µm meskipun tidak dominan. Sedangkan pada (b) serbuk ac24j terlihat bahwa setelah melalui proses perendaman dengan aseton, permukaan serbuk lebih bersih dan ukuran butirnya semakin mengembang (swell). Pada pengujian sampel dengan Scanning Electron Microscope dan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy juga dapat diketahui persentase elemen penyusun pada material ini. Pada tabel 8 menunjukkan persentase berat (weight percent) dan persentase atom (atomic percent) penyusun material dari sampel MQP-B100. Tabel 8. Analisis unsur sampel tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) dengan SEM-EDX Element Weight% Atomic% C K O K Fe K Co K Nd L Dari tabel 4.3 diatas dapat di analisis bahwa unsur Fe memiliki persentase berat yang lebih besar dari yaitu 53,37%wt dan kemudian Nd yang memiliki persentase berat 21,98 %wt. Tabel 9. Analisis unsur sampel dengan perendaman aseton selama 24 jam (ac24j) dengan SEM-EDX Element Weight% Atomic% C K Al K Fe K Co K Nd L Dari data hasil pengukuran dapat diketahui bahwa unsur utama pembentuk magnet NdFeB adalah Besi (Fe) dengan komposisi 62,14%wt dan Neodymium (Nd) sebesar 25,33 %wt. Pada sampel terdapat unsur C dan Al sebagai pengotor yang memiliki persentase masing-masing sebesar 7,24 %wt dan 0,28 %wt. Adanya unsur karbon merupakan hasil sisa dari proses pembakaran yang terjadi sedangkan untuk

50 36 unsur pengotor Al diduga berasal dari elemen pada wadah yang ikut tergerus dan menyatu pada bahan sampel saat preparasi serbuk berlangsung. Hal ini sangat memungkinkan karena hampir seluruh alat yang digunakan berasal dari bahan alumina. Sone et al., (2001) melakukan penyelidikan dan menunjukkan bahwa bahan pengotor dalam homogeneities alumina juga akan menghasilkan pertumbuhan butir tidak normal. Jadi, untuk mendapatkan sifat material yang diinginkan maka struktur mikro harus dapat dikontrol dengan baik. Hal ini karena perubahan mikrostruktur adalah masalah utama di bidang teknik material. Dari data juga dihasilkan unsur O, hal ini karena pada saat preparasi sampel terkena oksidasi. Boron juga termasuk unsur utama pada magnet ini. Dalam penelitian ini unsur Boron (B) tidak terdeteksi dengan menggunakan SEM-EDX. Berdasarkan penelitian (Aryanto,D. dkk. 2014), hal ini dikarenakan unsur B memiliki energi foton yang rendah sehingga sulit terdeteksi oleh detektor pada sistem EDX. Berdasarkan penelitian (Idayanti N.Dedi, 2006) juga dijelaskan bahwa hal ini disebabkan karena EDX hanya dapat mendeteksi unsur yang memiliki nomor atom lebih besar dari Boron. Untuk dapat mendeteksi Boron harus dilakukan dengan analisa komposisi kimia dengan metoda yang lain seperti analisa basa, Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) dll. Berdasarkan studi literatur komposisi kimia Boron dalam magnet NdFeB dapat berkisar antara 7-14%. Perbedaan yang dihasilkan dari pengamatan berdasarkan foto SE dan BSE yaitu pada SE ditampilkan permukaan sampel yang terdeteksi sedangkan untuk BSE akan ditampilkan gambar dalam bentuk 3 dimensi dengan artian kedalaman sampel juga terlihat. Pantulan non-elastis terjadi pada Secondary Electron sementara pantulan elastis terjadi pada Back-Scattered Electron. Dua jenis elekron tersebut akan menghasilkan gambar yang berbeda. (Samuel,Y. 2012). Mekanisme kontras Secondary Electron dihasilkan dari permukaan yang tinggi dan akan lebih banyak melepaskan elektron dan menghasilkan gambar yang lebih cerah dibandingkan permukaan yang rendah atau datar. Mekanisme kontras Back-Scattered Electron dihasilkan oleh perbedaan jumlah pantulan elektron. Atom atom dengan densitas atau berat molekul lebih besar akan memantulkan lebih banyak elektron sehingga tampak lebih cerah dari atom berdensitas rendah. Perbandingan hasil foto SE dan BSE dapat dilihat pada gambar 4.8 (a) dan (b) berikut ini.

51 37 (a) (b) (c) Gambar 18. Hasil Foto Morfologi Serbuk NdFeB yang dihasilkan oleh (a,b) Secondary Electron dan (c,d) Back Scattered Electron Dari gambar diatas, (a) dan (c) merupakan sampel yang tidak direndam aseton (MQP-B+100) dan (b) dan (d) merupakan sampel yang direndam aseton selama 24 jam (ac24j). Berdasarkan gambar 19, menunjukkan bahwa hasil foto morfologi serbuk NdFeB yang dihasilkan oleh secondary electron maupun yang dihasilkan oleh back scattered electon, hasil yang lebih baik ditunjukkan pada gambar (b) dan (d). Ukuran diameter partikel yang diperoleh dari hasil pengamatan terlihat bahwa sampel yang direndam dengan aseton semakin bersih dan semakin besar ukuran butirnya. Hasil pengamatan SEM-EDX sampel NdFeB yang menunjukkan komposisi sampel dengan unsur Fe dan Nd yang dominan terdapat pada sampel akan ditunjukkan pada gambar 20 berikut ini. (d)

52 38 (a) (b) (b) (d) Gambar 19. Hasil Foto EDX-Mapping NdFeB dengan memperlihatkan unsur Fe pada (a);(b) dan unsur Nd pada (c);(d) Berdasarkan hasil EDX-Mapping yang diperoleh ditunjukkan bahwa unsur Fe dan Nd terlihat semakin bersih dan aktif secara kualitatif pada sampel yang dilakukan perendaman/ di treat (b) dan (d). Ukuran butir yang diperoleh pada sampel setelah di treat juga terlihat semakin jelas dibandingkan dengan sampel yang tidak direndam dengan aseton (a) dan (c). Hasil EDX-Mapping ini menunjukkan mekanisme kontras sehingga dapat menghasilkan gambar yang lebih terang. 4.3 Hasil Pengujian Sifat Magnet Pengujian sifat magnet pada bonded magnet NdFeB dilakukan untuk mengetahui seberapa besar kuat medan magnetnya setelah dimagnetisasi oleh Magnet-Physic Dr.Steingroever GmbH Impulse Magnetizer K-Series dengan tegangan 1800 V dan I sebesar ka menggunakan Gaussmeter dan

53 39 dilakukan pengujian VSM (Vibrating Sample Magnetometer) untuk megetahui kurva histeresis yang meliputi nilai induksi remanen (Br) dan nilai koersivitas (Hc) Pengujian Kuat Medan Magnet Pengujian Kuat Medan Magnet pada Suhu Curing 100 o C Nilai kuat medan magnet suatu sampel dapat diperoleh dengan menggunakan gaussmeter setelah di magnetisasi. Pada pengukuran kuat medan magnet ini, nilai yang paling tertinggi yang akan diambil setelah gaussmeternya mendeteksi semua titik permukaan pada sampel. Hasil pengukuran kuat medan magnet pada bonded magnet NdFeB ditunjukkan pada tabel 4.5 berikut ini : Tabel 10. Kuat medan magnet NdFeB terhadap komposisi epoxy resin tanpa perendaman aseton (MQP-B+100) Komposisi Epoxy Resin Kuat Medan Magnet (% wt) (Gauss) , , ,52 Dari tabel 10 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin seperti pada grafik berikut ini : Kuat Medan Magnet (Gauss) Komposisi Epoxy Resin (% wt) Gambar 20. Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB tanpa perendaman aseton Dari tabel 10 dan gambar 20 diatas menunjukkan bahwa nilai densitas tertinggi ada pada sampel yang diberikan penambahan epoxy resin 2% dengan nilai 1383,03 Gauss dan menurun pada sampel yang diberikan epoxy resin 4% dan 10% dengan

54 40 nilai masing-masing kuat medan magnetik adalah sebesar 1269,73 Gauss dan 1130,52 Gauss. Tabel 11. Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB dengan perendaman aseton selama 24 jam (Ac24j) Komposisi Epoxy Resin (% wt) Kuat Medan Magnet (Gauss) , , , ,58 Dari tabel 11 diatas dapat dibuat grafik hubungan antara kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin seperti pada grafik berikut ini : Kuat Medan Magnet (Gauss) Komposisi Epoxy Resin (% wt) Gambar 21. Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB dengan perendaman aseton selama 24 jam Pada gambar 20 dan 21 diatas menunjukkan bahwa variasi komposisi epoxy resin dan perendaman aseton sangat berpengaruh terhadap besarnya nilai densitas pada bonded magnet NdFeB. Pada sampel yang direndam aseton selama 24 jam dengan komposisi 2% wt epoxy resin (Ac24j 2%) kuat medan magnetiknya meningkat drastis dengan nilai 1737,03G dengan densitas yang dihasilkan sebesar 5,41 gr/cm 3. Terlihat bahwa nilai densitas dari masing-masing sampel nilainya menurun begitu juga dengan kuat medan magnetiknya. Namun pada sampel yang direndam aseton selama 24 jam dengan pertambahan epoxy resin 1% memiliki nilai kuat medan magnet yang lebih rendah dibandingkan sampel pertambahan epoxy resin 2% (Ac24j 2%). Hal ini disebabkan karena pertambahan komposisi epoxy resin 1% pada serbuk NdFeB tidak cukup untuk mengikat sampel dengan baik sehingga sampel dengan epoxy resin 1% rata-rata rusak.

55 41 Berdasarkan penelitian (Deswita, 2007) tentang bonded magnet NdFeB yang bindernya resin Poliester mendapatkan nilai kuat medan magnet 1249 G dengan fraksi volume serbuk magnet NdFeB 80 %. Bertambahnya komposisi bahan non magnet (matriks polimer) tentu menyebabkan berkurangnya komposisi serbuk magnet NdFeB, hal inilah yang mengakibatkan penurunan nilai kuat medan magnet pada sampel bonded magnet NdFeB dan pada saat pencetakan sampel menggunakan hydraulic press, sebagian epoxy resin dan serbuk magnet NdFeB keluar Pengujian Kuat Medan Magnet pada Suhu Curing 120 o C Hasil pengukuran kuat medan magnet pada bonded magnet NdFeB ditunjukkan pada tabel 11 berikut ini : Tabel 12. Hasil Pengukuran Kuat Medan Magnet pada Bonded Magnet NdFeB Komposisi Epoxy Resin (% wt) Kuat Medan Magnet (Gauss) MQP-B % 1737,47 MQP-B % 1314,14 Ac24j 2% 1504 Ac24j 4% 1438,83 Dari tabel 12 ditunjukkan bahwa sampel pengujian kuat medan magnet pada suhu curing 120 o C hanya terdapat sampel dengan penambahan epoxy resin 2% dan 4%, baik yang dengan perlakuan perendaman aseton maupum tanpa perendaman aseton. Hal ini terjadi karena pada sampel dengan penambahan epoxy resin 1% dan 10% rusak pada saat proses kompaksi. Kuat Medan Magnet (Gauss) MQP-B % MQP-B % Ac24j 2% Ac24j 4% Komposisi epoxy resin (%wt) Gambar 22. Kuat medan magnet terhadap komposisi epoxy resin pada bonded magnet NdFeB

56 42 Dari tabel 12 dan gambar 22 diatas terlihat bahwa nilai kuat medan magnet tertinggi terdapat pada sampel tanpa perendaman aseton dengan penambahan epoxy resin 2% (MQP-B+100 2%) memiliki nilai kuat medan magnet sebesar 1737,47 Gauss dan pada sampel dengan perendaman aseton selama 24 jam, nilai kuat medan magnetiknya terletak pada sampel dengan penambahan epoxy resin 2% (Ac24j 2%) dengan nilai 1504 Gauss Pengujian VSM (Vibrating Sample Magnetometer) VSM (Vibrating Sample Magnetometer) merupakan suatu jenis peralatan yang digunakan untuk mempelajari sifat magnetik 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 bonded magnet NdFeB akan ditunjukkan seperti pada gambar 23 berikut ini : M (emu/gr) Mr = 81,36 emu/gr Br = 5,712 kg Hcj = 10,166 koe Ms = 114 emu/gr H (Oe) Gambar 23. Kurva Histerisis Bonded Magnet NdFeB Tanpa Perendaman Aseton dengan Penambahan 2% Epoxy Resin (MQP-B+2%) dengan Suhu 120 o C Dari gambar 23 pada kurva histerisis diatas menunjukkan bahwa bonded magnet NdFeB dengan penambahan epoxy resin 2% (MQP-B+100 2%) merupakan hard magnetic material. Magnet keras (magnet permanen) ditandai dengan terjadinya perluasan pada kurva histerisis (semakin besar) dengan nilai koersivitas (Hc) yang tinggi diatas 200 Oe. Kekuatan magnet (magnetic field) ditentukan oleh besarnya

57 43 remanensi (Mr) dari suatu bahan. Dalam penelitian ini, nilai magnet remanensi (Mr) dan magnet saturasi (Ms) yang dihasilkan adalah sebesar 81,36 emu/gram dan 114 emu/gram. Hasil kurva histerisis diatas menunjukkan nilai koersivitas (Hcj) dan remanensi (Br) adalah sebesar 10,166 koe dan 5,712 kg. Nilai energy produk maksimum (BHmax) yang dihasilkan adalah sebesar 6,27 MGOe.

58 44 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Dari hasil penelitian tentang Pembuatan Bonded Magnet Permanen NdFeB Dengan Perlakuan Permukaan (Surface Treatment) Dan Karakterisasinya, maka dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut : 1. Dari hasil pengujian bonded magnet NdFeB, nilai kuat medan magnet yang maksimal adalah pada sampel tanpa perendaman aseton dengan penambahan epoxy resin 2% (MQP-B+100 2%) dengan nilai 1737,47 Gauss. Dalam pengujian ini, bonded magnet NdFeB merupakan magnet keras (magnet permanen) karena memiliki nilai koersivitas sebesar 10,166 koe. 2. Dari hasil pengujian pembuatan bonded magnet permanen NdFeB dengan perlakuan permukaan melalui perendaman dengan aseton dan membuat serbuk NdFeB menjadi lebih mengembang (swell) dan mikrostruktur menggunakan SEM-EDX Mapping menghasilkan permukaan yang lebih contrast pada sampel dengan perendaman aseton selama 24 jam (Ac24j) sehingga lebih mudah untuk di analisis. 3. Pengaruh komposisi epoxy resin dan variasi temperatur pada proses curing terhadap sifat fisis dan sifat magnet adalah semakin banyak pertambahan komposisi epoxy resin, maka nilai dari bulk densitas dan kuat medan magnetik akan semakin menurun.

59 Saran Berdasarkan penelitian mengenai pembuatan bonded magnet NdFeB dengan surface treatment, maka untuk penelitian selanjutnya disarankan : 1. Perlu dilakukan pengukuran zeta potensial untuk mengetahui stabilitas dari partikel dan keaktifannya. 2. Dalam pembuatan bonded magnet dengan treat menggunakan aseton sebaiknya digunakan waktu perendaman kurang dari 90 jam. 3. Dalam penelitian lebih lanjut perlu dilakukan pengujian sifat mekanik seperti kuat tekan dan kuat patah.

60 46 DAFTAR PUSTAKA Afza, Erini Pembuatan Magnet Permanent Ba-Hexa Ferrite (BaO 6 Fe 2 O 3 ) Dengan Metode Koopresipitasi Dan Karakterisasinya. [Skripsi]. Medan: Universitas Sumatera Utara, Program Sarjana. Anwar, N Pembuatan Magnet Permanen Nd 2 Fe 14 B Melalui Mechanical Alloying.[Skripsi]. Jakarta : UIN Syarif Hidayatullah. Aryanto D. dkk Modifikasi Serbuk Bonded PrFeB dan Karaterisasinya. Prosiding Pertemuan Ilmiah XXVIII HFI Jateng & D.I. Yogyakarta; Solo, 26 April 2014, Yogyakarta: LIPI 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. Fraden, J Handbook of Modern Sensors: Physics, Design, and Applications, 4th Ed. USA : Springer. pp. 73. ISBN Halliday & Resnick Fisika. Jakarta: Erlangga. Hilda Ayu, Syahrul Humaidi, Muljadi Pengaruh Komposisi Poliester Terhadap Sifat Magnet Dan Mekanik Pada Pembuatan Bonded Magnet Pr-Fe-B. Magnet dan Aplikasinya ISBN : Idayanti N. dan Dedi Karakterisasi Komposisi Kimia Magnet NdFeB dengan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). Jurnal Elektronika. 6(2) : Irasari,P. dan Idayanti,N., 2009, Aplikasi Magnet Permanen BaFe12O19 dan NdFeB pada Generator magnet Permanen Kecepatan Rendah Skala Kecil, Jurnal Sains Materi Indonesia. Vol.11, No.1, 39. Julia Fadillah Pengaruh Waktu Sonikasi Terhadap Ukuran Partikel Dan Sifat Magnet Pada Pembuatan Bonded Magnet NdFeB. [Skripsi]. Medan. Universitas Sumatera Utara, Program Sarjana S-1 Jurusan Fisika FMIPA. Kurniawan, C Pembuatan Rigid Bonded Magnet Berbasis Pr-Fe-B untuk Komponen Generator Listrik Mini. Prosiding InSINas Seminar Nasional Kimia Terapan Indonesia; Solo, 23 Mei Nicola.A.Spaldin Magnetic Material Fundamental and Device Aplications. Cambridge University. Press

61 47 Oktavia, Lya, Syahrul Humaidi, Muljadi Efek Variasi Waktu Rotary Ball Mill Pada Serbuk NdFeB Terhadap Mikrostruktur, Densitas, dan Sifat Magnetnya.[Skripsi]. Medan : Universitas Sumtera Utara Omar, M.A.,1975, Elementary Solid State Physics, Addison Wesley Publishing Company. Inc. Samuel, Y Karakteristik Komposit Aluminium AC8H / SiC dengan Proses Stir Casting. [Skripsi]. Depok : Universitas Indonesia, Program Sarjana. Sardjono,P., dkk Aplikasi Magnet Permanen di Indonesia (Data Pasar dan Pengembangan Material Magnet), Seminar Nasional Ilmu Pengetahuan Teknik,1-5. Sipahutar, WS Efek Waktu Wet Milling dan Suhu Annealing Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur, dan Magnet dari Flakes NdFeB. [Skripsi]. Medan : Universitas Sumtera Utara Sudrajat,N. dan Kristiantoro,T Fabrikasi Magnet Permanen Bonded NdFeB untuk Prototipe Generator. Bandung : Pusat Penelitian Elektronika dan Komunikasi-LIPI. No.1 : Syukri Kimia Dasar. Jilid 2. Jakarta : UI Press. Willian. D.Callister, Jr Material Science and Engineering and Introduction. (NewYork : Jhon Willey and Sons, inc 2003) Hal , , Hari : Selasa Pukul : wib

62 48 Lampiran 1 Bahan dan Peralatan Penelitian 1. Bahan Serbuk NdFeB tipe MQP-B Aseton Epoxy Resin Hardener Resin 2. Peralatan Spatula Neraca Digital 2 Digit

63 49 Beaker Glass Hydraulic Press Cetakan (Moulding) Cawan Petri (Petridish) Under Vacuum Drier Glove Box

64 50 Jangka Sorong Digital Ayakan 100 mesh SEM Impulse Magnetizer VSM Gaussmeter GM-2

65 51 LAMPIRAN 2 Perhitungan Densitas Sampel Bonded Magnet NdFeB Tipe MQP-B+ Curing 100 o C 1. Sampel MQP-B100 2% Dik : m = 4,79 gr d = 16,5 mm t = 4,03 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (16,5 mm) 2 x 4,03 mm = 861,276 mm 3 = 0,861 cm 3 ρ = = = 5,56 gr/cm 3 2. Sampel MQP-B100 4 % Dik : m = 5,55 gr d = 18,62 mm t = 3,72 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,62 mm) 2 x 3,72 mm = 1012,446 mm 3 = 1,012 cm 3 ρ = = = 5,48 gr/cm 3 3. Sampel MQP-B100 10% Dik : m = 5,49 gr d = 18,82 mm t = 3,68 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,82 mm) 2 x 3,68 mm = 1023,191 mm 3 = 1,023 cm 3 ρ = = = 5,36 gr/cm 3

66 52 4. Sampel Ac24j 1% Dik : m = 4,70 gr d = 18,67 mm t = 3,10 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,67 mm) 2 x 3,10 mm = 839,162 mm 3 = 0,839 cm 3 ρ = = = 5,54 gr/cm 3 5. Sampel Ac24j 2% Dik : m = 5,49 gr d = 18,58 mm t = 3,74 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,58 mm) 2 x 3,74 mm = 1013,520 mm 3 = 1,013 cm 3 ρ = = = 5,41 gr/cm 3 6. Sampel Ac24j 4% Dik : m = 5,60 gr d = 18,72 mm t = 3,82 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,72 mm) 2 x 3,82 mm = 1050,859 mm 3 = 1,050 cm 3 ρ = = = 5,33 gr/cm 3 7. Sampel Ac24j 10% Dik : m = 4,84 gr d = 18,78 mm t = 3,29 mm Dit : ρ =? Penyelesaian :

67 53 V = d 2 t = x (18,78 mm) 2 x 3,29 mm = 910,870 mm 3 = 0,910 cm 3 ρ = = = 5,31 gr/cm 3 8. Sampel Ac90j 4% Dik : m = 4,82 gr d = 18,68 mm t = 3,17 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (18,68 mm) 2 x 3,17 mm = 868,325 mm 3 = 0,868 cm 3 ρ = = = 5,55 gr/cm 3 Curing 120 o C 9. Sampel MQP-B+100 2% Dik : m = 5,34 gr d = 16,52 mm t = 4,46 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (16,52 mm) 2 x 4,46 mm = 955,486 mm 3 = 0,955 cm 3 ρ = = = 5,59 gr/cm Sampel MQP-B+100 4% Dik : m = 4,88 gr d = 16,54 mm t = 4,13 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (16,54 mm) 2 x 4,13 mm = 866,932 mm 3 = 0,866 cm 3 ρ = = = 5,49 gr/cm 3

68 Sampel Ac24j 2% Dik : m = 4,83 gr d = 16,55 mm t = 4,01 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (16,55 mm) 2 x 4,01 mm = 862,203 mm 3 = 0,862 cm 3 ρ = = = 5,59 gr/cm Sampel Ac24j 4% Dik : m = 4,90 gr d = 16,52 mm t = 4,14 mm Dit : ρ =? Penyelesaian : V = d 2 t = x (16,52 mm) 2 x 4,14 mm = 886,931 mm 3 = 0,886 cm 3 ρ = = = 5,51 gr/cm 3

69 55 LAMPIRAN 3 ANALISA SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE) SERBUK 1. Serbuk NdFeB tanpa Perendaman Aseton (MQP-B+100) 2. Serbuk NdFeB dengan Perendaman Aseton Selama 24 Jam (Ac24j)

70 56 LAMPIRAN 4 ANALISA SEM-EDX (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE-ENERGY DISPERSIVE X-RAY) PELLET (MQP-B+100) (Ac24j)

71 57 LAMPIRAN 5 ANALISA SEM-EDX (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE-ENERGY DISPERSIVE X-RAY) MAPPING PELLET 1. Sampel Pellet NdFeB Tanpa Perendaman Aseton (a);(c) (a) 2. Sampel Pellet NdFeB dengan Perendaman Aseton Selama 24 Jam (b);(d) (b) (c) (d)

72 58 LAMPIRAN 6 Karakteristik Bonded Magnet NdFeB type MQP