Erfan Handoko 1, Iwan Sugihartono 1, Zulkarnain Jalil 2, Bambang Soegijono 3

dokumen-dokumen yang mirip
PREPARASI ALLOY MAGNETIK Sm-Co MELALUI TEKNIK ARC MELTING FURNACE

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN. Magnet keras ferit merupakan salah satu material magnet permanen yang

SINTESIS NANOPARTIKEL FERIT UNTUK BAHAN PEMBUATAN MAGNET DOMAIN TUNGGAL DENGAN MECHANICAL ALLOYING

Pengaruh Variasi Waktu Milling dan Penambahan Silicon Carbide Terhadap Ukuran Kristal, Remanen, Koersivitas, dan Saturasi Pada Material Iron

PENGARUH WAKTU MILLING TERHADAP SIFAT FISIS, SIFAT MAGNET DAN STRUKTUR KRISTAL PADA MAGNET BARIUM HEKSAFERIT SKRIPSI EKA F RAHMADHANI

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

I. PENDAHULUAN. karakteristik dari pasir besi sudah diketahui, namun penelitian ini masih terus

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG

4.2 Hasil Karakterisasi SEM

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Studi Komposisi Fasa dan Sifat Kemagnetan Pasir Besi Pesisir Pantai Aceh yang Dipreparasi dengan Metode Mechanical Milling

1 BAB I PENDAHULUAN. Salah satu industri yang cukup berkembang di Indonesia saat ini adalah

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK BARIUM M-HEKSAFERRIT DENGAN DOPING ION Zn PADA VARIASI TEMPERATUR RENDAH

METODOLOGI PENELITIAN

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN ANALISIS

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian yang dilakukan di Kelompok Bidang Bahan Dasar PTNBR-

PERUBAHAN BUTIR DAN PENENTUAN TEMPERATUR PEMBENTUKAN BARIUM HEXAFERRITE TERSUBSTITUSI ION Mn +2 Dan Ti +4 MELALUI MEKANISME MEKANIKA MILLING

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe 3 O 4 DARI PASIR BESI SEBAGAI BAHAN PENYERAP RADAR PADA FREKUENSI X DAN Ku BAND

PROSES PELAPISAN SERBUK Fe-50at.%Al PADA BAJA KARBON DENGAN PENAMBAHAN Cr MELALUI METODA PEMADUAN MEKANIK SKRIPSI

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

PASI NA R SI NO L SI IK LI A KA

Efek Aditiv Al 2 O 3 Terhadap Struktur dan Sifat Fisis Magnet Permanen BaO.6(Fe 2 O 3 )

BAB 3METODOLOGI PENELITIAN

PENGARUH WAKTU DRY MILLING TERHADAP KARAKTERISTIK DAN SIFAT MAGNET PERMANEN ND-FE-B

Bab III Metodologi Penelitian

Bab III Metodologi Penelitian

PENGARUH WAKTU DRY MILLING TERHADAP KARAKTERISTIK DAN SIFAT MAGNET PERMANEN ND-FE-B

SINTESIS SERBUK BARIUM HEKSAFERIT DENGAN METODE KOPRESIPITASI

Unnes Physics Journal

BAB III METODE PENELITIAN. penelitian ini dilakukan pembuatan keramik Ni-CSZ dengan metode kompaksi

PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP UKURAN PARTIKEL FE3O4 DENGAN TEMPLATE PEG-2000 MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI

Bab III Metodologi Penelitian

Pembuatan dan karakterisasi magnet komposit berbahan dasar barium ferit dengan pengikat karet alam

SIDANG TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2014

Analisa Sifat Magnetik dan Morfologi Barium Heksaferrit Dopan Co Zn Variasi Fraksi Mol dan Temperatur Sintering

BAB III PROSEDUR PENELITIAN

KARAKTERISASI SIFAT MAGNETIK DAN SERAPAN GELOMBANG MIKRO BARIUM M-HEKSAFERIT BaFe 12 O 19

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 3, No. 1, (2014) ISSN: ( Print) F-108

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI Α-FE 2 O 3 BERBASIS LIMBAH BAJA MILL SCALE DENGAN ADITIF FeMo

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2014) 1-6 1

HASIL DAN PEMBAHASAN. dengan menggunakan kamera yang dihubungkan dengan komputer.

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Metode penelitian ini dilakukan dengan metode eksperimen.

Callister, D W Materials Science and Enginering. Eighth Edition. New York : John Willy & Soon.inc

Gambar 2.1. momen magnet yang berhubungan dengan (a) orbit elektron (b) perputaran elektron terhadap sumbunya [1]

EFEK WAKTU WET MILLING DAN SUHU ANNEALING TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR, DAN MAGNET DARI FLAKES NdFeB SKRIPSI WAHYU SOLAFIDE SIPAHUTAR

Pengaruh Penambahan Aluminium (Al) Terhadap Sifat Hidrogenasi/Dehidrogenasi Paduan Mg 2-x Al x Ni Hasil Sintesa Reactive Ball Mill

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. dihasilkan sebanyak 5 gram. Perbandingan ini dipilih karena peneliti ingin

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Pengaruh Suhu Sinter Terhadap Struktur Kristal

PENGARUH KOMPOSISI BAHAN BAKU SECARA STOIKIOMETRI DAN NON STOIKIOMETRI TERHADAP SIFAT FISIS DAN MAGNET PADA PEMBUATAN MAGNET PERMANEN BaO.

HASIL DAN PEMBAHASAN Sintesis Partikel Magnetik Terlapis Polilaktat (PLA)

Asyer Paulus Mahasiswa Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri ITS

Bab III Metodologi Penelitian

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

SINTESIS SERBUK MgTiO 3 DENGAN METODE PENCAMPURAN DAN PENGGILINGAN SERBUK. Abstrak

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari 2013 sampai dengan Juni 2013 di

BAB I PENDAHULUAN. Batu bara + O pembakaran. CO 2 + complex combustion product (corrosive gas + molten deposit

Bab IV Hasil dan Pembahasan

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

HASIL DAN PEMBAHASAN. Struktur Karbon Hasil Karbonisasi Hidrotermal (HTC)

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB 2 Teori Dasar 2.1 Konsep Dasar

SINTESIS BARIUM HEXAFERRITE YANG DISUBSTITUSI ION Mn-Co MELALUI REAKSI PADAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP PERUBAHAN STUKTUR DAN SIFAT MAGNETIK

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Karakterisasi Suseptibilitas Magnet Barium Ferit yang Disintesis dari Pasir Besi dan Barium Karbonat Menggunakan Metode Metalurgi Serbuk

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Densitas Abu Vulkanik Milling 2 jam. Sampel Milling 2 Jam. Suhu C

PENGARUH PENAMBAHAN NIKEL (Ni) TERHADAP STRUKTUR KRISTAL, MORFOLOGI, DAN KEKERASAN PADA PADUAN Al (2-x) FeNi (1+x)

IDENTIFIKASI Fase KOMPOSIT OKSIDA BESI - ZEOLIT ALAM

BAB III METODE PENELITIAN. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen

SINTESIS NANOPARTIKEL MgFe 2 O 4 DENGAN COATING PEG 6000 MENGGUNAKAN METODE KOPRESIPITASI SKRIPSI ADINDA SUCI PRATIWI SAPUTRA

Gambar V.3 (a). Spektra FTIR dan (b). Difraktogram XRD material hasil sintesis (dengan variasi perbandingan molar Fe 3+ /Fe 2+ pada T = 60ºC dan

PEMBUATAN KERAMIK BETA ALUMINA (Na 2 O - Al 2 O 3 ) DENGAN ADITIF MgO DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIS SERTA STRUKTUR KRISTALNYA.

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

ANALISIS KANDUNGAN MINERAL PASIR PANTAI LOSARI KOTA MAKASSAR MENGGUNAKAN XRF DAN XRD.

Bab 3 Metodologi Penelitian

PENGARUH TEMPERATUR KALSINASI PADA PEMBENTUKAN LITHIUM IRON PHOSPHATE (LFP) DENGAN METODE SOLID STATE

BAB IV DATA HASIL PENELITIAN

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Pengaruh Waktu Milling dan Temperatur Sintering Pada Pembentukan Nanopartikel Fe 2 TiO 5 Dengan Metode Mechanical Alloying

Bab IV Hasil dan Pembahasan

BAB I PENDAHULUAN. magnet permanen generator dan lain-lain. Kebutuhan magnet di Indonesia dari

Pengaruh temperatur sintering terhadap struktur dan sifat magnetik La 3+ - barium nanoferit sebagai penyerap gelombang mikro

Bab 4 Data dan Analisis

Sintesis Nanopartikel ZnO dengan Metode Kopresipitasi

KAJIAN SIFAT STRUKTUR KRISTAL PADA BAHAN BARIUM HEKSAFERIT YANG DITAMBAH VARIASI Fe2O3 MENGGUNAKAN ANALISIS RIETVELD

SIDANG TUGAS AKHIR Pengaruh Waktu Milling dan Temperatur Sintering Terhadap Pembentukan PbTiO 3 dengan Metode Mechanical Alloying

Galuh Intan Permata Sari

BAB IV HASIL PENELITIAN dan PEMBAHASAN

Pengaruh Holding Time Kalsinasi Terhadap Sifat Kemagnetan Barium M-hexaferrite (BaFe 12-x Zn x O 19 ) dengan ion doping Zn

Transkripsi:

SINTESIS DAN KARAKTERISASI MATERIAL MAGNET HIBRIDA BaFe 12 O 19 - Sm 2 Co 17 Erfan Handoko 1, Iwan Sugihartono 1, Zulkarnain Jalil 2, Bambang Soegijono 3 1 Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jl. Pemuda No.10 Rawamangun Jakarta 13220. Indonesia Tel : (021) 4894909 Fax : (021) 4894909 2 Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh. Indonesia 3 Departemn Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia, Depok 16424. Indonesia Email : erfan@unj.ac.id ABSTRAK Barium heksaferat, BaFe 12 O 19, sebagai magnet permanen telah mencapai lebih 50 % dalam aplikasinya. Sifat kemagnetan yang jauh lebih rendah dibandingkan magnet permanen berbasis logam tanah jarang seperti Sm 2 Co 17 telah menjadi peluang untuk ditingkatkan melalui rekayasa struktur. Dalam penelitian ini telah dilakukan pembuatan magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 dengan komposisi 70 : 30 % berat melalui proses penghalusan dengan menggunakan vibration ball mill (VBM) selama 30 jam. Analisis struktur dengan difraksi sinar-x (XRD) menggunakan radiasi CoKα dalam interval 2θ antara 20 o sampai 100 o, pengamatan morfologi menggunakan scanning electron microscope (SEM) pada pembesaran 5000 kali, dan Permagraph pada medan magnet luar maksimum 2 T untuk memperoleh sifat kemagnetan. Material magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 yang dihasilkan setelah melalui proses perlakukan panas 800 o C selama 30 menit menunjukkan telah terjadi dekomposisi fasa menjadi Fe 3 O 4, FeO, Fe, dan Sm 2 Co 7. Kurva histerisis yang diperoleh memiliki koersivitas intrinsik 25,46 ka/m dan magnetisasi saturasi 0,53 T yang merupakan sifat kemagnetan dari magnet permanen. Kata kunci : Barium heksaferat, Sm 2 Co 17, magnet hibrida, magnet permanen PENDAHULUAN Inovasi material magnet permanen yang berbasis logam tanah jarang (rare earth) dan memiliki sifat kemagnetan unggul masih terus dilakukan oleh banyak peneliti bahan magnet[1-3]. Demikian juga dengan sistem keramik barium atau stronsium heksaferat (Ba,Sr)Fe 12 O 19 yang memiliki sumber bahan baku yang cukup banyak berbasis besi oksida [4-5]. Rekayasa struktur melalui proses sintesis telah banyak dilakukan dalam menghasilkan material magnet unggul[6-7] dan mampu menghasilkan sifat kemagnetan ekstrinsik yang mencapai 90-100 % nilai intrinsiknya. Hal ini menunjukkan bahwa penelitian jenis-jenis senyawa magnetik baru menjadi sangat mendesak untuk dikembangkan. Dalam penelitian ini telah dilakukan rekayasa struktur material magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 yang dikombinasikan dengan magnet berbasis logam tanah jarang Sm 2 Co 17 yang memiliki

sifat kemagnetan jauh lebih unggul. Kombinasi yang disebut dengan material magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 telah menghasilkan struktur dan sifat kemagnetan yang berubah setelah proses pencampuran secara mekanik dan perlakuan panas. METODE EKSPERIMEN Magnet hibrida komposisi 70% BaFe 12 O 19 dan 30 % Sm 2 Co 17 (persen berat) dilakukan proses pencampuran melalui metode mechanical mixing selama 30 jam sehingga diperoleh campuran homogen dan campuran yang dipadatkan berdiameter 10 mm setelah dikompaksi dengan tekanan 5 ton dilanjutkan perlakukan panas temperatur 800 o C dalam suasana gas argon. Analisis fasa-fasa magnetik diketahui dengan difraksi sinar-x Phillips radiasi Co Kα pada interval sudut (2θ) 20 o -100 o. Morfologi butir-butir fasa diketahui menggunakan scanning electron microscope (SEM) 5310LV Jeol. Sifat kemagnetan magnet hibrida diperoleh dari kurva histerisis yang dihasilkan dengan alat Permagraph pada temperatur kamar dan medan magnet luar maksimum 2 T.. HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi fasa-fasa magnet hibrida Hasil proses pencampuran mekanik, serbuk magnet hibrida komposisi 70% BaFe 12 O 19 dan 30 % Sm 2 Co 17 (persen berat) dipadatkan dan dilakukan proses perlakuan panas pada temperatur 800 o C selama 30 menit dalam suasana gas argon. Gambar 1a merupakan pola difraksi sinar-x fasa BaFe 12 O 19 sebelum proses pencampuran mekanik dan perlakuan panas. Gambar 1b memperlihatkan hasil analisis kualitatif magnet hibrida setelah perlakuan panas 800 o C dihasilkan telah terjadi dekomposisi fasa BaFe 12 O 19 menjadi fasa magnetit Fe 3 O 4, wustit FeO, dan Fe. Sedangkan Sm 2 Co 17 menjadi Sm 2 Co 7. Untuk fasa barium oksida sebagai akibat dekomposisi fasa, tidak terdeteksi puncak difraksinya dikarenakan jumlahnya yang sedikit. Dekomposisi fasa terjadi dapat dimungkinkan karena semakin halus dan bertambahnya luar permukaan partikel masing masing komposisi magnet hasil proses milling selama 30 jam. Sehingga proses perlakuan panas meskipun dalam suasana argon yang mengalir telah mengakibatkan masih terjadiya oksidasi.

Struktur mikro Gambar 1. Pola difraksi sinar-x (a) magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 dan (b) hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 setelah perlakuan panas. Struktur mikro yang diperoleh dengan SEM menghasilkan foto morfologi pada perbesaran 5000 kali yang memperlihatkan bentuk butir-butir (grains) magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17. Gambar 2. Foto SEM morfologi struktur mikro magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 setelah perlakuan mekanik dan panas.

Terlihat secara keseluruhan butir-butir magnet menjadi homogen dengan ukuran kurang dari 0,5 µm (gambar 2). Proses pencampuran mekanik dengan VBM dengan perbandingan material magnet dan bola baja 1 : 10 telah mereduksi ukuran partikel yang lebih halus dan juga menjadikan campuran lebih homogen. Perlakuan mekanik pada material magnet hibrida juga mengakibatkan bertambahnya luas permukaan partikel secara keseluruhan dan residual stress yang mengakibatkan kristal dalam keadaan tidak sempurna. Sehingga hal ini menjadi faktor terjadinya dekomposisi fasa. Sifat kemagnetan Kurva histerisis magnet hibrida komposisi 70% BaFe 12 O 19 dan 30 % Sm 2 Co 17 (persen berat) setelah perlakuan panas 800 o C diperoleh dari hasil pengukuran dengan Permagraph pada temperatur kamar (gambar 3). Gambar 3. Kurva histerisis (a) magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 (BHF) dan (b) hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 setelah perlakuan panas. Sifat kemagnetan yang merupakan data yang diturunkan dari kurva histerisis menghasilkan nilai magnetisasi saturasi (Ms), magnetisasi sisa atau remanen (Mr), dan koersivitas (Hc) dari magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 dan hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 setelah perlakuan panas terangkum pada tabel 1 berikut. Terlihat telah terjadi perubahan sifat kemagnetan secara signifikan. Menurunnya koersivitas (Hc) pada magnet hibrida apabila dibandingkan dengan sifat kemagnetan BaFe 12 O 19 dikarenakan akibat terjadinya dekomposisi fasa. Sedangkan meningkatnya nilai magnetisasi sisa (Mr) dan nilai magnetisasi saturasi (Ms) karena adanya fasa besi (Fe) hasil dari dekomposisi yang memiliki nilai Ms yang tinggi.

Tabel 1. Sifat kemagnetan magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 dan hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 setelah perlakuan panas. Magnet Coercivity Hc (ka/m) Remanence Mr (T) Saturation Magnetisation Ms (T) Ratio Mr / Ms BaFe 12 O 19 274.02 0.117 0.188 0.62 BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 25.46 0.155 0.530 0.29 KESIMPULAN Hasil penelitian rekayasa struktur material magnet barium heksaferat BaFe 12 O 19 yang dikombinasikan dengan magnet berbasis logam tanah jarang Sm 2 Co 17 atau disebut dengan material magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17, dapat disimpulkan bahwa telah disintesis magnet hibrida BaFe 12 O 19 /Sm 2 Co 17 melalui metode mechanical mixing. Perlakuan panas 800 o C dihasilkan telah terjadi dekomposisi fasa BaFe 12 O 19 menjadi fasa magnetit Fe 3 O 4, wustit FeO, dan Fe. Sedangkan Sm 2 Co 17 menjadi Sm 2 Co 7.. Nilai magnetisasi saturasi dan remanen cendrung menurun sebagai pengaruh perlakuan panas. Sedangkan koersivitas meningkat akibat ukuran partikel yang mengecil dan fasa Sm 2 Co 17 masih dapat dipertahankan. Telah terjadi perubahan sifat kemagnetan secara signifikan dengan menurunnya koersivitas (Hc) dari 274.02 ka/m menjadi 25.46 ka/m pada magnet hibrida apabila dibandingkan dengan sifat kemagnetan BaFe 12 O 19 dikarenakan akibat terjadinya dekomposisi fasa. UCAPAN TERIMA KASIH Peneliti mengucapkan banyak terima kasih kepada Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan RI melalui Lembaga Penelitian Universitas Negeri Jakarta (UNJ) atas program penelitian Hibah Bersaing No. 04/UN39.9/PL/Hibah Bersaing/V/2013. DAFTAR PUSTAKA [1]. G. Hoffer and Strnat, IEEE Trans. Magn. Mag. 21 (1966), 487. M. Sagawa, S. Fujimura, H. Yamamoto, Y. Matsuura and S. Hirosawa, J. Appl. Phys., 57 1984), 2078 [2]. J. Smit and H.P.J. Wijn, "Ferrite", Willey, New York (1959) [3] J. Ormerod, Metals and Materials, 4 (1989), 478-482 [4]. K.H.J. Buschow, Mat. Sci. Reports, 1 (1986), pp 1-64

[5]. H.A. Davies, in Rapidly Quenched Metals III, ed. B.Cantor, 1, the Chameleon Press Ltd, London (1988), pp 8-14 [6]. R. Skomski and J.M.D. Coey, IEEE Trans. Magn., 29 (1993), 2860 [7]. C. Suryanarayana, Int. Materials Reviews, 40 (1995), 41