BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Hasil Pengujian Struktur Mikro
Dalam penelitian ini, pengujian bonded (ikatan) magnet NdFeB terhadap strukrur mikro dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM).
Gambar dari Hasil Scanning Electron Microscope (SEM) dapat kita lihat seperti gambar dibawah ini :
4.3a Gambar dari Hasil Scanning Electron Microscope (SEM)
perbesaran 250 X SE perbesaran 500X SE
perbesaran 1000 X SE perbesaran 2000XSE
Gambar 4.5 Hasil SEM pada mikrostruktur ukuran 2,5 % bakelit suhu 160°C
Berdasarkan analisis mikrostruktur dengan perbesaran 250x SE (Secondary electron = elektron sekunder) pada gambar 4.5 dapat dilihat bahwa serbuk NdFeB memiliki ukuran butir (grain size) yang tidak sama (seragam) dimana ukuran butir berkisar antara 2,5 µm sampai 50 µm.kemudian tampak dari foto SEM distribusi (penyebaran) bakelit tidak merata dan dan setiap bakelit yang meleleh berada di antara pori-pori (rongga) magnet NdFeB .Pada perbesaran 500x SE dapat dilihat magnet tampak retak-retak atau pecah, saat tekanan (kompaksi) diberikan memberikan kepadatan yang lebih baik dan mengarah ke penurunan pori-pori (rongga) dengan adanya formasi kontak partikel baru seperti Gambar 4.5 dan dapat dilihat juga pada perbesaran 1000x SE dan 2000x SE tampak pada Gambar 4.5 terlihat jelas ukuran serbuk tidak sama (seperti retak-retak dan pecah) tampak bakelit meleleh terurai atau rusak sepertinya bakelit barada di rongga magnet.
perbesaran 100x SE perbesaran 500x SE
perbesaran 100x SE perbesaran 100x SE
Gambar 4.6 Hasil SEM pada mikrostruktur ukuran 5 % bakelit suhu 160°C
Analisis mikrostruktur ukuran 5 % bakelit dengan perbesaran 100x SE (Secondary electron = elektron sekunder) pada gambar 4.6a dapat dilihat bahwa magnet semakin padat lebih pada dari ukuran 2,5% bakelit, tampak distribusi (penyebaran) bakelit semakin dekat kemunkinan karena bertambahnya komposisi bakelit dan pori pori magnet semakin kecil sepertinya hampir tidak kelihatan atau akibat bakelit berada diantara serbuk NdFeB.Pada perbesaran 500x SE dapat dilihat ukuran serbuk magnet NdFeB baru kelihatan diperkirakan memiliki ukuran butir (grain size) berkisar antara 4 µm sampai 50 µm dan pada perbesaran 1000xSE dan 2000xSE semakin jelas kelihatan pori-pori dan rongga magnet yg mengelilingi bakelit.Saat tekanan (kompaksi) diberikan memberikan kepadatan yang lebih baik dan mengarah ke penurunan pori-pori (rongga) dengan adanya formasi kontak partikel baru .
perbesaran 100 X SE perbesaran 100 X SE
perbesaran 1000X BSE perbesaran 2000 X BSE
Gambar 4.7 hasil SEM pada mikrostruktur ukuran 7,5% bakelit suhu 160°C
Analisis mikrostruktur ukuran 7,5 % bakelit dengan perbesaran 100x SE
(Secondary electron = elektron sekunder) pada gambar 4.7 dapat dilihat bahwa magnet semakin padat dari ukuran 2,5% b akelit dan 5% bakelit, tampak distribusi (penyebaran) bakelit semakin dekat kemunkinan karena bertambahnya komposisi bakelit dan pori pori magnet semakin kecil sepertinya hampir tidak kelihatan atau kemungkinan ditutupi oleh bakelit yang meleleh.Pada perbesaran 500x SE dapat dilihat ukuran serbuk magnet NdFeB baru.
4.3b Hasil EDX(Energy Dispersive X-ray Spectrometer)
1. Analisa posisi bakelit
Untuk menganalisa posisi bakelit dan grain NdFeB menggunakan Energy Dispersive X-ray Spectrometer (EDX) seperti di tunjukkan pada gambar 4.8
Gambar 4.8 posisi bakelit dalam EDX
2. Analisa komposisi grain NdFeB
Hasil EDX tampak komposisi grain NdFeB ditunjukkan dengan
material-material yang terkandung pada bakelit ditunjukkan pada gambar 4.9
gambar 4.9 komposisi grain NdFeb
4.4 Pengujian Kuat Magnet menggunakan Permeagraph.
Karakterisasi sifat bahan NdFeB diperoleh dari data alat Permeagraph diperoleh nilai Remanansi (Br), Koersivitas (Hic) dan Energi Produk Maksimum (BH)max.
Gamba 4.11 Hasil karakterisasi sifat magnet sampel ukuran 5% bakelit suhu160°C
Gamba 4.12 Hasil karakterisasi sifat magnet sampel ukuran 7,5% bakelit suhu 160°C
Tabel 4.3 Nilai dari (Br, Hic dan BHmax) dari bonded magnet NdFeB dengan variasi komposisi bakelit 2,5% , 5% dan 7,5% (%wt)
Dari tabel4.3 diatas dapat dilihat bahwa energi produk maksimum (BH)max, remanensi (Br) dan koersivitas (Hic) tertinggi pada sampel dengan kuat medan
pengukuran sifat magnet dari masing-masing sampel bonded NdFeB dapat terlihat nilai remanensi, koersivitas dan energi produk maksimum memilki keteraturan yang baik sesuai dengan hasil pengukuran kuat medan magnet (Fluks Magnetik) dengan menggunakan Gaussmeter. Dari gambar kurva histeresis diatas mengidentifikasikan bahwa bahan material tersebut bersifat “ Hard Magnet”
(koercivitas 2650 Oe).Hal tersebut ditunjukan dengan kurva histeresis yang “ Besar” dan nilai induksi remanen yang sangat besar.Demikian pula yangmembedakan ketiga gambar tersebut hanya pada nilai induksi remanen (Br).
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa
1.Telah berhasil dibuat bonded magnet NdFeB dengan menggunakan polimer bakelit dengan menggunakan metode Hot Press.Pada pembuatan bonded
magnet NdFeB dengan menggunakan bakelit pada suhu hot press memberikan pengaruh signifikan terhadap sifat fisis,mikrostruktur dan sifat magnet.
2. Densitas pada pembuatan bonded magnet yang 100 Mesh lebih rendah dibandingkan dengan yang dibuat dengan ukuran 200 Mesh tetapi sifat magnet lebih tinggi yang untuk ukuran 100 mesh
3. Bonded magnet yang dibuat dari ukuran 100 Mesh memiliki suhu hot press yang optimum pada suhu 160°C,sedangkan ukuran 200 Mesh memiliki suhu hot press yang optimum pada suhu 140°C.Komposisi bakelit memberikan pengaruh signifikan terhadap kenaikan densitas sehingga dengan banyaknya komposisi bakelit maka kuat magnetnya cenderung menurun.
4. Bonded magnet NdFeB yang dibuat itu memiliki komposisi bakelit optimum pada 2,5% pada suhu hot press 160°C dengan menggunakan serbuk100
Mesh yang menghasilkan kuat magnet terbesar yaitu 163Gauss.Sedangkan bonded magnet NdFeB yang dibuat itu memiliki komposisi bakelit yang optimum pada 2,5%pada suhu hot press 140°C dengan menggunakan serbuk 200 Mesh menghasilkan kuat magnet terbesar yaitu 1310 Gauss.
5. Dari hasil pengukuran Permeagraph magnet bonded NdFeB yang terbaik pada komposisi bakelit 2,5% suhu hot press 160°C dan menggunakan serbuk 100 Mesh diperoleh sifat-sifat magnet sebagi berikut Br = 3,72 kG ,Hci = 7.557 kOe dan (BH)max = 2,85 MGOe.
6. Dari hsil SEM diperoleh, bahwa bakelit terlihat berada disela-sela magnet (pori-
pori) dimana bakelit berfungsi sebagai pengikat (mengikat) antara butir- butir magnet bukan membungkus serbuk magnet.
5.2 SARAN
1. Dalam pembuatan bonded magnet ini dilakukan uji mekaniknya dengan alasan selain untuk meningkatkan sifat magnetnya meningkat pula sifat mekaniknya sebanding dengan kenaikan sifat magnetnya.
2. Dalam pembuatan magnet bonded NdFeB dengan variasi waktu penahan hot press perlu ditambah lagi agar bakelit (7,5 %) meleleh semua.
3. Perlu dilakukan pembuatan magnet bonded NdFeB secara anisotropik.
DAFTAR PUSTAKA
Afza, Erini. 2011. Pembuatan Magnet Permanen Ba-Hexa Ferrite (BaO.6fe2o3) Dengan Metode Koopresipitasi Dan Karakterisasinya. Skripsi. Universitas SumateraUtara.Medan
Arifin dan Suhala Supriatna. 1997. Bahan Galian Industri. Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral hal 310.
Artikel Magnet Guide & Tutorial” Alliance LLC).
Azwar, Manaf. 2010. Magnet Peermanen berbasis NdFeB. Jurnal Nasional Pusat Penelitian dan Pengembangan IPTEK .Batan Serpong.
Billmeyer, Fred w.1994.Text book of polymer Science, New York .
Citra ,Wara. 2014.Pembuatan Magnet Sinter NdFeB Dengan Takhnik Spark Plasma Sintering, Skripsi. Medan.Universitas Sumatera Utara.
Collocott, S. J.,Dunlop , J. B .,Lovatt, H. C and Ramsden, V. 2007. Rare earth Permanent Magnets New Magnet Material and Aplication, CSIRO Division Of Telecomunications and Industrial, Lindfield,NSW, Australia.
Djapri,Sriati.,2011.Ilmu dan Teknologi Bahan(Ilmu logam dan bukan logam) Karakterisasinya.Penerbit Erlangga Utara.Program Sarjana.
Groover,P.Mikell. 2010. Fundamentals Of Modern Manufacturing Material Processes and System.Fourth Edition.
Mentari , Ruth. 2014. Efek Holding Time Treatment terhadap Sifat Fisis,
Mikrostruktur dan Sifat Magnet Pada Pembuatan Bonded magnet Pr-Fe-B.
Skripsi.Universitas Sumatera Utara.Medan
Hallstedt, B ., Risold, D. 1997.Thermodynamic Assessment of Bi2O3 – CaO
Kurniawan,Candra., Ayu Puspita, Muljadi., 2013.Pembuatan Rigid Bonded Magnet Berbasis Pr-Fe-B Untuk Komponen Generator Listrik Mini, Seminar Nasional Kimia Terapan Indonesia.
Kurniawan,Candra ., Hilda, A., Sebayang, P., 2013. Analisis Mekanik DanMagnet Terhadap Variasi Matriks Dan Silicone Rubber Pada magnetPermanen
Bonded Pr-Fe-B, Jurnal Nasional Fisika .LIPI.
Kurniawan.Candra., Endang,W., Sardjon,Priyo .,2012 Analisis
Sifat Magnet dan Ketahanan Korosi Magnet Permanen Bonded RE-Fe-B Anisotropik dengan Pelapisan Logam Ni Simposium Fisika Nasional Pusat Penelitian Fisika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Li,Ying., Kim,Y.B. wang., Linshan.,Suhr, D. S., Kim, K.T., Kim,O. C., 2000.The Influence of the Power Particle Size on the Anisotropic Properties of Magnets by Single Stage Hot Deformation. Journal Of The Magnetism and Magnetic Materials.
Lawrence H.Van Vlack, Sriati Djapri .2011. Ilmu dan Teknologi Bahan: edisi ke lima, penerbit Erlangga
MQP-16-7-20068-070 Powder Datasheet,
(http:/www.mqitechnology.com/domnload/powder_datasheet_PDF/MQP- 16-7-20068-070-pds.pdf),diakses tanggal 5 April 2014.
Masno, G., Muljadi., P.Sebayang., 2006. Pembuatan Magnet Permanen Isotropik Berbasis NdFeB dan Karakterisasinya.Teknologi Indonesia.
Muljadi, 2010. Pembuatan Nano Partikel Barium Hexa Ferrite , Magnet Permanen Dan Karekterisasinya.Makalah.LIPI.
Mentari,Ruth.,2014. Efek Holding Time Treatment terhadap Sifat Fisis,Mikrostruktur dan Sifat Magnet Pada Pembuatan Bonded Magnet PrFeB. skripsi.Medan.Universitas Sumatera Utara.
Muljadi., Tian Hawvini ., 2014. Analisis sifat magnet dan mekanik pada permanen bonded magnet PrFeB dengan matriks bakelite,Jurnal Nasional, LIPI .
Nanik I, dkk., 2002. Pengaruh Perbedaan Perlakuan Serbuk terhadap Porositas Substrat LaO2MnO3.Jurnal Fisika-HFI Vol A5 No 05102
Nanang,S., Kristiantoro.,2013. Fabrikasi Magnet Permanen Bonded NdFeB untuk Prototipe generator. Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi Lembaga Ilmu Penegtahuan Indonesia
Perigo, E.A., de Campos, F. M., Fania, N.R.,Landgraf,G.J.F., 2012. The Effects Of The Pressing On The Microstruktur and Aging of NdFeB Bonded Magnet. Sistem Integrado de Biblio Universi De Sao Paulo
Ristic, M.M ., 1997. Sintering New Development.Material Science Monograph vol 4.Procceding of 4 th Internasional Round Table Conference on Sintering, Dubravnik,Yugoslavia,September 5-10,1979, Elsevier Scientif Publishing Company, Amsterdam-Oxford.New York
Sabtanto,Joko.2013.Tinjauan Tentang Unsur Tanah Jarang.Makalah Bidang Program dan Kerja Sama Pusat Sumber Daya Geologi.Kelompok Program Penelitian Konservasi dan Dewan Redaksi Buletin Sumber Daya Geologi.
Samuel, J., Snader Jr., et all. 1991.Ceramic and Glasses The materials Information Sociaty.
Sardjono, P., Muljadi., Sebayang, P., 2014. Mechanical and Magnetik Properties of Bonded Magnet NdFeB Produced Using Binder Bakelit.Teknologi Indonesia.
Sardjono,P., Sukarto,Agus., Sebayang,Pardamean., Masbah RT Siregar
.,Nanang,S.,Manaf,A.,Ridzwan., dan Evan,Syamsudin. 2002 . Inovasi Teknologi Pembuatan Magnet Permanen Untuk Membangun Industri Magnet Nasional.Prosiding nasional.Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir- BATAN, Kawasan Puspiptek Serpong, Tangerang Selatan
Sebayang , P.,Muljadi.,Y.S.Ayu.,C.Kurniawan.,2012. Magnet Permanen Sebagai Material Maju Untuk Komponen Pembangkit energi Masa Depan.
Prosiding.Seminar Nasional Fisika.LIPI.
S.Chen dan H.Sat., 1992. Fast Ionic Conductors. Encyclopedia of Physical Science and Technology.vol 6
Sudiro,Toto., Sardjono, P ., kemas, A.Z. .T.,muljadi., 2013 .Pembuatan Magnet Sinter Pr-Fe-B dengan Teknik Spark Plasma Sintering (SPS). Akreditasi LIPI.Nomor : 377/E/2013.
X.H.Zhang.,W.H.Xiong.,Y.F.Li.N. 2009. Effect of Process on the Magnetik and Mechanical Properties of NdFeB Bonded Magnet.Material and Design.
Yulianti,M.,Mujamilah.2005. Sifat Magnetik Bahan Komposit Berbasis Serbuk
Magnet NdFeB Hasil Milling Termoplastik LLDPE.Jurnal SainsMateri Indonesian Journal of Materials Science.Puslitbang Iptek Bahan (P3IB) – BATAN Kawasan Puspiptek Serpong Tangerang .
Zhang, X.Z.M. ,Jin,L.Y.,Zhuan,T.W.Z and Qiuping.Y.,2008. Effect of Binder and some Additives on Properties of The Anistropic Injection Bonded NdFeB Magnets.Rare Metal Material and Enginering.
Lampiran A
Lampiran B
Bahan dan Peralatan Penelitian
SERBUK BAKELITE SERBUK NdFeB
AYAKAN TIMBANGAN DIGITAL 4 digit
GAUSSMETER JANGKA SORONG
CETAKAN (MOULDING) SPATULA
GELAS UKUR PYREX KERTAS AMPLAS
Fiber Glass Vacum Desicator
Hidrolic Press
Impulse Magnetizer k-series Magnet-Physik Dr.Steingroever GmbH Lampiran C
Aplikasi dari magnet Bonded
Lampiran A
TABEL DENSITAS
92,5% NdFeB + 7,5% Bakelit 100 mesh temperatur tinggi(cm) massa(gr) volume(cm³) densitas(gr/cm³)
kuat
97,5% NdFeB + 2,5% Bakelit 200 mesh
TABEL DENSITAS DAN KUAT MAGNET UNTUK SAMPEL 100 MESH
kodesampel Nilai : (
gr/cm³) Kuat Magnet
(gauss)
2,5%;100 Mesh NdFeB,120°C 5.02 1452
2,5% ;100 Mesh NdFeB,140°C 5.10 1518
2,5%;100 Mesh NdFeB,160°C 5.11 1633
2,5%;100 Mesh NdFeB,180°C 5.15 1550
5% ;100 Mesh NdFeB,120°
c
5.05 14105%; 100 Mesh NdFeB,140°C 5.12 1482
5%;100 Mesh NdFeB,160°C 5.15 1583
5%;100 Mesh NdFeB,180°
c
5.19 15227,5%;100 Mesh NdFeB,120°C 5.11 1380
7,5%;100 Mesh NdFeB,140°C 5.18 1430
7,5%;100 Mesh NdFeB,160°C 5.24 1478
7,5%;100 Mesh NdFeB,180°C 5.26 1413
TABEL 2 DENSITAS DAN KUAT MAGNET UNTUK SAMPEL 200 MESH
kodesampel
Nilai : (
gr/cm³) Kuat Magnet (gauss)
2,5%;200 Mesh NdFeB,120°C 5.04 1299
2,5% ;200 Mesh NdFeB,140°C 5.06 1310
2,5%;200 Mesh NdFeB,160°C 5.15 1299
2,5%;200 Mesh NdFeB,180°C 5.17 1289
5% ;200 Mesh NdFeB,120°
c
5.08 12605%; 200 Mesh NdFeB,140°C 5.14 1279
5%;200 Mesh NdFeB,160°C 5.28 1269
5%;200 Mesh NdFeB,180°
c
5.32 12607,5%;200 Mesh NdFeB,120°C 5.09 1239
7,5%200 Mesh NdFeB,140°C 5.16 1258
7,5%;200 Mesh NdFeB,160°C 5.30 1250
7,5%;200 Mesh NdFeB,180°C 5.37 1231