Pembuatan Magnet Barium Ferit Nano Partikel Bonded Hybrid untuk Aplikasi Generator
III. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN 3.1 Karakterisasi sifat magnet
Hasil percobaan pada triwulan II berupa hasil percobaan pembuatan serbuk magnet barium ferit dengan doping bahan rare earth yaitu Gd(III)O dan Nd(III)O sebanyak 5, 10 dan 15 % berat, proses bonded hybrid dengan pemilihan polimer bonded terbaik, dan konsep pembuatan prototipe generator.
Karakteristik sifat magnet hasil percobaan pembuatan magnet barium ferit berdasarkan variasi doping Gd(III)O dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. karakteristik sifat magnet barium ferit dengan variasi doping Gd(III)O
Doping Gd(III)O Karakteristik Bahan 5% 10% 15% Br (kG) 1,41 1,15 1,84 HcJ (kOe) 0,979 3,398 2,061 BH max (MGOe) 0,20 0,29 0,68 Density (gr/cm³) 4,57 3,36 4,37
94
Karakteristik sifat magnet hasil percobaan penambahan variasi doping Nd(III)O dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 karakteristik sifat magnet dengan variasi doping Nd(III)O
Sifat magnet barium ferit dengan doping Nd(III)O 10% mempunyai nilai yang paling tinggi pada penelitian ini dengan nilai Br = 3,01 kG, naik sekitar 36% dibandingkan dengan nilai Br barium ferit murni 2,21 kG.
Karakteristik sampel magnet bonded hybrid diperlihatkan dalam tabel 3.3.
Tabel 3.4. karakteristik magnet bonded hybrid
Karakteristik Bahan BaFe12O19 NdFeB + Resin BaFe12O19 NdFeB + Bakelit BaFe12O19 NdFeB Epoxy Br (kG) 1,35 1,87 3,98 HcJ (kOe) 4,338 5,170 5,412 BH max (MGOe) 0,37 0,43 2,72 Density (g/cm³) 2,2 2,81 4,68
Hasil karakterisasi magnet bonded hybrid yang terbaik ditunjukan oleh sampel BaFe12O19 . NdFeB epoxy dengan nilai Br = 3,98 kG, lebih tinggi 32 % dari barium
ferit doping.
Secara keseluruhan, nilai Br magnet barium ferit bonded hybrid naik 68% dari nilai magnet barium ferit murni. Kurva karakteristik magnet BaFe12O19 . NdFeB epoxy
diperlihatkan pada gambar 3.1.
Doping Nd(III)O Karakteristik Bahan 5% 10% 15% Br (kG) 1,36 3,01 1,38 HcJ (kOe) 5,169 4,164 3,887 BH max (MGOe) 0,24 1,25 0,08 Density (gr/cm³) 2,96 3,27 3,04
Gambar 3.1. Kurva Karakteristik sifat magnet
Analisa SEM dilakukan terhadap serbuk magnet barium ferit doping Nd(III)O, NdFeB epoxy, NdFeB+ resin dan NdFeB+bakelit.. Hasil foto SEM diperlihatkan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Hasil Fotot SEM BaFe12O19 dan NdFeB Bonded
Dari hasil data SEM di atas dapat dilihat bahwa ukuran partikel BaFe12O19 sangat
kecil dan NdFeB mempunyai ukuran butir partikel yang besar, sehingga kalau (a) BaFe12O19 Nd(III)O 5% (b) NdFeB Bakelit (c) NdFeB Resin (d) NdFeB Epoxy (e) BaFe12O19 Nd(III)O (f) BaFe12O19 Nd(III)O
96
digabung akan memperkecil porositas, dengan kecilnya porositas, maka densitas akan naik dan diharapkan akan meningkatkan nilai Br.
Analisa kristalisasi senyawa BaFe12O19 yang terbentuk dilakukan dengan alat
XRD pada temperatur kalsinasi mulai 800°C, 1000 °C dan 1200°C. Grafik hasil XRD diperlihatkan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Grafik kurva XRD senyawa BaFe12O19
Dari gambar grafik di atas dapat dilihat bahwa pada temperatur 800°C, intensitas kristalisasi masih kecil. Intensitas tertinggi diperoleh oleh hasil kalsinasi 1000°C pada sudut 2 32° dan 35°.
Generator tersebut dirancang dengan spesifikasi : o kecepatan = 500 rpm o frekuensi = 50 Hz
o Output = 60 Watt Jam
Maka Jumlah Magnet yang dibutuhkan sebanyak 12 buah. Pada gambar 3.4 diperlihatkan prototipe magnet bonded dan prototipe generator.
a) magnet pada rotor b) generator set Gambar 3.4. Prototipe Generator
Tahap pengujian prototipe generator baru dilakukan pada hubungan putaran (rpm) dengan tegangan keluaran. Stator yang digunakan adalah stator tiga phase dengan kapasitas kuat hantar arus lilitan 1,6 Ampere, sedangkan pengukuran dilakukan pada masing-masing phase tanpa pembebanan. Hasil pengukuran 1 phase dapat dilihat pada tabel 3.5.
Tabel 3.5 Hasil Pengukuran Prototipe Generator
Putaran (RPM) Tegangan Tanpa Beban (Volt)- 1 phase 50 0,8 100 1,9 150 3,4 200 4,7 250 6 300 7,2 350 8,5 400 9,6 450 10,8 500 12,2
98
IV. KESIMPULAN
1. Perbandingan komposisi serbuk magnet barium ferit adalah Ba : Fe : Citric Acid = 1:12:26
2. Doping Nd(III)O sebanyak 10% telah dapat meningkatkan nilai karakteristik sifat magnet sebesar 36% dengan nilai Br = 3,01 kG, HcJ = 4,164 kOe, Bhmax = 1,25 MGOe dan densitas = 3,27 grcm-3.
3. Magnet bonded hybrid terbaik dari pencampuran BaFe doping Nd(III)O dengan NdFeB epoxy dengan peningkatan karakteristik sifat magnet sebesar 32% dengan nilai Br = 3,98 kG, HcJ = 5,412, Bhmax = 2,72 dan densitas = 4,68 grcm-3.
4. Belum secara optimal dapat diaplikasikan dalam generator low rpm.
V. DAFTAR PUSTAKA
1. Proposal usulan kegiatan, Pembuatan Magnet Barium Ferit Nanopartikel dengan metoda sol gel untuk aplikasi komponen elektronik, DIPA TA 2009.
2. Laporan triwulan I – II Pembuatan Magnet Barium Ferit Nanopartikel dengan metoda sol gel untuk aplikasi komponen elektronik, DIPA TA 2009
3. Brinker C.Jeffrey, (1990), Sol Gel Science, Academic press limited, London. 4. K.H. Wu, (2006), Sol gel auto-combustion synthesis of SiO2-doped NiZn
ferrite by using various fuels, Elsevier, Journal of Magnetism and Magnetic Materials,298, 25 – 32.
5. Popa P.D.,Rezlescu E.,Doroftei C., Rezlescu N., (2005) Influence of calcium on properties of strontium and barium.
6. Pal, M., dkk., (2004), Synthesis of nanocomposites comprising iron and barium hexaferrites, Elsevier, journal of magnetism and magnetic materials,
42-47.
7. R.K.Iler, (1979), The chemistry of Silica, wiley, New York.
8. Yang, L., (2005), Fabrication and characterization of microlasers by the sol- gel method, thesis, California Institute of Technology, Pasadena California, 35-41.
9. T.M.Mulcahy and J.R.Hull, “Improving sintered NdFeB permanent magnets by powder compaction in a 9 T superconducting Solenoid”, Journal of Applied Physics Hard Magnet Processing and Applications, Vol.93, 2003.
10. William H.Hayt,Jr., John A.Buck, ”Elektro-magnetika (terjemahan) Edisi Ketujuh”, Erlangga, 2006.
11. Andrew J. Provenza, “An Integrated Magnetic Circuit Mode and Finite Element Model Approach to Magnetic Bearing Design”, 37th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference, 2002, pp. 1-4.
12. Emad Said Addasi, “Calculations of Permanent Magnet Using Distributed- Parameters Equivalent Circuit”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 2(4), 2008, pp.850-857.
13. D. Bahadur, S. Rajakumar and Ankit Kumar, “ Influence of fuel ratios on auto combustion synthesis of barium ferrite nano particles”, Journal of Chemical Science, Vol.118, No.1, 2006, pp.15-21
14. Nanang Sudrajat, Novrita Idayanti,”Karakterisasi Pembentukan Magnet Barium Ferit Nano Partikel dengan X-Ray Diffraction”, Jurnal Sains Materi Indonesia, Edisi Khusus, 2009, hal. 71-73
15. Nanang Sudrajat, Novrita Idayanti dan Tony K., ”Kompaksi Bahan Magnet Permanen Barium Ferit Anisotrop Nanopartikel dalam Solenoida 0,5T”, Jurnal Elektronika dan Telekomunikasi, Volume 9, Nomor 2, 2009, hal. 45- 49.
16. Erfin Yundra Febrianto, “Pengaruh suhu pembakaran terhadap Sifat-sifat Komposit Keramik Alumina-Zirkonia”, Prosiding Simposium Fisika Nasional XVIII, 2000 , hal. 226-233.
17. Novrita Idayanti, Nanang Sudrajat, ” Pengaruh Temperatur Kalsinasi Terhadap Sifat Magnet Barium Ferit”, Prosiding Seminar Nasional XVII Kimia dalam Industri dan Lingkungan, 2008, hal. C:6-9.
18. http://www.magnetsales.com/Design/Tools1.htm#flux, 9 Juli 2010.
19. Pal, M., dkk., (2004), Synthesis of nanocomposites comprising iron and barium hexaferrites, Elsevier, journal of magnetism and magnetic materials,
42-47.
20. http://www.mqitechnology.com/motor-designs.jsp, diakses 23 Mei 2011. 21. http://www.forcefieldmagnets.com/windturbin-kits.htm
100