• Tidak ada hasil yang ditemukan

Pengaruh Pengkayaan Nd pada Pembuatan Serbuk Bahan Magnet Nd2Fe14B Terhadap Struktur Kristalin, Mikrostruktur dan Sifat Magnet

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Pengaruh Pengkayaan Nd pada Pembuatan Serbuk Bahan Magnet Nd2Fe14B Terhadap Struktur Kristalin, Mikrostruktur dan Sifat Magnet"

Copied!
72
0
0

Teks penuh

(1)

LAMPIRAN 1

Peralatan dan Bahan Penelitian

1. Bahan

Serbuk Fe Serbuk B Serbuk Nd

2. Alat

Wadah Plastik Glove Box Vacuum Furnace

(2)

Oven Pengering Agat

SEM-EDX XRD

VSM Cawan

(3)

LAMPIRAN 2

Perhitungan Penentuan Komposisi Serbuk Bahan

Perhitungan komposisi serbuk Nd, Fe, dan B dilakukan secara stoikiometri yaitu dengan perbandingan mol Nd : Fe : B = 2 : 14 : 1 dengan total

keseluruhan 5 g.

Ar Nd = 144,24 g/mol Ar Fe = 55,847 g/mol Ar B = 10,811 g/mol

 2 atom Nd = 2 x 144,24 g/mol = 288,48 g/mol

 14 atom Fe = 14 x 55,847 g/mol = 781,858 g/mol

 1 atom B = 1 x 10,811 g/mol = 10,811 g/mol 1081,149 g/mol

Komposisi serbuk Nd :

x 5 g = 1,33 g

Komposisi serbuk Fe :

x 5 g = 3,62 g

Komposisi serbuk B :

(4)

LAMPIRAN 3

Perhitungan Ukuran Kristal

1. Sampel 1 (Nd2Fe14B)

Dik: B = 0,1998°

2θ = 33,1020° → θ = 16,551° = 1,5405 Å = 1,5405 x 10-10 m k = 0,94

Dit: Ukuran kristal (d) = ... ? Penyelesaian:

Ukuran Kristal (d) =

=

=

(5)

2. Sampel 2 (Nd2Fe14B + 0,3 g Nd)

Dik: B = 0,1814°

2θ = 44,7048° → θ = 22,3524° = 1,5405 Å = 1,5405 x 10-10 m k = 0,94

Dit: Ukuran kristal (d) = ... ? Penyelesaian:

Ukuran Kristal (d) =

=

=

(6)

3. Sampel 3 (Nd2Fe14B + 0,7 g Nd)

Dik: B = 0,3649°

2θ = 32,5250° → θ = 16,2625° = 1,5405 Å = 1,5405 x 10-10 m k = 0,94

Dit: Ukuran kristal (d) = ... ? Penyelesaian:

Ukuran Kristal (d) =

=

=

(7)

LAMPIRAN 4

HASIL PENGUJIAN SEM

1. Sampel 1 (Nd2Fe14B)

(8)
(9)

LAMPIRAN 5

HASIL PENGUJIAN SEM-EDX

(10)
(11)
(12)

LAMPIRAN 6

HASIL PENGUJIAN XRD

(13)

2. Sampel 2 (Nd2Fe14B + 0,3 g Nd)

(14)

LAMPIRAN 7

HASIL PENGUJIAN VSM

1. Sampel 1 (Nd2Fe14B)

(15)
(16)

DAFTAR PUSTAKA

Farr,Matthew. 2013. 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, Jacob. 2010. Handbook of Modern Sensors : Physics, Designs and Applications. Fourth Edition. USA.

Halliday & Resnick. 1978. Fisika. Erlangga. Jakarta.

Idayanti,N. dan Dedi. 2006. Karakterisasi Komposisi Kimia Magnet NdFeB dengan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS).Jurnal Elektronika. 6(2): 46-51.

Idayanti,N. Irasari,P., Sudrajat,N., Muliani,L. dan Kristiantoro,T., 2007,“Pembuatan Magnet

Permanen Bonded Hybrid Untuk Aplikasi Generator Kecepatan Rendah”, Jurnal Sains Materi Indonesia, No.536, 141-144.

Malik. 2014. The Processing and Characterisation of Recycled NdFeB-type Sintered Magnets.

Birmingham. University of Birmingham

Martinez, M. 2010. Sebuah Pemahaman Dasar Scanning Electron Microscopy (SEM) and Mikroskop Elektron (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Detection (EDX) Energi dispersif X-ray Deteksi (EDX).http://karya_ilmiah.um.ac.id. [15 September 2010].

Mayasari, Ika. 2012. Pengaruh Temperatur Sinter Terhadap Sifat Fisis Dan Sifat Magnet

Pada magnet Permanen Stronsium Heksaferit (Studi kasus di Lembaga Ilmu penelitian Indonesia, Jakarta). [Skripsi]. Jakarta: Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Program Sarjana S-1

Mujiman. 2004. Sintesis Dan Karekterisasi Keramik Alumina (Al2O3) Terhadap Aditif

(17)

Nicola. A . Spaldin . 2003. Magnetic Material Fundamental and Device Aplications.

CambridgeUniversity .Press

Smallman,R.E., R.J. Bishop. 2000. Metalurgi Fisik Modern & Rekayasa Material. Erlangga. Jakarta.

Sholihah,F.R dan Zainuri,M., 2012, “Pengaruh Holding Time Kalsinasi Terhadap Sifat

Kemagnetan Barium M.Hezaferrite (BaFe12-xZnxO19) Dengan ion Doping mZn,JurnalSains dan Seni ITS, Vol.1, No.1, 25-29.

Tippler, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Tehnik. Edisi Ketiga. Jilid 2. Erlangga: Jakarta

Theresya.2014. Pengaruh Temperatur Heat Treatment dan Holding Time Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Sifat Magnet Permanen Bonded NdFeB. [Skripsi]. Medan : Universitas Sumatera Utara, Program Sarjana. Vlack, Lawrence H. Van. 1984. Elements of Materials Science and Engineering. 5th Edition.

Erlangga. Jakarta.

Willian. D.Callister, Jr. 2003. Material science and engineering and introduction (New York :

(18)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

3.1.1 Tempat Penelitian

Pusat Penelitian Pengembangan Fisika (P2F) lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) PUSPITEK, Serpong.

3.1.2 Waktu Penelitian

Penelitian ini di lakukan selama 4 bulan, mulai dari tanggal 2 Februari 2016 sampai dengan tanggal 27 Mei 2016.

3.2 Bahan dan Alat

3.2.1 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Serbuk Neodymium (Nd).

Berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B.

2. Serbuk Iron (Fe).

Berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B.

3. Serbuk Boron (B).

Berfungsi sebagai bahan baku dalam pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B.

3.2.2 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah : 1. Spatula

Berfungsi sebagai alat untuk mengambil serbuk bahan baku pembuatan sampel.

2. Timbangan digital

(19)

3. Wadah plastik

Berfungsi sebagai wadah serbuk Nd, sebuk Fe, dan serbuk B 4. Agat

Berfungsi sebagai tempat untuk mencampurkan dan menggerus serbuk Nd, Fe, dan B.

5. Oven Pengering

Berfungsi untuk mengeringkan wadah yang akan digunakan. 6. Glovebox

Berfungsi sebagai ruang untuk pembuatan sampel dalam keadaan vakum.

7. Wadah cawan keramik

Berfungsi sebagai wadah tempat sampel yang digunakan untuk proses pemanasan

8. Vacuum furnace

Berfungsi untuk tempat pemanasan sampel dalam keadaan vakum 9. XRD (X-Ray Diffractometer)

Berfungsi untuk menganalisa karakteristik struktur Kristal (fasa) sampel

10. VSM (Vibrating Sample Magnetometer)

Berfungsi untuk menganalisa sifat magnet dalam bentuk kurva B-H 11. SEM-EDX (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive

X-ray)

(20)

3.3 Diagram Alir Penelitian

Alur proses kerja yang dilakukan dalam pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B akan ditunjukkan seperti pada gambar dibawah ini :

Serbuk Fe

Serbuk Nd

Serbuk B

Serbuk

Nd

2

Fe

14

B

(Sampel 1)

Ditambah serbuk

Nd 0,7 g

Perlakuan panas (Tk sampai 300ºC tahan 1jam, naikkan ke 650 ºC tahan 2jam, naikkan

ke 720 ºC tahan 1jam, diturunkan ke 100 ºC tahan 4jam, P = 10

-4

Pa)

Sampel 2

Sampel 3

Karakterisasi XRD

Karakterisasi SEM-EDX

Karakterisasi VSM

Pencampuran Serbuk Nd,Fe, dan B kemudian digerus sampai warna sampel merata

(Komposisi : Nd 1,33 gram; Fe 3,62 gram; B 0,05 gram.)

Perlakuan Panas (Tk

sampai 720

o

C, P = 10

-4

Pa)

Perlakuan Panas (Tk

sampai 720

o

C, P = 10

-4

Pa)

Ditambah serbuk

Nd 0,3 g

(21)

3.4 Prosedur Penelitian

Prosedur yang dilakukan dalam pembuatan serbuk magnet NdFeB dengan metoda metalurgi serbuk dan variasi pengkayaan Neodymium (Nd) dimulai dengan penentuan komposisi serbuk, pencampuran bahan-bahan, pemanasan (heat treatment), variasi penambahan Neodymium (Nd), kemudian dilakukan pengujian atau karakterisasi meliputi analisa struktur Kristal magnet, analisa mikrostruktur magnet dan sifat magnet.

3.4.1. Penentuan Komposisi Serbuk

Untuk membuat serbuk magnet NdFeB disediakan bahan baku yang dibutuhkan yaitu serbuk Nd, serbuk Fe, dan serbuk B. Bahan baku tersebut kemudian ditimbang diatas wadah plastik dengan komposisi yang sesuai untuk magnet Nd2Fe14B (perbandingan mol = Nd : Fe : B = 2 : 14 :1) sehingga persentase massa serbuk yang digunakan yaitu 26,68 % Nd, 72,32 % Fe dan 1 % B. sehingga pada total 5 gram NdFeB digunakan 1,33 gram Nd, 3,62 gram Fe, dan 0,05 gram B.

3.4.2 Pencampuran Bahan-Bahan

Setelah komposisi bahan serbuk untuk NdFeB stoikiometri dilakukan pencampuran didalam glovebox (ruang vakum + N2), masing-masing bahan diambil dengan spatula dan dicampur dengan menggunakan agat, bahan-bahan diaduk sampai menghasilkan warna yang merata. Kemudian dipindahkan kedalam cawan keramik untuk proses heat treatment.

3.4.3 Proses Pemanasan dan Variasi Nd

(22)

Untuk sampel kedua dan ketiga ditambahkan masing-masing 0,3gram dan 0,7gram Nd dari sampel satu, kemudian dilakukan pemanasan sampai suhu 720ºC.

3.5 Pengujian

Pengujian yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi: analisa struktur Kristal sampel magnet menggunakan X-Ray Diffractometer, analisis karakteristik struktur mikro sampel menggunakan SEM-EDX, dan analisis sifat magnet sehingga didapatkan kurva histerisis magnet NdFeB.

3.5.1 Analisa Struktur Kristal Serbuk Magnet NdFeB

Analisa struktur kristal serbuk magnet NdFeB dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan XRD (X-Ray Diffractometer) Rigaku. XRD adalah alat yang dapat memberikan data data difraksi dan kuantitas intensitas difraksi pada sudut sudut difraksi (2θ) dari suatu sampel. Sampel yang diuji pada penelitian ini dalam bentuk serbuk. Tujuan dilakukannya pengujian analisis struktur kristal adalah untuk mengetahui perubahan fasa struktur bahan dan mengetahui fasa fasa yang terbentuk selama proses pembuatan sampel uji. Pencocokan hasil XRD dapat dilakukan dengan menggunakan software Match! Crystal Impact untuk mengidentifikasi fasa yang terbentuk dari hasil difraksi.

(23)

3.5.2 Karakterisasi 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.

3.5.3 Karakterisasi Sifat Magnet

(24)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakterisasi Hasil Penelitian

4.1. Analisa Struktur Kristal Serbuk Magnet Nd2Fe14B (XRD)

Dalam menganalisa struktur kristal serbuk Nd2Fe14B digunakan XRDuntuk mengamati fasa-fasa yang terbentuk pada sampel serbuk. Pola XRD ditunjukkan pada gambar 4.1 didapatkan dari data X-Ray Diffractometer Rigaku dan peak-peak tertinggi di match dengan ICDD (International Center for Difraction Data) Nd2Fe14B card (card number 04-004-9492). Hasil analisa XRD untuk Nd2Fe14B dengan variasi pengkayaan Nd adalah sebagai berikut.

I ( co un ts ) I ( co un ts ) I ( co un ts )

Nd2Fe14B

Nd2Fe14B

Nd2Fe14B

Sampel 3

Sampel 2

Sampel 1

10 20 30 40 50 60 70 80 90

0 140 280 420 560 7000 140 280 420 560 7000 140 280 420 560 700

10 20 30 40 50 60 70 80 90

A (3 1 1 ) (3 1 2 ) (4 1 0 ) (4 1 1 ) (2 2 4 ) (2 0 4 ) (3 0 1 ) (2 0 4 ) (4 1 1 )

(25)

Dari gambar 4.1 diatas diperoleh bahwa: Pada pola XRD Stoi3 diperoleh 23 peak tertinggi yang menjadi titik acuan untuk mencari fasa yang terbentuk.Hasil Rietveld Rifinement fasa menggunakan Metode Hanawalt. Setelah dilakukan

RietveldRefinement ICDD No.04-004-9492, 23 peak tertinggi menunjukkan fasa Nd2Fe14B. 3 puncak (peak) tertinggi merupakan fasa Nd2Fe14B yang merupakan fasa dominan yang terbentuk yaitu pada 2theta (2ϴ ) 33,17° dengan jarak antar bidang d = 2,68587 Å dan bidang hkl (3 1 1) , 2theta (2ϴ ) 35,65°dengan jarak antar bidang d = 2,50969 Å dan bidang hkl (3 1 2),2theta (2ϴ ) 62,59° dengan jarak antar bidang d = 1,48061 Å dan bidang hkl (4 1 0).

Pada pola XRD dengan penambahan 0,3 gram Nd diperoleh 17 peak tertinggi yang menjadi titik acuan untuk mencari fasa yang terbentuk. Setelah dilakukan RietveldRefinement ICDD No.04-004-9492 terdapat fasa Nd2Fe14B. 3 peak tertinggi merupakan fasa Nd2Fe14B yang merupakan fasa dominan yang terbentuk yaitu pada 2theta (2ϴ ) 35,51° dengan jarak antar bidang d = 2,49838 Å dan bidang hkl (2 0 4) , 2theta (2ϴ ) 41,74° dengan jarak antar bidang d = 2,16691 Å dan bidang hkl (2 2 4), 2theta (2ϴ ) 44,78° dengan jarak antar bidang d = 2,02384 Å dan bidang hkl (4 1 1).

Pada pola XRD dengan penambahan 0,7 gram Nd diperoleh 17 peak tertinggi yang menjadi titik acuan untuk mencari fasa yang terbentuk. Setelah dilakukan RietveldRefinement ICDD No.04-004-9492 terdapat fasa Nd2Fe14B. 3 peak tertinggi merupakan fasa Nd2Fe14B yang merupakan fasa dominan yang terbentuk yaitu pada 2theta (2ϴ ) 32,49° dengan jarak antar bidang d = 2,7484 Å dan bidang hkl (3 0 1) , 2theta (2ϴ ) 35,40° dengan jarak antar bidang d = 2,50969 Å dan bidang hkl (2 0 4), 2theta (2ϴ ) 44,73° dengan jarak antar bidang d = 2,02384 Å dan bidang hkl (4 1 1).

Peak-peak yang terbentuk dengan bidang hkl (311), (312), (410), (204), (224), (411), (301), (204), dan (411), menunjukkan bahwa telah terbentuk struktur Kristal tetragonal Nd2Fe14B.

(26)

XRD. Intensitas yang lebih tinggi menyatakan struktur Kristal yang terbentuk lebih baik. Dari ketiga sampel, sampel dengan fasa Nd2Fe14B terbaik yaitu pada sampel 1 karena memiliki puncak tertinggi paling banyak.

Perhitungan ukuran Kristal dari ketiga sampel diakukan dengan menghitung ukuran Kristal dari puncak tertinggi masing-masing sampel menggunakan formula Scherrer :

Ukuran Kristal =

...(4.1) Dimana k adalah konstanta Scherrer dan nilainya 0,94 untuk Nd2Fe14B, B adalah full width at half maximum (FWHM) dari puncak, adalah sudut Bragg dan adalah panjang gelombang radiasi Cu-k (1,5405 Å) yang digunakan selama analisis XRD. Ukuran Kristal yang didapatkan pada sampel 1,2,3 dapat dilihat dari tabel berikut.

4.1 Tabel ukuran kristalit

Sampel 2θ

(deg) FWHM (deg) Ukuran Kristal (µm)

Sampel 1 33,1020 0,1998 0,272

Sampel 2 44,7048 0,1814 0,490

Sampel 3 32,5250 0,3649 0,148

4.2 Pengujian Mikrostruktur Serbuk Magnet Nd2Fe14B (SEM)

(27)

(a) (b)

(c)

Gambar 4.2 Hasil foto Analisis Secondary Electron sampel serbuk magnet NdFeB pada SEM dengan pembesaran 20.000 x.

4.3 Pengujian Komposisi Unsur Serbuk Magnet Nd2Fe14B (EDX)

(28)

Gambar 4.3 Hasil foto analisis SEM pada sampel 1

Gambar 4.4 Grafik hasil pengujian EDX pada sampel 1

Tabel 4.2 Hasil pengujian komposisi unsur pada EDX pada sampel 1

Element Weight% Atomic%

O K 32.86 63.49

Fe K 65.22 36.10

Nd L 1.92 0.41

(29)

Gambar 4.5 Hasil foto analisis SEM pada sampel 2

Gambar 4.6 Grafik hasil pengujian EDX pada sampel 2

Tabel 4.3 Hasil pengujian komposisi unsur pada EDX pada sampel 2

Element Weight% Atomic%

O K 24.85 74.32

Fe K 1.45 1.24

Nd L 73.70 24.44

(30)
[image:30.595.191.456.90.304.2] [image:30.595.167.489.354.524.2]

Gambar 4.7 Hasil foto analisis SEM pada sampel 3

Gambar 4.8 Grafik hasil pengujian EDX pada sampel 3

Tabel 4.4 Hasil pengujian komposisi unsur pada EDX pada sampel 3

Element Weight% Atomic%

O K 15.81 61.16

Fe K 4.01 4.45

Nd L 80.18 34.40

[image:30.595.198.465.602.729.2]
(31)

Pada gambar diatas merupakan hasil dari analisis EDX pada penambahan Nd terhadap Nd2Fe14B yang menampilkan berbagai komposisi unsur.Unsur Boron (B) tidak terlihat oleh SEM-EDX, karena unsur B dalam senyawa NdFeB jumlahnya terlalu sedikit. Berdasarkan penelitian (Aryanto, dkk, 2011) mengatakan bahwa unsur Boron (B) memiliki energi foton yang rendah sehingga susah dideteksi oleh detector pada sistem EDX.

[image:31.595.134.437.292.391.2]

Dari gambar tersebut telihat bahwa unsur wt % dan atomik % Neodymium (Nd) semakin meningkat dengan adanya penambahan Nd. Hal ini dapat dilihat dari tabel perbandingan Nd dibawah ini.

Tabel 4.5 Perbandingan weight% dan atomic% Nd pada sampel 1,2,3

Sampel Weight% Atomic%

Sampel 1 1,92 0,41

Sampel 2 73,70 24,44

Sampel 3 80,18 34,40

4.4 Pengujian VSM(Vibrating Sample Magnetometer)

VSM (Vibrating Sample Magnetometer) merupakanperalatan yang digunakan untuk mempelajari atau menguji sifat magnetik suatu 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).

(32)
[image:32.595.155.502.77.376.2]

Gambar 4.9 Kurva histeresis magnet NdFeB Sampel 1,2 dan 3

Untuk mengetahui nilai sifat magnetik dari hasil kurva histeresis pada gambar 4.9 diatas akan ditunjukkan seperti pada tabel 4.5 dibawah ini :

Tabel 4.6 Data hasil pengujian sifat magnetik sampel 1,2, dan 3

Sampel Mr

(G)

Ms (G)

Hc (Oe)

BHmax (KGOe)

Sampel 1 301,24 1584,22 188,89 8,56

Sampel 2 413,36 4431,92 274,60 16,59

Sampel 3 446,50 3496,01 261,10 17,83

[image:32.595.132.520.466.582.2]
(33)
(34)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian tentang “Pengaruh pengkayaan Nd pada pembuatan serbuk

bahan magnet terhadap struktur kristalin, mikrostruktur dan sifat magnet”, maka

dapat dibuat kesimpulansebagai berikut :

1. Telah berhasil dilakukan pembuatan bahan serbuk Nd2Fe14B dengan variasi Nd, dimana dengan adanya penambahan Nd sangat mempengaruhi kuat medan magnet.

2. Berdasarkan analisa struktur XRD pada pembuatan bahan serbuk powder Nd2Fe14B dilihat bahwa Nd2Fe14B yang sudah diperkaya Nd tetap mempunyai struktur kristal tetragonal

3. Berdasarkan hasil pengujian VSM pada penambahan 0,7 g Nd memiliki sifat magnet terbaik dibandingkan dengan tidak ditambahkan Nd dan juga penambahan 0,3 g Nd dengan Mr sebesar 446,50 G; Hc = 261,10 Oe dan BHmax = 17,83 KGOe.

5.2 Saran

Berdasarkan penelitian mengenai pembuatan serbuk bahan magnet Nd2Fe14B dengan variasi pengkayaan Nd, maka untuk penelitian selanjutnya disarankan :

1. Untuk peneliti selanjutnya, sebaiknya melanjutkan pengaruh pengkayaan Nd dalam magnet Nd2Fe14B dalam bentuk pelet.

(35)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 DEFINISI MAGNET SECARA UMUM

Magnet dapat dibuat dari bahan besi, baja, dan campuran logam serta telah banyak dimanfaatkan untuk industri otomotif dan lainnya. Sebuah magnet terdiri atas magnet kecil yang memiliki arah yang sama (tersusun teratur), magnet-magnet kecil ini disebut magnet-magnet elementer. Pada logam yang bukan magnet-magnet, magnet-magnet elementernya mempunyai arah sembarangan (tidak teratur) sehingga efeknya saling meniadakan, yang mengakibatkan tidak adanya kutub-kutub magnet pada ujung logam. Setiap magnet memiliki dua kutub, yaitu: utara dan 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. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut sistem metrik Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk total fluks magnetik adalah weber (1weber/m2 = 1 tesla) yang mempengaruhi luasan satu meter persegi. (Halliday, 1978)

2.2 JENIS BAHAN MAGNET

Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam komponen pembentuknya. Menurut sifatnya terhadap adanya pengaruh kemagnetan, bahan dapat digolongkan menjadi 5 yaitu:

2.2.1 BAHAN DIAMAGNETIK

(36)

medan induksi dari magnet tersebut menginduksi momen magnetik pada bismuth pada arah berlawanan dengan medan induksi pada magnet. (Tipler, 1991)

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 diamagnetik yaitu: bismut, perak, emas, tembaga dan seng.Permeabilitas bahan diamagnetik adalah <

0 dan suseptibilitas magnetiknya χm < 0. (Halliday&Resnick,1978)

2.2.2 BAHAN PARAMAGNETIK

Bahan paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atau molekul dalam bahan adalah nol. Hal ini disebabkan karena gerakan atom atau molekul acak, sehingga resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan. Bahan ini jika diberi magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian rupa sehingga resultan medan magnet atomis searah dengan medan magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar. Permeabilitas bahan

paramagnetik adalah > 0 dan suseptibilitas magnetiknya χm > 0. Contoh bahan

[image:36.595.233.405.541.633.2]

paramagnetik adalah alumunium, magnesium, dan wolfram. (willian, 2003).

Gambar 2.1 Arah domain-domain dalam bahan paramagnetik sebelum diberi medan magnet luar

(37)
[image:37.595.242.400.126.207.2]

magnet luar. Sifat paramagnetik ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi terarah oleh medan magnet luar.

Gambar 2.2 Arah domain dalam bahan paramagnetik setelah diberimedan magnet luar

2.2.3 BAHAN FERROMAGNETIK

Bahan feromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan atomis besar. Hal ini terutama disebabkan oleh momen magnetik spin elektron. Pada bahan feromagnetik banyak spin elektron tidak berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron yang tidak berpasangan. Masing-masing spin leektron yang tidak berpasangan ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang dihasilkan oleh suatu atom lebih besar. Medan magnet dari masing-masing atom dalam bahan feromagnetik sangat kuat, sehingga interaksi antara atom tetangganya menyebabkan sebagian besar atom akan mensejajarkan diri membentuk kelompok-kelompok.

Kelompok atom yang menyejajarkan dirinya dalam suatu daerah dinamakan domain. Bahan feromagnetik sebelum diberi medan magnet luar mempunyai domain yang momen magnetiknya kuat, tetapi momen magnetik ini mempunyai arah yang berbeda-beda dari satu domain ke domain yang lain sehingga medan magnet yang dihasilkan tiap domain saling meniadakan. Bahan feromagnetik jika diberi medan magnet dari luar, maka domain-domain ini akan mensejajarkan diri searah dengan medan magnet luar. Semakin kuat medan magnetnya semakin banyak domain-domain yang mensejajarkan dirinya. Akibatnya medan magnet dalam bahan feromagnetik akan kuat semakin kuat. Setelah seluruh domain terarahkan, penambahan medan magnet luar tidak memberi pengaruh apa-apa karena tidak ada lagi domain yang disearahkan. Keadaan ini dinamakan keadaan jenuh atau saturasi.

Permeabilitas bahan feromagnetik adalah >>> 0 dan suseptibilitas magnetiknya

(38)

Sifat kemagnetan bahan feromagnetik ini akan hilang pada temperature yang disebut temperature Curie. Temperatur Curie untuk besi lemah adalah 770°C dan untuk baja

[image:38.595.105.522.83.379.2]

adalah 1043°C. (Tipler, 1991)

Gambar 2.3 Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik 2.1 Tabel perbandingan bahan magnet

Jenis Bahan Permeabilitas Suseptibilitas

Diamagnetik < 0 χm< 0

Paramagnetik > 0 χm> 0

Ferromagnetik >>> 0 χm>>> 0

2.2.4 BAHAN ANTIFERROMAGNETIK

Jenis ini memiliki arah domain 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 2.4. Arah domain dalam bahan anti ferromagnetik

Pada bahan anti ferromagnetik terjadi peristiwa kopling mome 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 ferromagnetic:

[image:38.595.247.430.507.625.2]
(39)

2.2.5 BAHAN FERRIMAGNETIK

[image:39.595.236.453.189.261.2]

Pada bahan yang bersifat dipol yang berdekatan memiliki arah yang berlawanan tetapi momen magnetiknya tidak sama besar. Bahan ferrimagnetik memiliki nilai susepbilitas tinggi tetapi lebih rendah dari bahan ferromagnetik, beberapa contoh dari bahan ferrimagnetik adalah ferrite dan magnetite. (Mujiman, 2004)

Gambar 2.5 Momen Magnet Dari Sifat Ferimagnetik

2.3 TEORI MAGNET

2.3.1 HISTERESIS MAGNET

Magnet biasanya dibagi atas dua kelompok yaitu: magnet lunak dan magnet keras. Magnet keras dapat menarik bahan lain yang bersifat magnet. Selain itu sifat kemagnetannya dapat dianggap cukup kekal. Magnet lunak dapat bersifat magnetik dan dapat menarik magnet lainnya. Namun, hanya memiliki sifat magnet apabila berada dalam medan magnet dan sifat kemagnetannya tidak kekal. Perbedaan antara magnet permanen atau magnet keras dan magnet lunak dapat dilakukan dengan menggunakan loop histerisis yang telah dikenal seperti pada gambar 2.6. Dikatakan bahwa, induksi magnet, B meningkat. Dengan sendirinya, jumlah induksi tergantung pada medan magnet dan jenis bahan. Pada contoh Gambar 2.6, rasio B/H tidak linear, terjadi lompatan induksi mencapai level yang tinggi, kemudian rasio tersebut hampir konstan dalam medan yang lebih kuat.

(a) (b) (c)

[image:39.595.139.476.584.720.2]
(40)

a. Induksi awal (B) versus medan magnet (H). b. Loop histerisis (magnet lunak).

c. Loop histerisis (magnet keras).

Baik induksi remanen (rapat fluks) dan medan koersif, B dan –HC masing-masing, besar untuk magnet keras. Hasil perkalian BH merupakan patokan untuk energi demagnetisasi.

Pada magnet lunak, terjadi penurunan kembali yang hampir sempurna jika medan magnet ditiadakan. Medan magnet bolak-balik akan menghasilkan kurva simetris dikuadran ketiga. Kurva histerisis magnet permanen sangat berbeda. Bila medan magnet ditiadakan, induksi tersisa akan menghasilkan induksi remanen, Br. Medan yang berlawanan, yang disebut medan koersif, -HC, diperlukan sebelum induksi turun menjadi nol. Sama dengan magnet lunak, loop tertutup dari magnet memiliki simetri 180o.

Karena hasil kali medan magnet (A/m) dan induksi (V.det/m2) merupakan energi per satuan volume (J/m3) disebut dengan energi produk maksimum (BH)max, luas daerah hasil integrasi di dalam loop histerisis adalah sama dengan energi yang diperlukan untuk siklus magnetisasi mulai dari 0 sampai +H hingga H sampai 0. Energi yang dibutuhkan magnet lunak dapat diabaikan, magnet kerasmemerlukan energi lebih banyak sehingga kondisi-ruang, demagnetisasi dapat diabaikan. Dikatakan dengan magnetisasi permanen.

Magnet permanen dapat diberi indeks berdasarkan medan koersif yang diperlukan untuk menghilangkan induksi. Patokan ukuran yang lebih baik adalah hasil kali BH. Hasil kali BH maksimum lebih sering digunakan karena merupakan barier energi kritis yang harus dilampaui. Magnet lunak merupakan pilihan tepat untuk penggunaan pada arus bolak-balik atau frekuensi tinggi, karena harus mengalami magnetisasi dan demagnetisasi berulang kali selama selang satu detik. Spesifikasi yang agak kritis untuk magnet lunak adalah induksi jenuh (tinggi), medan koersif (rendah), dan permeabilitas maksimum (tinggi). Baik induksi remanen (rapat fluks) dan medan koersif, B dan HC masing-masing, besar untuk magnet keras. Hasil perkalian BH merupakan patokan untuk energi demagnetisasi.

(41)

simetris dikuadran ketiga. Kurva histerisis magnet permanen sangat berbeda. Bila medan magnet ditiadakan, induksi tersisa akan menghasilkan induksi remanen, Br. Medan yang berlawanan, yang disebut medan koersif, -HC, diperlukan sebelum induksi turun menjadi nol. Sama dengan magnet lunak, loop tertutup dari magnet memiliki simetri 180o. Karena hasil kali medan magnet (A/m) dan induksi (V.det/m2) merupakan energi per satuan volume (J/m3) disebut dengan energi produk maksimum (BH)max, luas daerah hasil integrasi di dalam loop histerisis adalah sama dengan energi yang diperlukan untuk siklus magnetisasi mulai dari 0 sampai +H hingga –H sampai 0. Energi yang dibutuhkan magnet lunak dapat diabaikan, magnet kerasmemerlukan energi lebih banyak sehingga kondisi-ruang, demagnetisasi dapat diabaikan. Dikatakan dengan magnetisasi permanen.

Magnet permanen dapat diberi indeks berdasarkan medan koersif yang diperlukan untuk menghilangkan induksi. Patokan ukuran yang lebih baik adalah hasil kali BH. Hasil kali BH maksimum lebih sering digunakan karena merupakan barier energi kritis yang harus dilampaui. Magnet lunak merupakan pilihan tepat untuk penggunaan pada arus bolak-balik atau frekuensi tinggi, karena harus mengalami magnetisasi dan demagnetisasi berulang kali selama selang satu detik. Spesifikasi yang agak kritis untuk magnet lunak adalah induksi jenuh (tinggi), medan koersif (rendah), dan permeabilitas maksimum (tinggi). (Van Vlack, 1984)

2.3.2 SUSEPTIBILITAS MAGNET

Suseptibilitas magnetik adalah ukuran dasar bagaimana sifat kemagnetansuatu bahan yang merupakan sifat magnet bahan yang ditunjukkan dengan adanya respon terhadap induksi medan magnet yang merupakan rasio antaramagnetisasi dengan intensitas medan magnet. Dengan mengetahui nilai suseptibilitas magnetik suatu bahan, maka dapat diketahui sifat-sifat magnetik lain dari bahan tersebut.

χm adalah suseptibilitas magnet bahan (besaran tidak berdimensi). Apabila logam ditempatkan dalam medan magnetik berkekuatan H, maka medan induksi dalam logam adalah:

B= H + 4πI ...……….(2.1)

(42)

= ………...……...………...(2.2)

Logam yang memiliki negatif, seperti seperti tembaga, perak, emas, dan

bismut, ditolak oleh medan dan disebut material diamagnetik. Logam umumnya memiliki nilai positif (berarti mengalami gaya tarik medan), bersifat paramagnetik

(jika kecil)atau ferromagnetik (jika sangat besar). Hanya empat logam

murni-besi, kobalt, dan nikel dari seri transisi, dan gadolinium dari seri tanah jarang

bersifat ferromagnetik ( = 1000) pada temperatur ruang, tetapi ada beberapa paduan

ferromagnetik bahkan beberapa diantaranya tidak mengandung logam yang bersifat

ferromagnetik. (Smallman,R.E. 2000)

2.3.3 MAGNETISASI

Magnetisasi adalah sebuah proses ketika sebuah materi yang ditempatkan dalam suatu bidang magnetik akan menjadi magnet. Proses ini ditentukan oleh jenis bahan yang disesuaikan dengan kekuatan medan magnet. Pada sebagian besar bahan, proses magnetisasi sangat kecil. Bahan yang menghasilkan magnetisasi kuat sekalipun berada di medan magnet yang lemah disebut feromagnetik. Bahan feromagnetik terdiri dari dua bidang kecil yaitu kompleks weiss dan bidang-bidang elementer. Bahan tersebut akan mengalami magnetisasi tinggi karena sumbu-sumbu perputaran elektronnya sejajar. Faktor lain yang melemahkan magnetisasi adalah pengarahan kompleks weiss pada bahan yang sembarangan. Misalnya terjadi pada sebuah batang besi yang dimagnetisasi namun arah kompleks weiss sembarangan maka besi tersebut tidak akan menjadi magnet atau tidak mengalami magnetisasi. Pengarahan kompleks weiss yang benar adalah terarah sejajar dengan medan bahan yang akan dimagnetisasi. Magnetisasi akan terjadi jika semua bidang bahan sudah terbentuk dan bahan tersebut sudah dikatakan jenuh.

Vektor intensitas medan magnetik H yang melakukan fungsi magnetisasi itu harus memenuhi syarat harga yang sama atau lebih besar daripada harga jenuh H bahan ferromagnetik, yang dapat diamati dari kurva B-H histeresisnya. Hubungan B, H, dan M ditunjukkan oleh persamaan berikut ini:

B = µH = µ0 µr H = µ0(1+χm) H ... (2.3) Vektor magnetisasi:

(43)

Dimana χm = suseptibilitas magnetik = (µr – 1), tidak memiliki dimensi, dan µr adalah permeabilitas relatif bahan (tidak memiliki dimensi). Nilai suseptibilitas magnetik suatu bahan dipengaruhi suhu. (Halliday & Resnick, 1978)

2.3.4 MAGNET PERMANEN

Magnet Permanen adalah suatu bahan yang dapat menghasilkan medan magnetyang besarnya tetap tanpa adanya pengaruh dari luar atau disebut magnet alam karenamemiliki sifat kemagnetan yang tetap. Jenis magnet permanen yang diketahui terdapatpada :

1. Magnet Neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium ( juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang terbuat dari campuran logam neodymium.

2. Magnet Samarium Cobalt : salah satu dari dua jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat tebuat dari paduan samarium cobalt.

[image:43.595.110.500.457.586.2]

3. Magnet Keramik, misalnya Barium Hexaferrite . 4. Plastic Magnet dan Magnet Alnico.

Tabel 2.2. Perbandingan Karakteristik Magnet Permanen.(Irasari & Idayanti,2007)

Material Induksi Remanen(Br)T Koersifitas(Hc) MA/m EnergiProduk (BHmax)

SrFerit 0,43 0,20 34

Alnico 5 1,27 0,05 44

Sm2Co17 1,05 1,30 208

Nd2Fe14B 1,36 1,03 350

2.4 NANOMAGNETIK

(44)

(superparamagnetis) yang menyajikan batas untuk penggunaan nanomagnetik untuk penyimpanan informasi permanen.Contoh nanomagnets adalah biji-bijian dari logam feromagnetik (besi, kobalt, dan nikel) dan magnet-molekul tunggal. Sebagian besar nanomagnets memiliki logam transisi (titanium, vanadium, kromium, mangan, besi , kobalt atau nikel) atau tanah jarang (Gadolinium, Europium, Erbium) atom magnetik.

Sebuah nanomagnet bisa telah ditingkatkan sifat elektronik karena efek ukuran, seperti spin lama waktu relaksasi konduksi elektron, yang mungkin berguna untuk perangkat spintronic nano-skala. (Halliday, 1978)

2.5 MAGNET PERMANEN NdFeB

Magnet NdFeB adalah jenis magnet permanen rare earth (tanah jarang) yang memiliki sifat magnet yang sangat baik, seperti pada nilai induksi remanen, koersivitas dan energi produk yang lebih tinggi pula apabila dibandingkan dengan magnet permanen lainnya. Dengan memiliki sifat magnetik yang tinggi, dalam aplikasinya magnet NdFeB dapat berukuran lebih kecil. Magnet logam tanah jarang (rare earth) terbentuk dari 2 atom unsur logam tanah jarang yaitu Neodymium, unsur lainnya adalah 14 atom Besi dan 1 atom Boron, sehingga rumus molekul yang terbentuk adalah Nd2Fe14B. (Novrita, 2006)

Magnet permanen Neodymium-Iron-Boron memiliki energi produk yang paling tinggi (mencapai 55 MGOe) dari keseluruhan material magnetik. Magnet NdFeB mempunyai dua proses utama; proses serbuk dan melt quenching. 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 temperatur Curie yang rendah dan sangat rentan terhadap korosi. Temperatur Curie yang rendah (312ᵒC) ini menyebabkan magnet NdFeB tidak mungkin diaplikasikan pada suhu yang tinggi. (Matthew,2013).

2.5.1 STRUKTUR KRISTAL NdFeB

(45)

yang berbeda dan 1 sisi atom Boron. Semua atom Nd dan B bersama dengan 4 atom Fe akan membentuk jaring heksagonal.Pada setiap lapisan bidang Fe pada atas dan bawah bidang terdapat Nd dan B yang dapat menstabilkan struktur ini. Panjang sumbu a setara dengan 8,8 Å, sumbu c = 12,19 Å. Jarak antara tetangga terdekat Fe-Fe antara 2,4 – 2,8 Å. Jarak antara Boron dengan atom tetangga terdekat adalah

B – Fe (ki) = 2,09 Å B – Nd (g) = 2,86 Å

[image:45.595.150.407.204.405.2]

B – Fe (e) = 2,14 Å B– Nd (f) = 3,34 Å (Novrita,2006)

Gambar 2.7. Struktur Kristal Nd2Fe14B (Matthew,2013)

2.5.2 SIFAT FISIS MAGNET NdFeB

Karakteristik magnet NdFeB adalah seperti tabel berikut ini. Tabel 2.3. Karakteristik magnet NdFeB

Karakteristik Satuan Nilai

Densitas g/cm3 7,5

Vickers Hardness D.P.N 570

Compression Strength N/mm2 780

Resistivitas Elektrik m .cm 150

Tensile Strength Kg.mm2 8

Modulus Young 1011 N/m2 1,6

Temperatur Curie ᵒC 310

Maximum Operating Temperature ᵒC 80 – 200

Saturation Field Strength kOe (kA/m) 30 40 (2400 3200) Relative Recoil Permeability µrec 1,05

[image:45.595.120.506.493.751.2]
(46)

Koefisien Temperatur Hci (%/ᵒC) -0,14 (sumber: eUK Magnet, NdFeB datasheet)

2.5.3 FASA Nd-rich

Tahap Nd-rich memainkan peran penting dalam densifikasi magnet NdFeB yang disinter melalui proses fase sintering cair dan meleleh pada 655°C menggunakan dilatometry untuk mempelajari perilaku densifikasi dari green compacts pada rentang suhu dan waktu. Karya mereka menunjukkan bahwa fase Nd-rich memainkan peran kunci dalam perilaku densifikasi dari green compacts dan peningkatan kandungan Nd efektif menghasilkan densifikasi yang lebih besar pada suhu yang lebih rendah. Tahap Nd-rich juga telah terbukti penting dalam peningkatan sifat magnetik dari jenis magnet NdFeB. Hal ini dikarenakan pemisahan magnetik antara butir Nd2Fe14B dengan bantuan dari fase non-feromagnetik Nd-rich meningkat. Hal ini juga dikarenakan pengurangan atau penghapusan cacat di butir permukaan Nd2Fe14B. Fase Nd-rich terutama terdiri dari neodymium tetapi juga mencakup besi dan oksigen. Biasanya oksigen diperkenalkan selama tahap pengolahan. Struktur kristal dari fase Nd-rich tergantung pada kandungan oksigen dan telah terbukti menjadi ganda heksagonal saat kandungan oksigen di bawah 9% atomik. (Malik, 2014).

2.5.4 KARAKTERISASI MAGNET NdFeB TERHADAP TEMPERATUR

Magnet NdFeB mudah didemagnetisasi pada temperatur tinggi, artinya sifat kemagnetan NdFeB mudah hilang pada temperatur tinggi, tetapi akan meningkat pada temperatur rendah. Beberapa cara yang dapat mempengaruhi agar magnet ini dapat digunakan pada temperatur tinggi yaitu bentuk geometri. Magnet dengan bentuk yang lebih tipis akan lebih mudah didemagnetisasi dibandingkan dengan bentuk yang lebih tebal. Bentuk magnet piring datar lebih direkomendasikan untuk digunakan pada temperatur tinggi. (Idayanti,2006).

2.6 SINTERING

(47)

leburnya sehingga terjadi pemadatan. Tahap sintering merupakan tahap yang paling penting dalam pembuatan keramik. Melalui proses sintering terjadi perubahan struktur mikro seperti seperti pengurangan jumlah dan ukuran pori, pertumbuhan butir serta peningkatan densitas. Faktor-faktor yang menentukan proses dan mekanisme sintering antara lain jenis bahan, komposisi bahan dan ukuran partikel.

Parameter sintering :

 Temperatur (T)

 Waktu

 Kecepatan pendinginan

 Kecepatan pemanasan

 Atmosfer sintering

 Jenis material (Ika Mayasari, 2012)

2.7 KARAKTERISASI

Karakterisasi sangat diperlukan untuk dapat mengidentifikasi suatu material, sehingga dapat dipisahkan secara fisis suatu material dengan material lainnya.

2.7.1 VSM (VIBRATING SAMPLE MAGNETOMETER)

[image:47.595.172.451.616.724.2]

Vibrating Sample Magnetometer (VSM) merupakan salah satu jenis peralatanyang 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 dalan kurva histeresis, sifat magnetik bahan sebagai akibat perubahan suhu, dan sifat – sifat magnetik sebagai fungsi sudut pengukuran atau kondisi anisotropik bahan.

(48)

Salah 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 ditangkapoleh coil. Medan magnet tersebar tersebut akan menginduksi medan listrik dalam coil yang sebanding dengan momen magnetik sampel. Semakin besar momenmagnetik, maka akan menginduksi arus yang semakin 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. (Thresya,2014)

2.7.2 XRD (X-RAY DIFFRACTOMETER)

X-Ray Diffractometer adalah alat yang dapat memberikan data-data difraksi dan kuantitas intensitas difraksi pada sudut-sudut difraksi (2θ) dari suatu bahan.

Tujuan dilakukannya pengujian analisis struktur kristal adalah untuk mengetahui perubahan fase struktur bahan dan mengetahui fase-fase apa saja yang terbentuk selama proses pembuatan sampel uji. Tahap pertama yang dilakukan dalam analisa sinar-X adalah melakukan analisa pemeriksaan terhadap sampel x yang belum diketahui strukturya. Sampel ditempatkan pada titik focus hamburan sinar- X yaitu tepat ditengah-tengah plate yang digunakan sebagai tempat yaitu sebuah plat tipis yang berlubang ditengah berukuran sesuai dengan sampel (pellet) dengan perekat pada sisi baliknya. (Sholihah & Zainuri, 2012).

2.7.2.1 Komponen Dasar XRD :

(49)

1. Sumber Sinar – X

Sinar – X merupakan salah satu bentuk radiasi elektromagnetik yang mempunyai Energi anatara 200 eV- 1 MeV dengan panjang gelombang anatar 0,5 – 2,5 Ȧ.

Panjang gelombangnya hampir sama dengan jarak antara atom dalam kristal, menyebabkan sinar – X menjadi salah satu teknik dalam analisa mineral.

2. Material Uji (Specimen)

Sartono (2006) mengemukakan bahwa material uji (specimen) dapat digunakan bubuk(powder) biasanya 1 mg.

3. Detektor

Sebelum sinar X sampai kedetektor melalui proses optik. Sinar X yang panjang

gelombangnya dengan intensitas I mengalami refleksi dan menghasilkan sudut

difrkasi 2ϴ . (Sholihah & Zainuri, 2012)

2.7.2.2 Prinsip Kerja XRD

Prinsip dasar dari XRD adalah hamburan elektron yang mengenai permukaan kristal. Bila sinar dilewatkan ke permukaan kristal, sebagian sinar tersebut akan terhamburkan dan sebagian lagi akan diteruskan ke lapisan berikutnya. Sinar yang dihamburkan akan berinterferensi secara konstruktif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan). Hamburan sinar yang berinterferensi inilah yang digunakan untuk analisis.Difraksi sinar X hanya akan terjadi pada sudut tertentu sehingga suatu zat akan mempunyai pola difraksi tertentu.

Pengukuran kristalinitas relatif dapat dilakukan dengan membandingkan jumlah tinggi puncak pada sudut-sudut tertentu dengan jumlah tinggi puncak pada sampel standar.Di dalam kisi kristal, tempat kedudukan sederetan ion atau atom disebut bidang kristal. Bidang kristal ini berfungsi sebagai cermin untuk merefleksikan sinar X yang datang. Posisi dan arah dari bidang kristal ini disebut indeks miller. Setiap kristal memiliki bidang kristal dengan posisi dan arah yang khas, sehingga jika disinari dengan sinar X pada analisis XRD akan memberikan difraktogram yang khas pula.

(50)

2.7.3 S E M (Scanning Electron Microscope)

[image:50.595.236.391.292.501.2]

Scanning Electron Microscope atau SEM merupakan mikroskop elektron 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 yang lebih tinggi daripada cahaya. Cahaya hanya mampu mencapai 200 nm sedangkan elektron bias mencapai resolusi sampai 0,1- 0,2 nm.

Gambar 2.9 Skema Prinsip Dasar SEM

Disamping itu, dengan menggunakan elektron juga bisa mendapatkan beberapa jenis pantulan yang berguna untuk keperluan karakterisasi. Jika elektron mengenai suatu 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 elektron yang bermuatan negatifdapat dibelokkan oleh medan magnet.

(51)

tumbukan sebelum mengenai sasaran sehingga menghilangkan molekul udara menjadi sangat penting.

Prinsip kerja dari SEM sebagai berikut :

1. Sebuah piston electron memproduksi sinar electron dan dipercepat dengan anoda.

2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel

3. Sinar electron 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. (Martinez,2010)

2.7.4 EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)

Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS atau EDX atau EDAX)adalah salah satu teknik analisis untuk menganalisis unsur atau karakteristik kimia dari spesimen. Karakterisasi ini bergantung pada penelitian dari interaksi beberapa eksitasi sinar X dengan spesimen. Kemampuan untuk mengkarakterisasi sejalan dengan sebagian besar prinsip dasar yang menyatakan bahwa setiap elemen memiliki struktur atom yang unik, dan merupakan ciri khas dari struktur atom suatu unsur, sehingga memungkinkan sinar X untuk mengidentifikasinya.

(52)
[image:52.595.229.382.257.366.2]

elektron di kulit dalam dan mengeluarkannya dari kulit, sehingga terdapat lubang elektron di mana elektron itu berada sebelumnya. Sebuah elektron dari luar kulit yang berenergi lebih tinggi kemudian mengisi lubang, dan perbedaan energi antara kulit yang berenergi lebih tinggi dengan kulit yang berenergi lebih rendah dapat dirilis dalam bentuk sinar X. 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.

Gambar 2.10. Skema EDX (Energy Dispersive X-Ray) (Martinez, 2010)

2.7.4.1 Prinsip Kerja SEM – EDX

(53)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Perkembangan dramatis dibidang magnet permanen terjadi pada tahun 1970-an.Untuk pertama sekali dihasilkan magnet kelas logam tanah jarang (rare-earth permanent magnets). Secara umum magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB)

dikenal sebagai magnet tanah jarang. 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 Nd2Fe14B. (Fraden, 2010) Pengkayaan Nd memainkan peran penting dalam densifikasi magnet NdFeB yang disinter melalui proses fase sintering cair dan meleleh pada 655 ° C. Tahap Nd-rich juga telah terbukti penting dalam peningkatan sifat magnetik magnet NdFeB. Hal ini karena pemisahan magnetik meningkat antara butir Nd2Fe14B dengan bantuan dari fase non-feromagnetik Nd-rich. Hal ini juga dilaporkan karena pengurangan atau penghapusan cacat di butir permukaan Nd2Fe14B.

Fase Nd-rich terutama terdiri dari neodymium tetapi juga mencakup besi dan oksigen. Biasanya oksigen diperkenalkan selama tahap pengolahan. Struktur kristal dari fase Nd-rich tergantung pada kandungan oksigen. Dalam paper ini dilaporkan pengaruh pengkayaan Nd pada pembuatan serbuk bahan magnet

Nd2Fe14B. (Malik, 2014)

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang diatas, penulis merumuskan beberapapermasalahan yang dibahas disini diantaranya :

1. Bagaimana cara pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B dengan variasi pengkayaan Nd.

(54)

3. Bagaimana pengaruh penambahan Nd terhadap sifat magnet pada pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B.

1.3 Batasan Masalah

Adapun yang menjadi batasan masalah pada penelitian ini sebagai berikut :

1. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk Neodymium (Nd), Iron (Fe), dan Boron (B) sebagai bahan dasar pembuatan magnet Nd2Fe14B.

2. Parameter-parameter yang dianalisa pada penelitian ini antara lain : a. Pengujian menggunakan SEM untuk menganalisismikrostruktur

material dan ukuran partikel pada serbuk magnet Nd2Fe14B.

b. Pengujian XRD untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada serbuk magnet Nd2Fe14B.

c. Pengujian VSM untuk mengetahui karakterisasi sifat magnet pada serbuk magnet Nd2Fe14B.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Membuat bahan serbuk magnetik Nd2Fe14B dengan variasi pengkayaan Nd.

2. Mengetahui Nd2Fe14B yang sudah diperkaya Nd tetap mempunyai struktur kristal tetragonal.

3. Mengetahui pengaruh penambahan Nd pada Nd2Fe14B terhadap sifat magnetik.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain :

1. Menambah pengetahuan tentang pembuatan bahan serbuk magnetik Nd2Fe14Bdengan pengkayaan Neodymium (Nd).

(55)

3. Produk hasil penelitian tentang pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B ini dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan magnet permanen.

1.6 Sistematika penulisan

Sistematika penulisan penelitian ini dibuat sesuai urutan bab serta isinya, secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut :

Bab 1 Pendahuluan

Pada bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, batasan masalah, rumusan masalah, batasan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penelitian.

Bab 2 Tinjauan Pustaka

Pada bab ini berisi tentang dasar-dasar teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan dan berisi tentang materi-materi pendukung penelitian yang terdiri atas : Teori magnet secara umum, sifat-sifat kemagnetan bahan dan klasifikasi material magnet.

Bab 3 Metodologi Percobaan

Pada bab ini berisi tentang tempat penelitian, peralatan dan bahan penelitian yang digunakan, diagram alir penelitian, serta prosedur kerja yang dilakukan dalam penelitian ini.

Bab 4 Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini berisi tentang hasil penelitian berupa hasil pengujian struktur kristalin, mikrostuktur dan sifat magnet.

Bab 5Kesimpulan dan Saran

(56)

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK BAHAN

MAGNET Nd2Fe14B TERHADAP STRUKTUR KRISTALIN,

MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET

ABSTRAK

Pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B sebagai bahan dasar pembuatan magnet permanen. Proses pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B dengan pengkayaan Nd dilakukan dengan mencampurkan serbuk Neodymium (Nd), serbuk Iron (Fe) dan serbuk Boron (B) dalam keadaan vakum. Perbandingan komposisi serbuk Nd 1,33 gram; Fe 3,62 gram; B 0,05 gram dengan massa total 5 gram kemudian di heat treatment sampai suhu 720 oC. Setelah dihasilkan Nd2Fe14B lalu divariasi dengan penambahan Nd sebesar 0,3 gram dan 0,7 gram. Lalu di heat treatment sampai suhu 720 oC. Sampel yang telah dihasilkan, kemudian dilakukan karakterisasi sifat magnet menggunakan VSM, analisis mikrostruktur menggunakan SEM-EDX dan analisis fasa yang terbentuk menggunakan XRD. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan Nd 0,7 gram pada serbuk Nd2Fe14B meningkatkan nilai energi produk (BH-Max). Nilai Mr = 446,5 G, Ms = 3496,01 G, Hc = 261,1 Oe dan BHmax = 17,83 KGOe diperoleh pada penambahan Nd 0,7 gram.

(57)

INFLUENCE OF Nd-rich IN MANUFACTURING MAGNETIC

POWDERS Nd

2

Fe

14

B ON CRYSTAL STRUCTRE,

MICROSTRUCTUR, AND MAGNETIC PROPERTIES

ABSTRACT

Manufacturing of magnetic powders Nd2Fe14B as a basic material to produce permanent magnet. The process in manufacturing magnetic powders Nd2Fe14B with Nd-rich was conducted by mixing Neodymium powders (Nd). Iron powders (Fe), and boron powders (B) in a vacuum. Ratio of composition are Nd 1,33 gram; 3,62 gram; B 0,05 gram with total mass 5 gram and then heat treatment was conducted to 720ºC. The results are Nd2Fe14B powder and then variation was conducted with addition of Nd 0,3 gram and 0,7 gram. After that, heat treatment was conducted to 720ºC. The samples were conducted by characterization of magnetic properties using VSM, microstructure analysis using SEM-EDX and phase analysis using XRD. The result of study shows that addition of Nd 0,7 gram to Nd2Fe14B increase the value of energy product (BHmax). The value of Mr = 446,5 G, Ms = 3496,01 G, Hc = 261,1 Oe and BHmax = 17,83 KGOe was obtained in addition of Nd 0,7 gram.

(58)

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK

BAHAN MAGNET Nd

2

Fe

14

B TERHADAP STRUKTUR

KRISTALIN, MIKROSTRUKTUR

DAN SIFAT MAGNET

SKRIPSI

HANIFAH

120801042

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(59)

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK

BAHAN MAGNET Nd

2

Fe

14

B TERHADAP STRUKTUR

KRISTALIN, MIKROSTRUKTUR

DAN SIFAT MAGNET

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat

mencapai gelar Sarjana Sains

HANIFAH

120801042

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(60)

PERSETUJUAN

Judul : Pengaruh pengkayaan Nd pada pembuatan serbuk bahan magnet Nd2Fe14B terhadap struktur kristalin,

mikrostruktur dan sifat magnet.

Kategori : Skripsi

Nama : Hanifah

Nomor Induk Mahasiswa : 120801042

Program studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2016

Disetujui Oleh

Pembimbing 1, Pembimbing 2,

Dr. Nenen Rusnaeni M.T Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. NIP: 195804091983032001 NIP: 196506171993031009

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(61)

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK

BAHAN MAGNET Nd

2

Fe

14

B TERHADAP STRUKTUR KRISTALIN,

MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET

OLEH:

Hanifah

NIM: 120801042

Disetujui Oleh:

Komisi Pembimbing

Dr. Nenen Rusnaeni M.T Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc.

NIP: 195804091983032001 NIP: 196506171993031009

Diketahui Oleh:

Departemen Fisika FMIPA USU Pusat Penelitian Fisika-LIPI

Ketua, Kepala,

(62)

NIP: 195510301980031003 NIP: 196204301988031001

PERNYATAAN

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK

BAHAN MAGNET Nd

2

Fe

14

B TERHADAP STRUKTUR KRISTALIN,

MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.

Medan, Mei 2016

(63)

PENGHARGAAN

Syukur alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir. Salawat beriring salam teruntuk nabi besar Muhammad SAW yang menjadi teladan dalam menjalani kehidupan. Tugas akhir merupakan salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan diatas penulis mengerjakan tugas akhir dengan judul : “PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK BAHAN MAGNET Nd2Fe14B TERHADAP STRUKTUR

KRISTALIN, MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET” Yang dilaksanakan di

Laboratorium Magnet P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong, Tangerang Selatan, Banten. Penulis menyadari bahwa selama proses hingga akhir terselesaikannya penyusunan skripsi ini banyak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orangtua saya yang tersayang Ayahanda Novian dan Ibunda Azniarti Hanum, serta adik tercinta Delvia dan Rahmat Syahputra yang tulus menyayangi penulis dan tak henti-hentinya memberikan nasehat, doa, serta materi maupun moril.

2. Bapak Dr. Kerista Sebayang M.Sc selaku Dekan Departemen Fisika Fakultas Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi M.Sc dan Ibu Dr. Nenen Rusnaeni M.T selaku Dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

5. Bapak Dr. Bambang Widyatmoko, M. Eng, selaku Kepala Laboratorium Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong.

6. Bapak Ir. Muljadi M.Si, selaku Ketua Tim Riset Magnet di Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong.

(64)

8. Seluruh Staf dosen, Pembantu Dekan, Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU 9. Sahabat - sahabat terbaik saya terkhusus Adelia Suryani, Syahardianty, Ariyani, dan

seluruh teman SD, SMP, SMA yang tak henti-hentinya memberikan semangat, doa, dukungan kepada penulis.

10. Seluruh teman – teman seperjuangan angkatan 2012, Adik-adik angkatan 2013, 2014 dan 2015 Fisika-USU.

Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan dan terdapat banyak kekurangan.Oleh karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat diharapkan untuk penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis maupun bagi orang lain yang membacanya.

Tangerang Selatan, Mei 2016

(65)

PENGARUH PENGKAYAAN Nd PADA PEMBUATAN SERBUK BAHAN

MAGNET Nd2Fe14B TERHADAP STRUKTUR KRISTALIN,

MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET

ABSTRAK

Pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B sebagai bahan dasar pembuatan magnet permanen. Proses pembuatan serbuk magnet Nd2Fe14B dengan pengkayaan Nd dilakukan dengan mencampurkan serbuk Neodymium (Nd), serbuk Iron (Fe) dan serbuk Boron (B) dalam keadaan vakum. Perbandingan komposisi serbuk Nd 1,33 gram; Fe 3,62 gram; B 0,05 gram dengan massa total 5 gram kemudian di heat treatment sampai suhu 720 oC. Setelah dihasilkan Nd2Fe14B lalu divariasi dengan penambahan Nd sebesar 0,3 gram dan 0,7 gram. Lalu di heat treatment sampai suhu 720 oC. Sampel yang telah dihasilkan, kemudian dilakukan karakterisasi sifat magnet menggunakan VSM, analisis mikrostruktur menggunakan SEM-EDX dan analisis fasa yang terbentuk menggunakan XRD. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan Nd 0,7 gram pada serbuk Nd2Fe14B meningkatkan nilai energi produk (BH-Max). Nilai Mr = 446,5 G, Ms = 3496,01 G, Hc = 261,1 Oe dan BHmax = 17,83 KGOe diperoleh pada penambahan Nd 0,7 gram.

(66)

INFLUENCE OF Nd-rich IN MANUFACTURING MAGNETIC

POWDERS Nd

2

Fe

14

B ON CRYSTAL STRUCTRE,

MICROSTRUCTUR, AND MAGNETIC PROPERTIES

ABSTRACT

Manufacturing of magnetic powders Nd2Fe14B as a basic material to produce permanent magnet. The process in manufacturing magnetic powders Nd2Fe14B with Nd-rich was conducted by mixing Neodymium powders (Nd). Iron powders (Fe), and boron powders (B) in a vacuum. Ratio of composition are Nd 1,33 gram; 3,62 gram; B 0,05 gram with total mass 5 gram and then heat treatment was conducted to 720ºC. The results are Nd2Fe14B powder and then variation was conducted with addition of Nd 0,3 gram and 0,7 gram. After that, heat treatment was conducted to 720ºC. The samples were conducted by characterization of magnetic properties using VSM, microstructure analysis using SEM-EDX and phase analysis using XRD. The result of study shows that addition of Nd 0,7 gram to Nd2Fe14B increase the value of energy product (BHmax). The value of Mr = 446,5 G, Ms = 3496,01 G, Hc = 261,1 Oe and BHmax = 17,83 KGOe was obtained in addition of Nd 0,7 gram.

(67)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Lembar Pengesahan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak vi

Abstract vii

Daftar Isi viii

Daftar Tabel xi

Daftar Gambar xii

Daftar lampiran xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Rumusan Masalah 1

1.3. Batasan Masalah 2

1.4. Tujuan Penelitian 2

1.5. Manfaat Penelitian 2

1.6. Sistematika Penelitian 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Definisi Magnet Secara Umum 4

2.2. Jenis Bahan Magnet 4

2.2.1. Bahan Diamagnetik 4

2.2.2. Bahan Paramagnetik 5

2.2.3. Bahan Ferromagnetik 6

2.2.4. Bahan Antiferromagnetik 7

2.2.5. Bahan Ferrimagnetik 8

2.3. Teori Magnet 8

2.3.1. Histeresis Magnet 8

(68)

2.3.3. Magnetisasi 11

2.3.4. Magnet Permanen 12

2.4. Nanomagnetik 12

2.5. Magnet Permanen NdFeB 13

2.5.1. Struktur Kristal NdFeB 13

2.5.2. Sifat Fisis Magnet NdFeB 14

2.5.3. Fasa Nd-Rich 15

2.5.4. Karakterisasi Magbet NdFeB Terhadap Temperatur 15

2.6. Sintering 15

2.7. Karakterisasi 16

2.7.1. VSM (Vibrating Sample Magnetometer) 16 2.7.2. XRD (X-Ray Diffractometer) 17

2.7.2.1. Komponen Dasar XRD 17

2.7.2.2. Prinsip Kerja XRD 18

2.7.3. SEM (Scanning Electron Microscope) 19 2.7.4. EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) 20

2.7.4.1. Prinsip Kerja SEM-EDX 21

BAB 3 METODOLOGI PERCOBAAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 22

3.1.1. Tempat Penelitian 22

3.1.2. Waktu Penelitian 22

3.2. Bahan dan Alat 22

3.2.1. Bahan 22

3.2.2. Alat 22

3.3. Diagram Alir Penelitian 24

3.4. Prosedur Penelitian 25

3.4.1. Penentuan Komposisi Serbuk 25

3.4.2. Pencampuran Bahan-Bahan 25

3.4.3. Proses Pemanasan dan Variasi Nd 25

3.5. Pengujian 26

3.5.1. Analisa Struktur Kristal Serbuk Magnet NdFeB 26

3.5.2. Karakterisasi Struktur Mikro 26

(69)

BAB 4 HASIL PENELITIAN

4.1. Karakterisasi Struktur Kristal Serbuk Magnet Nd2Fe14B (XRD) 28 4.2. Karakterisasi Mikrostruktur Serbuk Magnet Nd2Fe14B (SEM) 30 4.3. Karakterisasi Komposisi Serbuk Magnet Nd2Fe14B (EDX) 31 4.4. Karakterisasi Sifat Magnet Nd2Fe14B (VSM) 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 38

5.2. Saran 38

(70)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Tabel Perbandingan Bahan Magnet 7

Tabel 2.2 Perbandingan Karakteristik Magnet Permanen 12

Tabel 2.3. Karakteristik Magnet NdFeB 14

Tabel 4.1. Tabel Ukuran Kristalit 30

(71)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Arah Domain-Domain Dalam Bahan Paramagnetik Sebelum 5

Diberi Medan Magnet Luar

Gambar 2.2. Arah Domain Dalam Bahan Paramagnetik Setelah Diberi 6 Medan Magnet Luar

Gambar 2.3. Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik 7 Gambar 2.4. Arah Domain Dalam Bahan Anti Ferromagnetik 7 Gambar 2.5. Momen Magnet Dari Sifat Ferrimagnetik 8

Gambar 2.6. Kurva Magnetisasi 8

Gambar 2.7. Struktur Kristal Nd2Fe14B 14

Gambar 2.8. Peralatan VSM (Vibrating Sample Magnetometer) 16

Gambar 2.9. Skema Prinsip Dasar SEM 19

Gambar 2.10. Skema EDX (Energy Dispersive X-Ray) 21 Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Serbuk Magnet Nd2Fe14B 24

Gambar 4.1. Pola XRD Nd2Fe14B 28

(72)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Peralatan dan Bahan Penelitian 41

Lampiran 2 Perhitungan Penentuan Komposisi Serbuk Nd, Fe dan B 43

Lampiran 3 Perhitungan Ukuran Kristal 44

Lamp

Gambar

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Serbuk Magnet Nd2Fe14B
Gambar 4.1 Pola XRD Nd2Fe14B
Gambar 4.2 Hasil foto Analisis Secondary Electron sampel serbuk magnet
Gambar 4.3 Hasil foto analisis SEM pada sampel 1
+7

Referensi

Dokumen terkait

Proses sintering dalam pembuatan magnet permanen berbasis NdFeB adalah salah satu hal terpenting yang dapat mempengaruhi sifat dan kualitas magnet permanen yang

Proses pembuatan bonded magnet NdFeB dilakukan dengan mencampurkan serbuk magnet neodymium iron boron (NdFeB) komersil type MQP-B dengan serbuk polyvinyl butyral

Serbuk Magnet Barium Ferrite (Studi kasus di Universitas Negeri.. Semarang,

Proses sintering dalam pembuatan magnet permanen berbasis NdFeB adalah salah satu hal terpenting yang dapat mempengaruhi sifat dan kualitas magnet permanen yang

Magnet yang dihasilkan dari proses pencampuran NdFeB dengan bahan ferit disebut Hybrid Magnet , yang memiliki sifat termal yang lebih baik daripada NdFeB yang murni

Untuk mengetahui waktu optimum dari hasil milling HEM yang dapat. menghasilkan sifat

penting dalam proses milling, rasio berat – serbuk mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mencapai fasa tertentu dari bubuk.

Barium heksaferit adalah salah satu material magnet yang banyak digunakan..