Pengaruh Komposisi Fe2O3 Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur dan Magnet dari Barium Heksaferrit

(1)

Lampiran 1

Bahan dan Peralatan Penelitian

1.

Peralatan

(Jar Mill)

(Mikroskop Optik) (Covensional Mill)

Timbangan digital 2 digit (Beaker Gelas)

(Carver

press)(ACIS AD-600H)

(2)

(X-Ray Difractometer) (Impuls magnetizer) (Oven)

(3)

2. Bahan

Serbuk Barium Hexaferrite Komersil

Serbuk Hematit (

α

-Fe

2

O

3

)

Perekat polimer Celuna WE-518

Aquades

(4)

Perhitungan Densitas Sampel

1.

Perhitungan densitas sampel barium heksaferit untuk temperatur 1150 °C

dengan 0 %wt Fe

2

O

3

Diketahui : Massa Kering

: 2,85 gr

Massa Basah

: 2,25 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Ditanya : densitas ...?

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,85 ( 2,85 − 2,25 )

1

ρ = 2,75

gr/cm

3

2.

dengan 0,125 %wt Fe

2

O

3

: 2,83 gr

Massa Basah

: 2,23 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,83 ( 2,83 − 2,23 )

1

ρ = 2,71 gr/cm

3

3.

dengan 0,25 %wt Fe

2

O

3

: 2,92 gr

Massa Basah

: 2,30 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

(5)

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,92 ( 2,92 − 2,30 )

1

ρ = 2,70 gr/cm

3

4.

dengan 0,5 %wt Fe

2

O

3

: 2,80 gr

Massa Basah

: 2,20 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,80 ( 2,80 − 2,20 )

1

ρ = 2,66 gr/cm

3

5.

dengan 0 %wt Fe

2

O

3

: 2,80 gr

Massa Basah

: 2,21 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,80 ( 2,80 − 2,21 )

1

ρ = 2,73 gr/cm

3

6.

dengan 0,125 %wt Fe

2

O

3

: 2,87 gr

Massa Basah

: 2,26 gr

(6)

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,87 ( 2,87 − 2,26 )

1

ρ = 2,69 gr/cm

3

7.

dengan 0,25 %wt Fe

2

O

3

: 2,75 gr

Massa Basah

: 2,16 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,75 ( 2,75 − 2,16 )

1

ρ = 2,66 gr/cm

3

8.

dengan 0,5 %wt Fe

2

O

3

: 2,80 gr

Massa Basah

: 2,19 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,80 ( 2,80 − 2,19 )

1

(7)

9.

dengan 0 %wt Fe

2

O

3

: 2,86 gr

Massa Basah

: 2,25 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,86 ( 2,86 − 2,25 )

1

ρ = 2,70 gr/cm

3

10.

dengan 0,125 %wt Fe

2

O

3

: 2,83 gr

Massa Basah

: 2,23 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,84 ( 2,84 − 2,23 )

1

ρ = 4,64 gr/cm

3

11.

dengan 0,25 %wt Fe

2

O

3

: 2,83 gr

Massa Basah

: 2,21 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

(8)

ρ =

2,83 ( 2,83 − 2,21 )

1

ρ = 2,56 gr/cm

3

12.

dengan 0,5 %wt Fe

2

O

3

: 2,79 gr

Massa Basah

: 2,17 gr

ρair

: 1 gr/cm

3

Penyelesaian :

ρ =

�� −��

�

��

ρ =

2,79 ( 2,79 − 2,17 )

1

(9)

Lampiran 3

DATA PERCOBAAN

Data Perhitungan Densitas dan Porositas

Tabel 1. Data Perhitungan Densitas Pada Temperatur 1150 °C

Tabel Densitas Temperatur 1150 °C

Komposisi Massa Kering Massa Basah Densitas

0 2,85 2,25 4,75

0 2,79 2,2 4,728813559

0 2,78 2,2 4,793103448

0,125 2,86 2,25 4,68852459

0,125 2,86 2,26 4,766666667

0,125 2,83 2,23 4,716666667

0,25 2,92 2,3 4,709677419

0,25 2,88 2,27 4,721311475

0,25 2,86 2,25 4,68852459

0,5 2,86 2,25 4,68852459

0,5 2,8 2,2 4,666666667

0,5 2,51 1,97 4,648148148

Tabel 2. Data Perhitungan Densitas Pada Temperatur 1200 °C

0 2,8 2,21 4,745762712

0 2,74 2,17 4,807017544

0 2,72 2,14 4,689655172

0,125 2,87 2,26 4,704918033

0,125 2,85 2,24 4,672131148

0,125 2,75 2,16 4,661016949

0,25 2,9 2,28 4,677419355

0,25 2,86 2,24 4,612903226

0,25 2,75 2,16 4,661016949

0,5 2,86 2,23 4,53968254

0,5 2,8 2,2 4,666666667

(10)

Tabel 3. Data Perhitungan Densitas Pada Temperatur 1250 °C

0 2,86 2,25 4,68852459

0 2,79 2,2 4,728813559

0,125 2,87 2,25 4,629032258

0,125 2,85 2,24 4,672131148

0,125 2,84 2,23 4,655737705

0,25 2,88 2,25 4,571428571

0,25 2,83 2,21 4,564516129

0,5 2,84 2,2 4,4375

0,5 2,8 2,18 4,516129032

0,5 2,79 2,17 4,5

Tabel 4. Data Perhitungan Porositas Pada Temperatur 1150 °C

Tabel Porositas Temperatur 1150 °C

Komposisi Porositas y = 0,0078x + 0,2105

0 0,210526316 0,2105

0 0,211469534 0,2105

0 0,208633094 0,2105

0,125 0,213286713 0,211475

0,125 0,20979021 0,211475

0,125 0,212014134 0,211475

0,25 0,212328767 0,21245

0,25 0,211805556 0,21245

0,25 0,213286713 0,21245

0,5 0,213286713 0,2144

0,5 0,214285714 0,2144

(11)

Tabel 5. Data Perhitungan Porositas Pada Temperatur 1200 °C

Komposisi Porositas y = 0,0129x + 0,2114

0 0,210714286 0,2114

0 0,208029197 0,2114

0 0,213235294 0,2114

0,125 0,212543554 0,2130125

0,125 0,214035088 0,2130125

0,125 0,214545455 0,2130125

0,25 0,213793103 0,214625

0,25 0,216783217 0,214625

0,25 0,214545455 0,214625

0,5 0,22027972 0,21785

0,5 0,214285714 0,21785

0,5 0,217857143 0,21785

Tabel 6. Data Perhitungan Porositas Pada Temperatur 1250 °C

Komposisi Porisitas y = 0,0211x + 0,2128

0 0,213286713 0,2128

0 0,211469534 0,2128

0,125 0,216027875 0,2154375

0,125 0,214035088 0,2154375

0,125 0,214788732 0,2154375

0,25 0,21875 0,218075

0,25 0,219081272 0,218075

0,5 0,225352113 0,22335

0,5 0,221428571 0,22335

(12)

Gambar 1. Grafik Hubungan Densitas dan Komposisi Pada Temperatur 1150 °C

Gambar 2. Grafik Hubungan Densitas dan Komposisi Pada Temperatur 1200 °C

y = -0,172x + 4,751

4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

D e n si ta s ( g r/ cm ^ 3 )

Aditif ( % WT )

Densitas Temperatur 1150° C

y = -0,281x + 4,730

4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

D e n si ta s ( g r/ cm ^ 3 )

Aditif ( % WT )

(13)

Gambar 3. Grafik Hubungan Densitas dan Komposisi Pada Temperatur 1250 °C

Gambar 4. Grafik Hubungan Porositas dan Komposisi Pada Temperatur 1150 °C

y = -0,444x + 4,698

4 4,2 4,4 4,6 4,8 5

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

D

e

n

si

ta

s

(

g

r/

cm

^

3

)

Aditif ( % WT )

Densitas Temperatur 1250° C

y = 0,007x + 0,210

0,2 0,205 0,21 0,215 0,22

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

P

o

ro

si

ta

s

Aditif ( % WT )

(14)

Gambar 5. Grafik Hubungan Porositas dan Komposisi Pada Temperatur 1200 °C

Gambar 6. Grafik Hubungan Porositas dan Komposisi Pada Temperatur 1250 °C

y = 0,012x + 0,211

0,2 0,205 0,21 0,215 0,22

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

P

o

ro

si

ta

s

Aditif ( % WT )

Porositas Temperatur 1200°C

y = 0,021x + 0,212

0,2 0,205 0,21 0,215 0,22 0,225 0,23

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

P

o

ro

si

ta

s

Aditif ( % WT )

(15)

Data Pengujian XRD

Gambar 7. Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe

2

O

3

Pada Suhu Sintering

1150°C Tanpa Penambahan Komposisi Fe

2

O

3

(0 %wt)

Tabel 7. 3 Strongest LinesBaO.6Fe

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å) d std (Å)

Rel. I.

[%] h k l Fasa 1 30.30 30.27 2.9471 2.9500 56 1 1 0 BaFe12O19

2 32.19 32.17 2.7763 2.7800 100 1 0 7 BaFe12O19

3 34.10 34.06 2.6273 2.6300 88 1 1 4 BaFe12O19

Tabel 8. Strongest LinesBaO.6Fe

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å) d std (Å)

Rel. I.

[%] h k l Fasa 1 22.99 22.96 3.8658 3.8700 11 0 0 6 BaFe12O19

2 30.30 30.27 2.9471 2.9500 56 1 1 0 BaFe12O19

3 30.83 30.80 2.8962 2.9000 17 0 0 8 BaFe12O19

4 32.19 32.17 2.7763 2.7800 100 1 0 7 BaFe12O19

5 34.10 34.06 2.6273 2.6300 88 1 1 4 BaFe12O19

6 35.56 35.59 2.5229 2.5200 7 1 0 8 BaFe12O19

7 37.05 37.12 2.4244 2.4200 45 2 0 3 BaFe12O19

8 40.30 40.30 2.2359 2.2360 31 2 0 5 BaFe12O19

9 42.49 42.40 2.1257 2.1300 25 2 0 6 BaFe12O19

(16)

11 56.57 56.59 1.6256 1.6250 46 2 0 11 BaFe12O19

12 63.13 63.05 1.4716 1.4730 37 2 2 0 BaFe12O19

13 67.28 67.30 1.3906 1.3900 14 2 0 14 BaFe12O19

14 72.70 72.60 1.2997 1.3010 5 1 1 16 BaFe12O19

Gambar 8. Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe

2

O

3

Pada Suhu Sintering

1150°C dengan Penambahan Komposisi Fe

2

O

3

(0.25 %wt)

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å)

d std (Å) Rel. I.

[%] h k l Fasa 1 30.37 30.29 2.9434 2.9478 55 1 0 0 BaFe12O19

2 32.24 32.14 2.7764 2.7820 100 1 0 7 BaFe12O19

3 34.13 34.08 2.6273 2.6279 98 1 1 4 BaFe12O19

2

O

3

dan Fe

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å)

d std (Å) Rel. I.

[%] h k l Fasa 1 23.06 22.97 3.8566 3.8681 18 0 0 6 BaFe12O19

2 24.99 24.16 3.5626 3.5800 18 0 1 2 Fe2O3

3 30.37 30.29 2.9434 2.9478 55 1 0 0 BaFe12O19

4 30.87 30.79 2.8966 2.9000 32 0 0 8 BaFe12O19

5 32.24 32.14 2.7764 2.7820 100 1 0 7 BaFe12O19

6 33.24 33.27 2.6955 2.6900 100 1 0 4 Fe2O3

(17)

8 35.59 35.57 2.5223 2.5217 10 1 0 8 BaFe12O19

9 37.10 37.04 2.4232 2.4246 60 2 0 3 BaFe12O19

10 40.39 40.27 2.2329 2.2372 29 2 0 5 BaFe12O19

11 42.49 42.38 2.1273 2.1306 18 2 0 6 BaFe12O19

12 55.26 55.00 1.6626 1.6680 53 2 1 7 BaFe12O19

13 56.65 56.53 1.6248 1.6264 58 2 0 11 BaFe12O19

Gambar 9. Grafik Hasil Pengujian XRD BaO.6Fe

2

O

3

Pada Suhu Sintering

1150°C dengan Penambahan Komposisi Fe

2

O

3

(0.5 %wt)

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å) d std (Å) Rel. I. [%] h k l Fasa 1 32.24 32.14 2.7764 2.7820 100 1 0 7 BaFe12O19

2 34.18 34.08 2.6233 2.6279 98 1 1 4 BaFe12O19

3 56.67 56.53 1.6243 1.6264 58 2 0 11 BaFe12O19

4 30.40 30.29 2.9402 2.9478 55 1 1 0 BaFe12O19

5 55.23 55.00 1.6631 1.6680 53 2 1 7 BaFe12O19

Tabel 12. 3 Strongest LinesFe

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å) d std (Å) Rel. I. [%] h k l Fasa 1 33.21 33.27 2.6980 2.6900 100 1 0 4 Fe2O3

2 54.11 54.23 1.6949 1.6900 63 1 1 6 Fe2O3

(18)

2

O

3

dan Fe

2

O

3

sebelum refinement

No 2-θ Eksperimen

2-θ

Standart deks(Å) d std (Å) Rel. I. [%] h k l Fasa 1 23.02 22.97 3.8632 3.8681 18 0 0 6 BaFe12O19

2 30.40 30.29 2.9402 2.9478 55 1 1 0 BaFe12O19

3 30.85 30.80 2.8981 2.9000 17 0 0 8 BaFe12O19

4 32.24 32.14 2.7764 2.7820 100 1 0 7 BaFe12O19

5 33.21 33.27 2.6980 2.6900 100 1 0 4 Fe2O3

6 34.18 34.08 2.6233 2.6279 98 1 1 4 BaFe12O19

7 35.66 35.57 2.5158 2.5217 10 1 0 8 BaFe12O19

8 37.17 37.12 2.4149 2.4200 45 2 0 3 BaFe12O19

9 40.42 40.99 2.2316 2.2000 18 1 1 3 Fe2O3

10 42.52 42.40 2.1262 2.1300 25 2 0 6 BaFe12O19

11 54.11 54.23 1.6949 1.6900 63 1 1 6 Fe2O3

12 55.23 55.00 1.6631 1.6680 53 2 1 7 BaFe12O19

13 56.67 56.53 1.6243 1.6264 58 2 0 11 BaFe12O19

14 63.21 63.05 1.4710 1.4730 37 2 2 0 BaFe12O19

15 64.07 64.12 1.4582 1.4511 1 0 0 16 BaFe12O19

16 64.43 64.17 1.4534 1.4500 50 3 0 0 Fe2O3

17 65.53 65.50 1.4246 1.4238 3 2 1 11 BaFe12O19

18 67.33 67.30 1.4115 1.3900 14 2 0 14 BaFe12O19

19 69.71 69.58 1.3489 1.3500 3 2 0 8 Fe2O3

20 72.07 72.03 1.3104 1.3100 18 1 0 10 Fe2O3

21 72.73 72.60 1.3002 1.3010 5 1 1 16 BaFe12O19

Data Pengujian Sifat Magnet

Tabel 14. Data pengujian sifat magnetik (permagraph) sampel pada temperatur

1150 °C pada variasi komposisi 0,25 %wt dan 0,5 %wt Fe

2

O

3

Permagraph

T = 1150 °C

Komposisi (%wt)

0,25

0,50

Br (kG)

1,51

0,95

HcJ (kOe)

3,7

6,492

(19)

Gambar 10. Kurva Histerisis pada suhu sintering 1150 °C dengan variasi

komposisi Fe

2

O

3

0,25% dan 0,5%

-2 -1 0 1 2 3 4 5

-15 -10 -5 0 5 10

MAGNET-PHYSIK Dr. Steingroever GmbH PERMAGRAPH C

H [ kA/m ] -1000

H [ kA/m ] 1000

H [ kOe ] H [ kOe ]

J [ kG ]

(20)

Gambar 11. Grafik Hubungan antara penambahan komposisi Fe

2

O

3

terhadap nilai

fluks magnetik pada suhu sintering 1150 °C, 1200 °C, 1250°C, masing-masing

ditahan selama 2 jam.

595,3 590,7 589,7

496,3

585,3 _580,5

573,2

491,3 579,8

573,6 _568,2

467,9 450

480 510 540 570 600

0 0,125 0,25 0,5

Fl

u

k

s

M

a

g

n

e

ti

k

(

G

a

u

ss

)

Komposisi ( wt% )

Grafik Fluks Magnetik-Vs-Komposisi

1150

1200