PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB
DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
SITI NURAINI
100801004
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB
DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SITI NURAINI
100801004
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Pembuatan Bonded Anisotropi Magnet NdFeB dan Karakterisasinya
Kategori : Skripsi
Nama : Siti Nuraini
Nomor Induk Mahasiswa : 100801004
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Drs. Herli Ginting, MS Dr. Toto Sudiro, Eng
NIP. 195505191986011001 NIP. 198102042005021001
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua
PERNYATAAN
PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB DAN KARAKTERISASINYA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2014
PENGHARGAAN
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat ALLAH SWT atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan judul studi “Pembuatan Bonded Anisotropi Magnet NdFeB dan Karakterisasinya”. Tak lupa pula shalawat beriring salam penulis hantaskan kepangkuan Nabi Besar Muhammad SAW yang menghantarkan manusia dari alam jahiliah ke alam yang penuh ilmu pengetahuan seperti ini.
Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan orang-orang di sekeliling penulis. Maka dari itu, penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada :
1. Ketua Departemen Fisika, Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, dan seluruh dosen maupun pegawai Departemen Fisika FMIPA USU.
2. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Seketaris Departemen Fisika yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi.
3. Bapak Drs. Herli Ginting, MS selaku pembimbing 2 yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Dra. Ratna Askiah S, M.Si selaku Dosen FMIPA USU yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi.
5. Bapak Dr. Toto Sudiro, Eng selaku pembimbing 1, Pak Prof. Perdamean Sebayang, Pak Didik Aryanto, S.Si, M.Sc, Pak Dr. Agus Sukarto Wismogroho, Pak Candra Kurniawan, Pak Lukman Faris, dan Ibu Ayu Yuswita selaku pembimbing lapangan di PPF LIPI yang telah memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam melakukan penelitian.
6. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng selaku Kepala PPF Serpong serta seluruh pegawai PPF LIPI yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian di PPF LIPI.
7. Tante Nifah, Om Asep, Kak Yola dan Oki yang telah memberikan dukungan dan merawat penulis selama melakukan penelitian di LIPI Serpong.
8. Sahabat-sahabat Fisika S-1 FMIPA USU terkhusus Zailani Ray, Nurlayla Hannum, Annisa Fitri, Nurhabibah, Tiara Dewi, Amaluddin Nst, Nuraini Fitri, Elsa Eka Putri, Muliati, Nurhasannah, Betty widya Oktaria, dan Zulniati yang telah memotivasi penulis menyelesaikan kuliah hingga skripsi ini.
10.Tak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada orang-orang terdekat penulis yang senantiasa memotivasi penulis dalam menyelesaikan kuliah, penelitian, dan skripsi ini. Pertama kepada orang teristimewa yaitu : kedua orang tuaku, Mama Sariani dan Ayah Sukirman yang tak pernah berhenti memberikan dukungan dari segala segi, hingga penulis dapat kuliah dana menyelesaikan kuliah ini. Kedua, kepada abang, kakak, dan adekku : Kak Sari, Kak Eni, Kak Raudah, Bang Anto, Bang Iwan, Bang Awal, Wadi, Keyza, Raffa, Azzu, Uzza dan saudara-saudaraku lainnya yang telah memberikan dukungan dan motivasi penulis menyelesaikan kuliah hingga skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan ini masih jauh dari kesempurnaan. Maka dari itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk memyempurnakan skripsi ini. Semoga dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
PEMBUATAN BONDED ANISOTROPI MAGNET NdFeB
DAN KARAKTERISASINYA
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan bonded magnet NdFeB type MQA-37-16 dengan binder polivynil chloride. Tujuan penelitian ini untuk mempelajari pengaruh kuat medan orientasi terhadap sifat fisis dan magnet pada pembuatan
bonded magnet NdFeB. Proses preparasi dengan mencampurkan serbuk magnet
NdFeB dan binder polivynil chloride secara kering menggunakan Shaker Mill. Untuk setiap cuplikan dibutuhkan 4 gram massa total cuplikan bonded magnet NdFeB. Pencetakan dilakukan secara isotropi dan anisotropi dengan menggunakan medan magnet orientasi sebesar 2661,6; 3266,4; 3755,6 dan 4799,8 gauss dan diberi tekanan cuplikan sebesar 35 MPa. Kemudian di curing dengan suhu (curing temperature) cuplikan 150 oC selama 30 menit di inert (argon) atmosfer. Karakterisasi meliputi : analisa pengukuran densitas dengan prinsip Archimedes, analisa XRD, Struktur Mikro dengan menggunakan SEM, pengukuran kuat medan magnet (Fluks density) menggunakan Gaussmeter dan pengukuran BH curve dengan menggunakan Permagraph. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembuatan bonded magnet dengan kuat medan magnet orientasi sebesar 3266,4 gauss menghasilkan flux magnet density optimum sebesar 3216,7 G dengan nilai bulk densitas = 5,39 g/cm3, Remanensi (Br) = 4,01
kG; Koersivitas (Hcj) = 10,962 kOe; Energi produk (BH)max = 3,26 MGOe
FABRICATIONS BONDED ANISOTROPY MAGNET NdFeB
manufacture of bonded magnets NdFeB. Preparation process by dry mixing powder magnets NdFeB and polivynil chloride binder bi using Shaker Mill. For each sample takes 4 grams total mass of bonded magnet NdFeB. Printing is done isotropic and anisotropy using a magnetic field orientation at 2661,1; 3266,4; 3755,6; and 4799,8 gauss and pressurized sample at 35MPa. Then curingtemperature sample of 150 oC samples for 30 minutes in an inert (argon)
atmosphere. Characterization includes : analysis of density measurements by Archimedes principle, XRD Analysis, mikrostructure with SEM, measurement of magnetic field strength (flux density) with Gaussmeter and measurement BH curve with Permagraph. The results showed that the manufacture of bonded magnets with strong magnetic field orientation at 3266,4 gauss produces optimum
magnetic flux density at 3216,7 G with bulk density = 5,39 g/cm3, Remanensi (Br)
= 4,01 kG, Coercivity (Hcj) = 10,962 kOe, Energy Product (BH)max = 3,26 MGOe
DAFTAR ISI
2.8 Bonded Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) 13
2.9 Binder Polyvinyl Chloride (PVC) 14
2.10 Kompaksi 16
2.11 Curing 18
Bab 3. Metodologi Penelitian
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 19
3.2 Peralatan dan Bahan
3.2.1 Peralatan Penelitian 19
3.2.2 Bahan 20
3.3 Diagram Alir Penelitian 21
3.4 Prosedur Penelitian
3.4.1 Pencampuran Bahan Baku 22
3.4.3 Pengeringan Sampel 22
3.5.2 Karakterisasi Sifat Magnetik 24
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil Penelitian dan Pembahasan
4.1.1 Hasil Maping Cetakan (Distribusi Kuat Medan Magnet
Orientasi) 25 4.1.2 Hasil Pengujian Sifat Fisis
4.1.2.1 Hasil Pengujian Densitas 26
4.1.2.2 Hasil Pengujian Struktur Kristal 27 4.1.2.3 Hasil Pengujian Struktur Mikro 29 4.1.3 Hasil Pengujian Sifat Magnetik
4.1.3.1 Pengujian Kuat Medan Magnet (Fluks Density)
Menggunakan Gaussmeter 30
4.1.3.2 Pengujian Kuat Medan Magnet (Fluks Density)
Menggunakan Permagraph 31
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 36
5.2 Saran 36
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
Tabel 2.1 Sifat Kemagnetan Intrinsik Fasa Magnetik dari Magnet 8 Tabel 2.2 Komposisi Serbuk NdFeB Komersil Type MQA-37-16 13 Tabel 2.3 Kelarutan PVC (Keadaan Homopolimer) 15
Tabel 4.1 Hasil Mapping Cetakan 25
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Densitas Bonded Magnet NdFeB dengan Variasi Kuat Medan Magnet Orientasi Sebelum
dan Sesudah Curing 26
Tabel 4.3 Nilai Kuat Medan Magnet pada Bonded Magnet NdFeB Dengan Variasi Kuat Medan Magnet Orientasi
Menggunakan Gaussmeter 30
DAFTAR GAMBAR
Gambar 4.2 Densitas Sebelum dan Sesudah Curing Bonded Magnet NdFeB 27 Gambar 4.3 Hasil XRD Powder dan Sampel Bonded NdFeB 28 Gambar 4.4 Hasil SEM Powder dan Sampel NdFeB 29 Gambar 4.5 Fluks Magnet Terhadap Kuat Medan Magnet Orientasi 31 Gambar 4.6 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Tanpa KuatMedan Magnet Orientasi 32 Gambar 4.7 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat
Medan Magnet Orientasi 2661,6 G 32 Gambar 4.8 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat
Medan Magnet Orientasi 3266,4 G 33 Gambar 4.9 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat
Medan Magnet Orientasi 3755,6 G 33 Gambar 4.10 Kurva Histerisis Sampel Bonded Magnet NdFeB Pada Kuat
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lamp
1. Bahan dan Peralatan Penelitian 40
2. MQA Product Specification 43
3. Kurva Histerisis Uji Permagraph Menggunakan Magnet-physic Dr.
Steingroever GmbH Permagraph C 44
4. Data Pengujian Bulk Density Menggunakan Prinsip Archimedes 45