BAB 1 PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Kebutuhan akan magnet di dunia mengalami peningkatan setiap tahunnya termasuk di Indonesia. Magnet sangat dibutuhkan sebagai bahan yang dimanfaatkan dalam peralatan elektronika seperti pada: pengeras suara, pintu kulkas, kompas, dinamo sepeda, alat angkat besi, bel listrik, dan lainnya. Sayangnya pemenuhan kebutuhan magnet di Indonesia harus didatangkan dari luar negeri. Kondisi ini sangat menyedihkan karena diketahui bahwa Indonesia kaya akan bahan dasar magnet, terutama pasir besi. Dalam perkembangannya, Indonesia sangat diharapkan mampu memenuhi kebutuhan bahan magnet tersebut tanpa harus mengimpor dari luar negeri.
Produk magnet permanen dengan medan magnet yang tinggi, stabilitas magnetik yang baik, serta memiliki ketahanan yang tinggi terhadap pengaruh demagnetisasi merupakan suatu tantangan. Oleh karena itu disamping kuantitas tentu kualitas juga sangat mempengaruhi. Tentunya kualitas suatu produk magnet permanen sangat ditentukan oleh nilai remanen dan koersivitas yang tinggi
[Azwar M, 2013]. Nilai koersivitas soft-magnetik adalah < 1 kA/m, (< 12,566 Oe), semi hard-magnetic adalah 1-100 kA/m (12,566 – 1256,6 Oe), dan hard-magnetic adalah >100 kA/m (>1256,6 Oe)[Slusarek, B, 2001].
Dewasa ini terdapat tiga bahan magnet komersil, antara lain ferrite, AlNiCo, dan paduan berbasis Samarium-Cobalt. Magnet ferrite memiliki energi produk sebesar 13 MGOe, dan magnet Sm-Co dapat menghasilkan energi produk sebesar 20 MGOe. Meskipun magnet Sm-Co dapat menghasilkan energi produk sebesar 20 MGOe, harganya relatif mahal, sehingga magnet tersebut jarang digunakan dalam skala besar [Deswita, 2007].
Pada penelitian ini, bahan utama yang digunakan adalah mill scale yang diperoleh dari limbah industri baja, berupa serpihan. Terutama industri baja yang memproduksi bahan berupa lebaran. Mill scale telah dipilih menjadi bahan reset karena keberadaannya yang melimpah di alam. Mill scale terbentuk pada
permukaan logam melalui proses pembuatan baja yaitu pada saat penuangan, pemanasan ulang, dan hot rolling [Adams, C.J. 1979]. Mill scale merupakan limbah industri yang kaya akan unsur Fe (72%) [Gaballah, N.M., 2012]. Mill scale merupakan bahan baku yang biasa digunakan dalam pembuatan hard dan
soft magnetik yang dapat diaplikasikan secara luas [Hameed, S, 2015]. Sampai saat ini bahan-bahan oksida besi menjadi salah satu fokus riset yang secara alamiah ditemukan dalam bentuk mineral oksida besi berupa magnetit (Fe3O4), maghemit (γ-Fe2O3) dan hematit (α-Fe2O3) yang terdapat pada mill scale [A. Putnis. 1992]. Telah diteliti bahwa mill scale memiliki unsur penyusun utama, yaitu Fe (besi). Kandungan Fe (besi) di dalam mill scale ditaksir mencapai 94%. Namun penyusun utama ini tidak berdiri sendiri melainkan berbentuk senyawa-senyawa oksida besi yang terdiri dari fasa: hematite (Fe2O3), magnetite (Fe3O4) dan wustite (FeO). Pada aplikasinya, mill scale yang awalnya merupakan material multi fasa yang harus mengalami perlakuan panas yang akan mengubahnya menjadi material fasa tunggal Fe2O3. Banyaknya kandungan oksida besi di dalam limbah ini berpeluang besar untuk menghasilkan magnet permanen. Diharapkan mill scale dapat dijadikan sebagai bahan baku utama untuk pembuatan magnet permanen di Indonesia dengan harganya yang lebih ekonomis.
Karakteristik magnet bergantung pada ukuran butir, mikrostrukturnya dan
proses pabrikasinya. Pada proses pabrikasinya sangat tergantung pada waktu milling, kalsinasi dan sintering, hal ini sangat mempengaruhi karakteristik dari magnet yang dihasilkan. Bahan aditif yang digunakan pada penelitian ini adalah Ferromolybdenum (FeMo) dengan kandungan molybdenum sebesar 60,3%. Molybdenum memiliki densitas yang tinggi dan dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan, mampu las, ketahanan terhadap temperatur tinggi, dan ketahanan terhadap korosi [Wimbledon, W. 1998]. Sehingga diharapkan dapat memperbaiki mikrostruktur magnet yang dihasilkan, mencegah pertumbuhan butir dan meningkatkan sifat fisisnya.
1.2Rumusan Masalah
Bedasarkan latar belakang di atas, maka permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana pengaruh variasi penambahan 1, 3, 5, 7,dan 9 (% berat) FeMo pada bahan mill scale terhadap mikrostruktur, sifat fisis dan magnet yang dihasilkan.
2. Bagaimana pengaruh proses milling dari bahan mill scale dan FeMo terhadap ukuran butir dan true density dari serbuk campuran tersebut. 3. Bagaimana pengaruh suhu kalsinasi dan sintering pada pembuatan bahan
magnetik berbasis mill scale dengan penambahan FeMo terhadap sifat fisis dan magnet yang telah dihasilkan.
1.3Batasan masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah: 1. Bahan yang digunakan adalah mill scale dan FeMo
2. Variasi FeMo yang digunakan adalah: 1, 3, 5, 7 dan 9% (berat)
3. Karakterisasi mill scale dengan penambahan FeMo yang akan dilakukan meliputi:
a. Pengujian setelah milling meliputi: XRD, XRF, true density, dan optical Microscope (OM)
b. Pengujian setelah mixing: OM, true density, VSM c. Pengujian setelah kalsinasi: XRD dan VSM
d. Pengujian setelah sintering, meliputi: XRD, bulk density, Porositas dan VSM
1.4Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui bagaimana proses pembuatan magnet dengan bahan baku mill scale dengan penambahan FeMo (% berat).
2. Untuk mengetahui bagaimana sifat fisis dan magnet dari mill scale dengan penambahan FeMo (% berat).
3. Untuk mengetahui pengaruh kalsinasi dan sintering terhadap sifat fisis dan magnet dari mill scale dengan penambahan FeMo (% berat).
1.5Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Diharapkan dapat mengetahui proses pembuatan magnet dari bahan mill scale dengan penambahan FeMo.
2. Diharapkan dapat memperoleh informasi tentang sifat fisis dan sifat magnet mill scale dengan penambahan FeMo.
3. Diharapkan dapat memberikan kontribusi bagi dunia penelitian di bidang magnet.
1.6Sistematika Penulisan
Penulisan penelitiian ini dibuat sesuai urutan bab serta isinya yang secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB 2 DASAR TEORI
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi pendukung pengambilan data dan analisis.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai tempat penelitian, alat dan bahan yang digunakan serta langkah kerja yang dilakukan dalam penelitian ini.
BAB 4 HASIL PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil penelitian dan pembahasannya.
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Penutup berisi kesimpulan hasil penelitian yang telah dilakukan serta saran-saran yang berkaitan dengan hasil kesimpulan penelitian.
