PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP GELOMBANG
MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT
(BaFe
12-xCu
xO
19)
SKRIPSI
SERI DERMAYU SIREGAR
090801023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP GELOMBANG MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT
(BaFe12-xCuxO19)
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SERI DERMAYU SIREGAR 090801023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
LEMBAR PERSETUJUAN
Judul : PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP GELOMBANG MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12-xCuxO19)
Kategori : SKRIPSI
Nama : SERI DERMAYU SIREGAR
Nomor Induk Mahasiswa : 0980801023
Program Studi :SARJANA (S-1) FISIKA
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Juli 2013
Komisis Pembimbing
Pembimbing II, Pembimbing I,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc NIP. 196607291992032002 NIP. 196506171993031003
Deketahui
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP GELOMBANG MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12-xCuxO19)
SKRIPSI
Saya mengetahui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disenutkan sumbernya.
Medan, Juli 2013
SERI DERMAYU SIREGAR
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Penyayang atas Rahmat, kekuatan dan kemurahan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi penelitian yang berjudul “PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP
GELOMBANG MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT (BaFe12-xCuxO19)”.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu :
1. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah bersedia
meluangkan waktu dan pikirannya untuk membimbing penulis.
2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc selaku dosen pembimbing dua yang telah bersedia
membantu membimbing penulis.
3. Bapak Prof. Perdamean Sebayang, M.Si selaku dosen pembimbing lapangan yang telah
bersedia membantu membimbing penulis.
4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc, selaku ketua
dan seketaris departeman Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam
Universitas Sumatra Utara.
5. Seluruh staf dosen departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara.
6. Ibunda Rawiyah Sitompul dan Ayahanda Kamaruddin Siregar yang telah mendukung
penulis baik doa, semangat maupun materil.
7. Saudara kandungku, terima Kasih atas doa dan semangat yang telah diberikan.
8. Kak Yuspa, Kak Tini, dan Bang Jo yang selalu mempermudah segala urusan di
departemen Fisika
9. Sahabat-sahabatku (Cindi , Desi, Fitri, Hilda, Isma, Salli dan Wini) yang selalu membantu
10.Buat teman-teman asisten LIDA( kak Masthura, kak Mora, bang Ikhsan, bang Hilman, kak
Pepi, adik-adik dan staff serta kepala laboratorium LIDA) terima Kasih banyak karena
memberi motovasi dan penghibur hati ketika waktu-waktu kritis dalam penulisan skripsi.
11.Buat Pegawai LIPI (pak Lukman, pak Boiran, Pak Ahmad, Pak Faqih, pak Deni, pak
Candra, bu Ayu dll), terima kasih karena telah banyak membantu saya dalam pembuatan
sampel.
12.Buat teman-teman peneliti di LIPI (Asri, Aay, Teddy dan bang Nana ), terima kasih karena
sudah memberikan masukan-masukan yang bermanfaat.
13.Buat Ibunda Neneng dan kak Lina, terima kasih banyak karena telah menjadi keluarga
yang baik ketika peniliti melakukan penelitian di LIPI.
14.Buat saudara-saudara UKMI AL-FALAK, terima kasih atas doa dan semangat yang
diberikan.
15.Buat saudara Al-Amili ( Fika Khairani dan Kharismayanti), terima kasih karena telah
menemani hari-hari peneliti.
PENGARUH KOMPOSISI CuO TERHADAP PENYERAP GELOMBANG MIKRO PADA PEMBUATAN MAGNET BARIUM HEKSAFERIT
(BaFe12-xCuxO19)
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan magnet permanen Barium M-Heksaferit yang didoping ion Cu dengan formula BaFe12-x Cux O19, dimana (x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 1, 2, 3 dan 4 % mol). Proses preparasi bahan baku mulai dari pencampuran dan penggilingan Barium Karbonat (BaCO3), Hematit (Fe2O3) dan Tembaga Oksida (CuO) dengan cara wet milling dalam media aquades selama 20 jam. Bahan kemudian dikeringkan pada temperatur 1000C selama 24 jam, dikalsinasi pada temperatur 10000C dengan menggunakan tungku listrik selama 2 jam. Selanjutnya serbuk tersebut digerus hingga 400 mesh (38 µm). Sintering menggunakan tungku listrik Thermolyn temperatur 11000C. Karakterisasi yang diuji meliputi SEM/EDX, Sifat fisis (densitas dan porositas dengan metode Archimedes), sifat magnet dengan menggunakan
permagraph, struktur kristal dengan XRD dan sifat penyerap gelombang mikro dengan VNA. Analisis unsur pada pengujian SEM/EDX menunjukkan bahwa unsur Fe memiliki %wt terbesar (52,61%). Dan pada sampel tersebut terdeteksi adanya unsur Al sebagai pengotor. Dari kurva histerisis dapat diketahui nilai magnet BaFe12-x Cux O19 yang telah dibuat menghasilkan bulk density sekitar 3,8 – 5,2 g/cm3, porositas 1,6 – 10,7 %, kuat magnet 43,36 – 100,42 G, induksi remanen magnetic (Br) 20 – 320 G, koercivitas (HcJ) 1, 07 – 9,22 kOe dan enenrgi produksi (BH)maks 0,05 – 0,92 kGOe. Pengaruh doping ion Cu cenderung meningkatkan nilai densitas, menurunkan porositas, dan meningkatkan sifat magnetnya. Nilai reflection loss optimum adalah -18 dB pada frekuensi 8 GHz.
EFFECT THE COMPOTITION OF THE CuO ABSORBER OF MICROWAVES ON MANUFACTURING BARIUM HEXAFERRITE
(BaFe12-xCuxO19)
ABSTRACT
Permanent magnet of Barium M-Heksaferit doped by Cu ions were synthetized with formula BaFe12-x Cux O19, where (x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 1, 2, 3 and 4% mol). Preparation process of raw materials ranging from mixing and milling Barium Carbonate (BaCO3), Hematite (Fe2O3) and copper oxide (CuO) by wet milling in distilled water medium have done during 20 hours. Material was then dried at a temperature of 1000C for 24 h, calcined at a temperature of 10000C by using electric furnace for 2 hours. The crystallinite size was determined to be 400 mesh (38 µm). Sintering process was carried out by electric furnace Thermolyn at temperature 11000C. Characterization include SEM / EDX, physical properties (density and porosity by Archimedes method), using permagraph magnetic properties, crystal structure by XRD and microwave absorbing properties of the VNA. Elemental analysis on testing SEM / EDX showed that Fe element has the greatest wt% (52.61%). And on the sample detected the element Al as an impurity. The hysteresis curve can be seen the value of magnetic BaFe12-x Cux O19 who have made bulk density produces approximately 3.8 to 5.2 g/cm3, porosity of 1.6 to 10.7%, a strong magnet from 43.36 to 100.42 G , remanent magnetic induction (Br) 20-320 G, koercivitas (HcJ) 1, 07 to 9.22 kOe and enenrgi production (BH) max from 0.05 to 0.92 kGOe. Effect of Cu doping tends to increase the value of density, lower porosity, and improve the magnetic properties. The optimum value of reflection loss is -18 dB at a frequency of 8 GHz.
DAFTAR ISI
2.4. Karakterisasi Material Magnet Permanen Barium Heksaferit …… 14
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kurva histerisis magnet lunak (soft magnetic)………10
Gambar 2.2 Kurva histerisis magnet keras (hard magnetic)………11
Gambar 2.3 Penampang tabung rongen sinar-X………...17
Gambar 2.4 Spektrum dari atom target anoda Cu tabung sinar-X………17
Gambar 2.5 Skema geometri difraktometer………..18
Gambar 2.6 Transmisi (T) dan refleksi (ᴦ)………19
Gambar 4.1 Kurva DTA dari BaFe(12-x)Cu(x)O19………31
Gambar 4.2 Hasil XRD magnet barium heksaferit yang disubstitusi dengan bahan tembaga oksida(CuO)………32
Gambar 4.3 Morfologi BaFe(12-x)Cu(x)O19………..33
Gambar 4.4 Komposisi unsur pada BaFe(12-x)Cu(x)O19 dengan SEM/EDX………34
Gambar 4.5 Hubungan antara densitas sebelum dan setelah disinter terhadap komposisi Cu(dalam %mol)………...36
Gambar 4.6 Hubungan antara porositas terhadap komposisi Cu, x=0,1 – 0,6 (dalam %mol)…38 Gambar 4.7 Hubungan antara porositas terhadap komposisi Cu, x=1 – 4 (dalam %mol)……..38
Gambar 4.8 Hasil permagraph dari magnet BaFe(12-x)Cu(x)O19 (a) x=0,2 (b) x=0,3…………...39
Gambar 4.9 Hubungan antar kuat medan magnet dan remanensi Br terhadap komposisi Cu (dalam %mol)……….40
Gambar 4.10 Hubungan antar energy produk maksimum (BHmax) dan koersivitas terhadap komposisi Cu (dalam %mol)………....41
DAFTAR TABEL
Halaman
Gambar 4.1 Persen massa komposisi unsur………34
Gambar 4.2 Nilai densitas dari magnet BaFe(12-x)Cu(x)O19 sebelum dan sesudah
disinter……….…35
