EFEK
HOLDING TIME HEAT TREATMENT
TERHADAP
SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR, DAN SIFAT MAGNET
PADA PEMBUATAN
BONDED MAGNET
Pr-Fe-B
SKRIPSI
RUTH MENTARI HUTAHAEAN
100801006
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2
EFEK
HOLDING TIME HEAT TREATMENT
TERHADAP
SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR, DAN SIFAT MAGNET
PADA PEMBUATAN
BONDED MAGNET
Pr-Fe-B
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat
mencapai gelar Sarjana Sains
RUTH MENTARI HUTAHAEAN
100801006
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Efek Holding Time Heat Treatment Terhadap Sifat Fisis, Mikrostruktur, Dan Sifat Magnet Pada Pembuatan Bonded Magnet Pr-Fe-B
Kategori : Skripsi
Nama : Ruth Mentari Hutahaean
Nomor Induk Mahasiswa : 100801006
Program studi : Sarjana (S1) Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Agustus 2014
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua, Pembimbing,
PERNYATAAN
EFEK HOLDING TIME HEAT TREATMENT TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR, DAN SIFAT MAGNET PADA PEMBUATAN
BONDED MAGNET Pr-Fe-B
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2014
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena BerkatNya yang luar biasa, sehingga penulis dapat menyelesaikan studi selama perkuliahan dan dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan judul : “EFEK HOLDING TIME HEAT TREATMENT TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR, DAN SIFAT MAGNET PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET Pr-Fe-B”. Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi program sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penulis menyadari bahwa selama proses sampai 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. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc. sebagai Dekan, dan Pembantu Dekan Fisika FMIPA USU .
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang sebagai Ketua Jurusan, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Si sebagai Sekretaris Jurusan FMIPA USU dan seluruh bapak/Ibu Staff Pengajar Fisika USU serta para pengawai administrasi.
3. Bapak Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si. dan Bapak Ir. Muljadi, M.Si. sebagai dosen pembimbing penulis serta kepada Prof. Pardamean Sebayang, Bapak Prof. Masno ginting , Bapak Dr. Toto Sudiro, Bapak Candra Kurniawan,S.Si, Ibu Ayu Yuswita Sari, S.Si. Bapak Didik. 4. Bapak Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng selaku Kepala Pusat
Penelitian Fisika –LIPI yang telah memberikan izin untuk melakukan penelitian hingga terselesaikannya penulisan skripsi ini.
6. hidupnya selalu membimbing, menyayangi, dan mendoakan penulis. Kakak, abang dan adik : Renita Angelia Hutahaean, Maria Florence Hutahean, Andreas Euson Hutahaean, Wilson Rubensius Hutahaean serta keluarga besar Hutahaean dan Napitupulu .
7. Keluarga Besar P2F LIPI: Ibu Ani, Bapak Lukman Faris, Bapak Boiran, Bapak Amat, Bapak satpam dan seluruh staff LIPI yang telah memberikan pelayanan dan bantuan yang luar biasa kepada penulis selama melakukan penelitian di P2F LIPI.
8. Untuk yang terkasih Frans Sanjaya Panjaitan dan TTLAS “Theresya Simanjuntak, Lya Oktavia Simanjuntak, Ataran Hadiman Marpaung, Samuel Hutahuruk”. Teman-teman seperjuangan selama penelitian di P2F LIPI Citra, Eka, Usi, Dahniar, Ray, Aini, Juliana, Lasmini, Riady serta seluruh teman-teman stambuk 2010 dan abg/kakak 2007, 2008, 2009 yang telah banyak membantu penulis dalam melakukan penelitian dan menyelesaikan penyusunan skripsi ini.
9. Untuk seluruh adik-adik di Fisika USU angkatan 2011,2012,2013 dan teman-teman di FMIPA USU.
10.Dan kepada kakak senior seperjuangan di LIPI Delovita Ginting, M.Si, dan kakak Yollan Allan Sembiring, M.Si yang telah banyak membantu penulis dan teman-teman dalam melaksanakan penelitian dan penyusunan skripsi.
11.Dan kepada mereka yang tidak disebutkan namanya yang telah mendukung penulis, saya ucapkan terima kasih.
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.
Medan, Agustus 2014
EFEK HOLDING TIME HEAT TREATMENT TERHADAP SIFAT FISIS, MIKROSTRUKTUR DAN SIFAT MAGNET PADA PEMBUATAN
BONDED MAGNET PrFeB
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan magnet bonded PrFeB dengan variasi temperatur curing vakum dan udara sebesar 100,150, 180, 200 0 C , t konstan = 1 jam dan selanjutnya dilakukan variasi waktu penahanan sebesar 30 menit,1jam, 2jam, dan 4jam, T konstan = 1000 C. Serbuk hasil heat treatment dicetak berbentuk pellet (d=0,9 cm) dengan cara dry press menggunakan hand press bertekanan 30.000 kPa. Karakterisasi : Sifat fisis yaitu densitas (Prinsip Archimedes) dan Sifat magnet( diukur dengan gaussmeter) untuk mendapatkan suhu curing optimum. Berdasarkan data ,didapat suhu optimum yaitu pada suhu 1000 C. Kemudian dilakukan pengeringan (curing) dalam keadaan vakum dan udara dengan variasi waktu penahanan curing yaitu 30 menit,1 jam, 2 jam, dan 4 jam dengan suhu konstan 1000 C. Dari hasil penelitian bahwa bonded magnet PrFeB yang memiliki kerapatan fluks magnetik tertinggi adalah bonded magnet yang dicuring udara pada suhu 1000 C dan waktu penahanan 30 menit, yaitu 2527.0 gauss dengan nilai Densitas = 5.9 g/cm3
THE EFFECT OFHOLDING TIME HEAT TREATMENT TO THE PHYSICAL PROPERTIES, AND PROPERTIES OF MAGNET IN THE
MAKING OF BONDED MAGNETS PrFeB
ABSTRACT
This study made the manufacture of bonded magnets PrFeB with curing of vacuum temperature variation and air at 100, 150, 180, 2000 C, a constant t = 1 hour and then performed a variation detention time of 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 4 hours, constant T = 1000 C. Result of heat treatment powders printed form pellets (d = 0.9 cm) by means of dry press using a hand press 30.000kPa pressure. Characterization: Physical properties namely density (Archimedes Principle) and magnetic properties (measured by Gaussmeter) to obtain the temperature of the optimum curing. Based on the data, the optimum temperature is obtained at a temperature of 1000 C. Then do the drying (curing) in a vacuum and air with variations detention of curing such as : 30 minutes, 1 hour, 2 hours, and 4 hours with a constant temperature of 1000 C. From the research that bonded magnets PrFeB which has the highest magnetic field strength is bonded magnet that was air curing at a temperature of 1000 C and holding time 30 minutes, such as : the value of 2527.0 gauss Density = 5.9 g/cm3.
2.4.3 Bahan Ferromagnetik 8
2.4.4 Bahan Antiferromagnetik 8
2.4.5 Bahan Ferrimagnetik 9
2.12 Teknik Pembuatan Magnet 13
2.13 Magnet Komposit 14
2.14 Jenis Bahan 15
2.14.1 Bahan Logam 15
2.14.2 Bahan Polimer 15
2.15 Resin Epoksi 16
2.16 Pengaruh Temperatur Terhadap Magnet Permanen 17
2.17 Karakterisasi 17
2.17.1 Sifat Fisis 17
2.17.1.1Densitas 17
2.17.2 Analisis Mikrostruktur 18
2.17.2.1SEM ( Scanning Electron Microscope) 18
2.17.3 Sifat Magnet 21
2.17.3.1VSM(Vibrating Sample Magnetometer) 21
Bab 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian 23
3.2. Bahan dan Peralatan Penelitian 23
3.2.1 Bahan 23
3.2.2 Peralatan Penelitian 23
3.4. Pembuatan Sampel Uji 26
4.1 Karakterisasi Hasil Penelitian 30
4.1.1 Sifat Fisis 30
4.1.1.1 Densitas 30
4.1.2 Sifat Magnet 33
4.1.2.1 Hasil Pengukuran Kerapatan 33 Fluks Magnet ( Fluks Density )
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat Fisis Magnet PrFeB 13
Tabel 4.1 Perbandingan nilai Bulk density Curing 30 Vakum dan Udara terhadap variasi temperatur
Tabel 4.2 Perbandingan nilai Bulk density Curing 32 Vakum dengan Curing Udara terhadap variasi
waktu penahanan
Tabel 4.3 Kerapatan Fluks Magnet PrFeB Curing 33 Vakum dan Udara terhadap variasi temperature curing
Tabel 4.4 Kerapatan Fluks Magnet PrFeB Curing Vakum 35 dan Udara terhadap variasi waktu penahanan
DAFTAR GAMBAR
(kiri) dan bahan magnet isotropik (kanan) Gambar 2.8 Komponen vibrating sampel magnetometer (VSM) 21
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Pembuatan 25
Magnet Bonded PrFeB Gambar 4.1 Grafik Hubungan Variasi Temperatur Curing 31
Terhadap Nilai Bulk Densitas Pada Curing Vakum dan Udara , t konstan = 1 jam Gambar 4.2 Grafik Hubungan Variasi waktu penahanan 32
Curing Terhadap Nilai Bulk Densitas Pada Curing Vakum dan Udara , T konstan = 1000 C Gambar 4.3 Grafik Hubungan Variasi Temperatur Curing 34
Gambar 4.4 Grafik Hubungan Variasi Waktu Penahanan Curing 35 Terhadap Nilai Densitas Fluks Magnet Pada
Curing Vakum dan Udara dengan T = 100 0 C
Gambar 4.5 Foto morfologi sampel magnet bonded PrFeB dengan 36 perbesaran 100 x dimana waktu penahanan (a) Udara 30 menit, (b) Udara 30 menit yang dianalisis dengan software image J
Gambar 4.6 Foto morfologi sampel magnet bonded PrFeB dengan 37 perbesaran 100 x dimana waktu penahanan (a) Udara 4 jam, (b) Udara 4 jam yang dianalisis dengan software image J
Gambar 4.7 Foto morfologi sampel magnet bonded PrFeB dengan 37 perbesaran 100 x dimana waktu penahanan (a) Vakum 30 menit, (b) Vakum 30 menit yang dianalisis dengan software image J Gambar 4.8 Foto morfologi sampel magnet bonded PrFeB dengan 38
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Gambar Alat-Alat dan Bahan Penelitian
Lampiran 2 Hasil Pengujian Vibrating Sample Magnetometer Serbuk PrFeB
