PENGARUH KOMPOSISI BAKELIT DAN RESIN EPOKSI PADA
PEMBUATAN
BONDED MAGNET
PERMANEN Pr-Fe-B
SKRIPSI
TIAN HAVWINI
090801019
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH KOMPOSISI BAKELIT DAN RESIN EPOKSI PADA
PEMBUATAN
BONDED MAGNET
PERMANEN Pr-Fe-B
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
TIAN HAVWINI
090801019
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Komposisi Bakelit Dan Resin Epoksi Pada Pembuatan Bonded Magnet Permanen Pr-Fe-B
Kategori : Skripsi Nama : Tian Havwini Nomor Induk Mahasiswa : 090801019
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Agustus 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2, Pembimbing 1,
Ir. Muljadi, M.Si. Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc.
NIP. 195711161983121002 NIP. 196505171993031009
Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PENGARUH KOMPOSISI BAKELIT DAN RESIN EPOKSI PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN 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 2013
PENGHARGAAN
“Dan telah Kami turunkan besi yang padanya terdapat kekuatan yang hebat dan berbagai manfaat bagi manusia.” (Al Hadid : 25)
“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang-orang berakal, (yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri atau duduk atau dalam keadaan berbaring dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi
(seraya berkata):“ Ya Tuhan kami, tiadalah Engkau menciptakan ini dengan sia-sia, ...” (Ali Imran : 190-191)
Alhamdulillah, pujian tertinggi dilafazkan dalam ungkapan syukur tak terkira, kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam, Yang telah menurunkan AlQur’an sebagai petunjuk dan sumber ilmu pengetahuan bagi orang-orang yang berpikir. Salam teruntuk Baginda Rasulullah SAW, sang teladan terbaik, pemimpin yang cerdas dan menginspirasi ummat dalam mengembangkan potensi agar tercapai kemaslahatan melalui ilmu pengetahuan.
Karya sederhana ini dapat diwujudkan tersebab dukungan dan fasilitas dari berbagai pihak, yang karenanya penulis ingin menyampaikan ungkapan terima kasih kepada:
1. Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku Sekertaris Departemen Fisika Universitas Sumatera Utara, dan seluruh staf pengajar beserta pegawai administrasi di Departemen Fisika yang telah memberikan fasilitas kepada penulis selama perkuliahan.
2. Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak memberikan masukan, arahan, dan membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
3. Ir. Muljadi, M.Si. selaku dosen pembimbing II di Pusat Penelitian Fisika LIPI, yang telah begitu banyak membantu penulis menghadapi berbagai hambatan selama penelitian. Tak lupa juga kepada Prof. Masbah Siregar, Prof. Perdamean Sebayang, M.Si., dan staf, Pak Candra, Bu Ayu, Pak Anggit, Pak Lukman, Pak Deni, Pak Boiran dan seluruh teknisi serta pegawai yang telah banyak membantu penulis.
5. Keluarga besar UKMI Al Falak yang memberi kesempatan kepada penulis untuk menjadi keluarga, untuk bersinergi dalam dakwah.
6. Keluarga baru di Serpong, Bu Neneng, Kak Ina, Bang Hikma, Bu Yuni dan Bang Nana. Terima kasih untuk semua dukungan.
7. Sahabat-sahabat; Intan Zahara, Wiwiet Gesty Utami, Yuli Annisa, Astri Indah Utari, Kak Aulia Prasiwi dan Elya Kali Pratiwi, terima kasih untuk doa dan semangatnya.
8. Saudara-saudara lintas stambuk di program studi Fisika S-1, khususnya adik-adik stambuk 2012; Eva, Devi, Gias, Fatimah, Indah, Dina dan Mona. Terima kasih untuk doa dan dukungan.
9. Orang-orang luar biasa; Cindy Al Kindi, Seri Dermayu Siregar, Sally Irvina Ritonga, Desy Hervina Sari, Fitri Hidayati Sinaga, Hilda Ayu Marlina dan Kharismayanti, terima kasih untuk dukungan dan semangatnya, untuk doa dan tegurannya, untuk terus bersama dalam lelahnya perjuangan dan untuk terus menjadi keluarga bagi diri yang banyak kekurangan ini. Juga kepada Kak Citra Suastika Karina, terima kasih untuk nasehat, doa dan semangatnya.
Terakhir, ungkapan terima kasih yang tak berbilang kepada orang-orang tercinta, Ayahanda Sopian, Ibunda Rosita Melati, Kakanda Tian Havwina dan Adinda Indah Mukthadila, untuk segala doa, pengorbanan, kasih sayang, perhatian, dukungan, kepercayaan, serta kesempatan yang telah dan terus akan diberikan, karya sederhana ini Aku persembahkan untuk kalian.
Tersebab sadar akan keterbatasan diri, masukan dan pengembangan lanjutan akan hasil penelitian ini diharapkan hadir sebagai proses perkembangan ilmu pengetahuan. Harapan sederhana, semoga teriring manfaat dalam tulisan ini.
PENGARUH KOMPOSISI BAKELIT DAN RESIN EPOKSI PADA PEMBUATAN BONDED MAGNET PERMANEN Pr-Fe-B
ABSTRAK
Magnet bonded merupakan magnet komposit yang dibuat dari serbuk magnet dan dicampur dengan bahan perekat (binder) yang bersifat non-magnet. Proses pembuatan magnet permanen bonded Pr-Fe-B dengan matriks bakelit dan resin epoksi dilakukan dengan mencampurkan serbuk magnet Praseodymium Iron Boron (Pr-Fe-B) komersil tipe MQP 16-7 dengan masing-masing perekat menggunakan mortar. Komposisi serbuk Pr-Fe-B sebesar 92, 94, 96 dan 98 % berat dari massa total sampel 8 gram. Campuran ini kemudian dicetak dengan metode dry compression moulding dengan tekanan sampel 5 ton dan dikeringkan pada temperatur 150ºC selama 2 jam untuk bakelit dan temperatur ruang selama 24 jam untuk resin epoksi. Karakterisasi sifat magnet dilakukan dengan pengukuran kuat medan mengggunakan Gaussmeter dan kurva histerisis menggunakan Permagraph. Densitas diukur dengan metode pengukuran dimensi, kuat tekan diukur menggunakan Universal Testing Machine, kekerasan diukur dengan metode Brinell dan struktur mikro diamati menggunakan SEM-EDX. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan perekat baik bakelit maupun epoksi resin meningkatkan kekerasan dan kuat tekan secara kualitatif namun menurunkan densitas dan sifat magnet. Sifat magnet terbaik pada komposisi berat serbuk Pr-Fe-B 98 % berat, dengan perekat bakelit menghasilkan nilai kuat medan = 1186 gauss, Br = 6.63 kG, HcJ = 6.962 kOe, BHmax = 7.98 MGOe, kekerasan = 42.2 BHN dan kuat tekan = 101.4 MPa, sedangkan dengan perekat resin epoksi menghasilkan nilai kuat medan = 1110 gauss, Br = 5,50 kG, HcJ = 5,868 kOe, BHmax = 4,92 MGOe, kekerasan = 24,4 BHN dan kuat tekan = 63,3 MPa.
INFLUENCE OF BAKELITE AND EPOXY RESIN COMPOSITIONS IN MANUFACTURING OF PERMANENT BONDED MAGNET Pr-Fe-B
ABSTRACT
Bonded magnet is composite magnet material made by mixing magnetic powder with non-magnetic binder. Bonded permanent magnet Pr-Fe-B with bakelite and epoxy resin matrix made manually by mixing powder of Praseodymium Iron Boron (Pr-Fe-B) commercial MQP type 16-7 with each binder by using mortar. The composition of Pr-Fe-B powder was varied at 92, 94, 96 and 98 weight% respectively from each 8 gram total mass. Then this mixture pressed with dry compression moulding method with sampel pressure 5 ton and dried at 150ºC for 2 hours for bakelite and room temperature for 24 hours for epoxy resin. Magnetic properties were characterized by measuring flux density using Gaussmeter and hysteresis kurva using Permagraph. While compressive strength was characterized using Universal Testing Machine and hardness was characterized using Brinell hardness method. The results show that increasing portion of binder, Bakelite and epoxy resin, increase hardness and compressive strength qualitatively but decrease density and magnetic properties. The best magnetic properties value obtained for the 98 weight% composition of Pr-Fe-B and the value of flux density = 1186 gauss, Br = 6.63 kG, HcJ = 6.962 kOe, BHmax = 7.98 MGOe, hardness = 42.2 BHN and compressive strength = 101.4 MPa for Bakelite binder. While for eposy resin binder obtained the value of flux denisty = 1110 gauss, Br = 5,50 kG, HcJ = 5,868 kOe, BHmax = 4,92 MGOe, hardness = 24,4 BHN and compressive strength = 63,3 MPa.
3.4.1. Densitas 22
3.4.2. Struktur Mikro 23
3.4.3. Kekerasan 23
3.4.4. Kuat Tekan 24
3.4.5. Sifat Magnet 24
BAB 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Sifat Fisis 25
4.1.1. Densitas 25
4.1.2. Kekerasan 27
4.1.3. Kuat Tekan 29
4.1.4. Struktur Mikro 30
4.2. Sifat Magnet 34
4.2.1. Kuat Medan 34
4.2.2. Kurva Histerisis 35
BAB 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 38
5.2. Saran 39
Daftar Pustaka 40
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1. Perbandingan sifat magnetik beberapa magnet permanen 9
2.2. Sifat beberapa magnet keras 14
4.1 Data hasil pengukuran densitas 25
4.2 Data hasil pengukuran kekerasan 27
4.3 Data hasil pengukuran kuat tekan 29
4.4 Data hasil pengukuran kuat medan magnet 34
DAFTAR GAMBAR
Nomor Gambar Judul Halaman
2.1. Kurva histerisis material magnet 13 2.2. Penentuan nilai (BH)max dari kuadran ke-II kurva histerisis 15 3.1. Tahapan penelitian pembuatan dan karakterisasi bonded
magnet permanen Pr-Fe-B 22
4.1. Pengaruh komposisi perekat terhadap densitas bonded
magnet Pr-Fe-B 27
4.2. Pengaruh komposisi perekat terhadap kekerasan bonded
magnet Pr-Fe-B 29 4.3. Pengaruh komposisi perekat terhadap kuat tekan bonded
magnet Pr-Fe-B 30
4.4. Permukaan sampel bonded magnet Pr-Fe-B dengan perekat
bakelit dan resin epoksi pada perbesaran 4000 X 31 4.5. Komposisi penyusun sampel bonded magnet Pr-Fe-B dengan
perekat 33
4.6. Pengaruh komposisi perekat terhadap kuat medan bonded
magnet Pr-Fe-B 35
