Efek Milling Time Terhadap Sifat Fisis dan Mikrostruktur Dari Serbuk BaFe12O19 Dengan Al2O3 Sebagai Aditif

(1)

EFEK

MILLING TIME

TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MIKROSTRUKTUR DARI SERBUK BaFe

12

O

19

DENGAN Al

2

O

3

SEBAGAI ADITIF

SKRIPSI

WIDYA SUSANTI

110801047

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

EFEK

MILLING TIME

TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MIKROSTRUKTUR DARI SERBUK BaFe

12

O

19

DENGAN Al

2

O

3

SEBAGAI ADITIF

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

WIDYA SUSANTI

110801047

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Efek Milling Time Terhadap Sifat Fisis Dan

Mikrostruktur Dari Serbuk BaFe12O19 Dengan

Al2O3 Sebagai Aditif

Kategori : Skripsi

Nama : Widya Susanti

Nomor Induk Mahasiswa : 110801047

Program studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, 10 Juli 2015

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing,

Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang Drs. Aditia Warman,M.Si

(4)

PERNYATAAN

EFEK MILLING TIME TERHADAP SIFAT FISIS DAN

MIKROSTRUKTUR DARI SERBUK BaFe12O19 DENGAN Al2O3 SEBAGAI

ADITIF

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2015

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Yesus Kristus atas berkat dan kasih setianya yang selalu menyertai dan memberi kemudahan sehingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini.

Tugas akhir ini merupakan salah satu proses untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan tersebut diatas saya

mengerjakan tugas akhir dengan judul : “EFEK MILLING TIME TERHADAP

SIFAT FISIS DAN MIKROSTRUKTUR DARI SERBUK BaFe12O19

DENGAN Al2O3 SEBAGAI ADITIF”, yang dilaksanakan di laboratorium

Magnet P2F LIPI Serpong Tangerang Selatan sesuai dengan waktu yang ditetapkan.

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 selaku Ketua Departemen Fisika, dan

Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, Kak Tini, Bang Jo dan Kak Yuspa selaku staf Departemen Fisika, seluruh dosen, staf dan pegawai Departemen Fisika FMIPA USU yang telah membantu dan membimbing dalam menimba ilmu dan menyelesaikan skripsi ini.

3. Bapak Drs. Aditia warman, M.Si, selaku Dosen Pembimbing dan

kepala laboratorium Fisika Gelombang, Bapak, Prof. Dr. Masno Ginting M.Sc dan Bapak Prof. Drs. Pardamean Sebayang M.Sc, selaku dosen pembimbing di LIPI yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan dalam melaksanakan penelitian hingga penyelesaian penulisan skripsi ini

4. Keluarga Besar P2F LIPI: Bapak Dr.Bambang Widyatmoko, M.Eng,

selaku kepala Laboratorium Pusat Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong. Ibu Ani,Ibu Ester, Bapak Mulyadi,Bapak Lukman Faris, Bapak Boiran, Bapak satpam dan seluruh staff LIPI yang telah membantu selama melakukan penelitian di P2F LIPI.

5. Yang terkhusus Ayahanda Tercinta Simon Sitanggang dan Ibunda

Tersayang Nurhayati Simangungsong, Adik-adikku Orlando Steven Sitangggang, Agnes Febiola Sitangggang, Don Lee Sitangggang dan Eman Juliskar Harefa terima kasih buat motivasi, kasih sayang, perhatian dan juga menjadi semangat saya dalam menyelesaikan penelitian ini

6. Semua keluarga besar Sitangang dan Simangunsong yang dengan tulus

(6)

7. Satu team magnet : Lilis, Trisno, Nengsi, Tabita,Inten dan teman – teman seperjuangan di LIPI : Henni, Wahyu, Desi, William, Nova, Parasian, Hendra Damos, Intan, Trimala, Elma, Wirya, Leni

8. Kepada teman-teman stambuk FISIKA 2011, juga seluruh anggota

PHYSICS PROLIX, David H, Jansius,Russel, Fahmi, Fitri, Hendri, Rinto, Jefri, Jerri, Ancela, Rusti, Putri, Diana, Ita, Fauzi, Iwan, Ingot, Ilham, Dosni, Stefen, Hendra Panggabean, Juli, Rahel, Pesta, Sri Handika, dkk yang telah memberikan partisipasi,semangat dan dukungan untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. Semoga kita semua sukses. Amin

9. Untuk seluruh adik-adikku di Fisika USU angkatan 2012, 2013, 2014 dan

teman-teman di FMIPA USU.

10.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, Juli 2015

(7)

ADITIF

ABSTRAK

Pembuatan magnet permanen BaFe12O19 dilakukan dengan mencampurkan

serbuk Al2O3 yang bersifat insulator dalam bentuk kristalnya yang disebut

korondum, memiliki nilai densitas 3,96 gr/cm3, titik leleh 2050 oC dan kekerasan

1500-1800 kgf/mm2 sebagai doping, dengan komposisi 93:3 % Wt untuk

mendapatkan magnet yang kuat. Dilakukan mixing dan milling menggunakan

Planetary Ball Mill (PBM), pencampuran dilakukan menggunakan metode dry mixing dan milling, campuran dimixing dan dimilling dengan variabel waktu 12

(gr/cm3) pada waktu milling 48 jam, dan peningkatan true Density diperoleh pada

waktu milling 24-36 jam sebesar 0,09 %.Mikrostruktur dilihat menggunakan

XRD, BaFe12O19 dan Al2O3 ditemukan beberapa puncak tertinggi. Setelah milling

24 dan 48 jam puncak yang ditemukan hanya puncak BaFe12O19 .

Kata Kunci : BaFe12O19 , Al2O3, Planetary Ball Mill (PBM), Sifat Fisis,

(8)

ADITIF

ABSTRACT

Manufacture of permanent magnet made by mixing powder BaFe12O19 amorphous

Al2O3, which is an insulator in the form of crystal called korondum , having

density values of 3.96 g / cm3 , a melting point of 2050 0C and hardnes from

1500 to 1800 kgf / mm2 as doping, with a composition of 93: 3% Wt to get a

strong magnet. Do mixing and milling using Planetary Ball Mill (PBM), the mixing is done using the dry method of mixing and milling, the mixture dimixing and dimilling with variable time of 12 hours, 24 hours, 36 hours and 48 hours with a speed of 15 rpm of PBM rad / min.

From the data obtained a PSA some variation of the smallest particle size of 9.71 microns with a milling time of 48 hours. The physical properties are true density test, with the highest value obtained true density of 4.383 (g / cm3) at 48 hours milling time, and a true increase in density obtained in 24-36 hours milling

(9)

DAFTAR ISI

2.7.2.1 Mekanisme Milling menggunakan Ball Mill 17

2.8 Karakterisasi Material Magnet 19

(10)

3.2.2 Alat 22

3.3 Variabel Eksperimen 23

3.4.1 Variabel Penelitian 23

3.4.2 Variabel Pengujian Sampel 23

3.3 Diagram Alir Penelitian 24

3.5 Prosedur Penelitian 25

3.5.1 Proses Penimbangan Serbuk 25

3.5.2 Proses Penggilingan Serbuk Menggunakan

Planetary Ball Mill 25

3.5.3 Pengukuran Diameter Partikel Serbuk 25

3.5.4 Pengukuran Densitas Serbuk 26

3.5.5 Pengujian X-Ray Difraction 26

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1 Karakterisasi Hasil Penelitian 27

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sifat-Sifat Fisis Alumina Al2O3 8

Tabel 2.2 Sifat-Sifat Keramik Alumina Al2O3 10

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran PSA serbuk BaFe12O19 dan Al2O3

dengan variasi waktu Milling 29

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Densitas serbuk 97% BaFe12O19

(12)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur kristal BaO.6Fe2O3 7

Gambar 2.2 Struktur kristal mineral korondum alumina 9

Gambar 2.3 Pergerakan Bola dan serbuk dalam vial 15

Gambar 2.4 Material dan bola penghancur didalam vial 16

Gambar 2.5 Proses tumbukan bola-bola di media milling 17

Gambar 2.6 Skematik benturan antara ball mill dan partikel 18

Gambar 2.7 Skematis gaya tekan pada partikel-partikel yang terperangkap diantaranya menyebabkan partikel

teraglomerasi 19

Gambar 2.8 Difraksi Bidang Atom 21

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian 22

Gambar 4.1 Grafik Partikel Size Analizer (PSA) BaFe12O19 27

Gambar 4.2 Grafik Partikel Size Analizer (PSA) Al2O3 28

Gambar 4.3 Hubungan antara waktu millling terhadap mean

diameter Campuran BaFe12O19 dan Al2O3 pada

komposisi 3%berat Al2O3 30

Gambar 4.4 Hubungan waktu milling terhadap True Densitas

campuran 97%wt BaFe12O19 dengan aditif 3%wt

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Gambar Dan Alat Penelitian 40

Lampiran 2 Densitas Dari Serbuk 43

Lampiran 3 X R D 45