BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan akan bahan magnet meningkat dengan pesat dalam beberapa dekade belakangan ini. Perkembangan yang dramatis di bidang magnet ini terjadi sejak ditemukannya bahan magnet permanen berbasis logam tanah jarang (rare earth
permanent magnets) seperti NdFeB, RECo, dan REFeB. Saat ini bahan magnet permanen digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau sebaliknya. Tiga sifat penting yang menggambarkan kinerja magnet permanen adalah induksi magnetik remanensi (Br), koersivitas (Hc) dan produk energi maksimum (BHmax) (Yulianti, 2005).
Bahan magnetik logam tanah jarang RE-TM-B (RE = Rare Earth; TM = Transition Metals B = boron) telah menambah dimensi baru dalam dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi terutama pada bidang magnet permanen. Fasa magnetik dari bahan magnetik logam tanah jarang yang masih menjadi perhatian serius oleh kalangan peneliti sampai dewasa ini adalah Nd2Fe14B, tidak saja dikarenakan fasamagnetik ini memiliki sifat intrinsik yang berpotensi menjadi magnet permanen dengan maximum energy product, (BH)max yang tinggi tetapi juga dikarenakan lebih dari 80 % fasa magnetik ini dibangun dari atom Fe yang ketersediaan materialnya di bumi melimpah dan dapat diperoleh dengan mudah dan harga yang murah. Fasa magnetik Nd2Fe14B dengan demikian menjadi sangat prospektip baik dari aspek ilmiahnya maupun aspek pengembangan industri. Dibandingkan dengan fasa-fasa magnetik yang telah dikembangkan sebelumnya seperti Ferit, Alnico, Sm-Co dan lainnya fasa magnetik Nd2Fe14B memiliki magnetisasi total tertinggi yaitu ~ 1,6 T dan juga medan anisotropi HA relatif besar ~ 6800 kA/m meskipun dengan suhu Curie
2
maksimum (BH)max yaitu energi yang menunjukkan besarnya densitas energi magnet yang terkandung pada magnet. Tingginya nilai (BH)max, juga berarti efisiensi penggunaan volume material magnet yang tidak memerlukan ukuran yang besar sehingga sepadan dengan kecenderungan teknologi modern dimana miniaturisasi menjadi prioritas (M. Sagawa, 1984).
Magnet NdFeB adalah material magnet permanen generasi ketiga yang terbuat dari tanah jarang yang memiliki energi produk yang besar, sudah menjadi bagian yang penting dalam kehidupan sehari-hari manusia. Magnet NdFeB ini banyak diaplikasikan pada berbagai peralatan seperti motor listrik, speaker, CD player, oven microwave. Aplikasi lain dari komponen magnet juga banyak dijumpai pada peralatan intrumentasi, peralatan produksi dan pada laboratorium penelitian. Akan tetapi kontribusi magnet sering diabaikan karena komponen ini sudah tertanam di dalam suatu perangkat dan tidak terlihat. Pada kenyataannya kebutuhan akan komponen ini menjadi sangat beragam tergantung kepada
kegunaan dan fungsi suatu perangkat. Secara umum, kebutuhan akan komponen magnet dibedakan berdasarkan bentuk, dimensi dan kuat medannya. NdFeB
dikenal sebagai magnet tanah jarang karena komposisi materialnya tersusun dari unsur-unsur tanah jarang. NdFeB memiliki sifat korosif dan energi produk yang maksimum (Wanzhong, 2011).
Proses fabrikasi magnet permanen yang telah digunakan pada skala industri antara lain adalah proses konvensional metalurgi serbuk (Powder Metallurgy) untuk magnet keramik ferit, Sm-Co, Nd-Fe-B dan proses penuangan (casting) untuk Alnico dan baja, meskipun masih terdapat beberapa proses alternatif yang digunakan dalam skala laboratorium untuk tujuan penelitian. Sejak tahun 1984, proses fabrikasi magnet permanen logam tanah jarang disamping menggunakan proses konvensional, juga telah diterapkan proses pendinginan cepat atau rapid solidi fication yang memiliki kelebihan antara lain dapat menghasilkan mikrostruktur material dengan skala nanometer (Erfan Handoko, 2005).
3
Pengembangan teknologi bonded, mengeksplorasi kemungkinan aplikasi dari berbagai tipe variasi dari serbuk magnet dan matriks polimer, menguji pengaruh polimer tersebut, misalnya pengaruh terhadap parameter proses, untuk mencapai kapasitas mekanik dan magnetik yang optimal adalah focus penelitian tentang bonded magnet beberapa tahun terakhir (Trosic, 2011)
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, penulis merumuskan beberapa permasalahan yang dibahas disini diantaranya :
1. Bagaimana cara pembuatan bonded magnet NdFeB dengan menggunakan perekat Polyvinyl Butyral (PVB).
2. Bagaimana pengaruh komposisi Polyvinyl Butyral (PVB) terhadap sifat fisis dan mikrostruktur pada pembuatan bonded magnet NdFeB. 3. Bagaimana pengaruh komposisi Polyvinyl Butyral (PVB) terhadap
sifat magnet pada pembuatan bonded magnet NdFeB.
1.3 Batasan Masalah
Adapun yang menjadi batasan masalah pada penelitian ini sebagai berikut : 1. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah serbuk magnet
NdFeB type MQP-B sebagai bonded magnet dan serbuk Polyvinyl Butyral (PVB) sebagai binder atau pengikatnya.
2. Parameter-parameter yang dianalis pada penelitian ini antara lain : a. Pengujian densitas untuk mengetahui densitas material pada bonded
magnet berbasis NdFeB.
b. Pengujian menggunakan SEM untuk menganalisis mikrostruktur material dan ukuran partikel pada bonded magnet berbasis NdFeB. c. Pengujian dan penganalisis kuat medan magnet (fluks magnet)
menggunakan Gaussmeter pada bonded magnet berbasis NdFeB. d. Pengujian VSM untuk mengetahui karakterisasi sifat magnet pada
4
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Menguasai Pembuatan Bonded Magnet NdFeB dengan menggunakan perekat polyvinyl butyral (PVB).
2. Mengetahui pengaruh komposisi polyvinyl butyral (PVB) terhadap mikrostruktur, sifat fisis dan magnet.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini antara lain :
1. Menambah pengetahuan tentang pembuatan bonded magnet NdFeB, setelah penambahan komposisi binder Polyvinyl Butyral (PVB).
2. Mendapatkan parameter-perameter pada proses pembuatan bonded magnet NdFeB dengan penambahan resin Polyvinyl butyral (PVB).
3. Produk hasil penelitian tentang pembuatan bonded magnet NdFeB ini
dapat digunakan sebagai bahan dasar industri elektronik, misalnya pembuatan rotor dan generator listrik.
1.6 Sistematika penulisan
Sistematika penulisan penelitian ini dibuat sesuai urutan bab serta isinya, secara garis besar dapat diuraikan sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Pada bab ini berisi tentang latar belakang penelitian, batasan masalah, rumusan masalah, batasan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian dan sistematika penelitian.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
5
Bab 3 Metodologi Percobaan
Pada bab ini berisi tentang tempat penelitian, peralatan dan bahan penelitian yang digunakan, diagram alir penelitian, serta prosedur kerja yang dilakukan dalam penelitian ini.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
Pada bab ini berisi tentang hasil penelitian berupa hasil pengukuran sifat fisis magnet bonded (densitas dan struktur mikro) dan hasil pengujian sifat magnet (kuat medan magnet dan kurva histeresis).
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
