pengaruh ukuran partikel fe o𝟒 dari pasir besi … · mikro dari pasir besi analisis sifat...

PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe3O𝟒 DARI PASIR BESI SEBAGAI BAHAN

PENYERAP RADAR PADA FREKUENSI X DAN Ku BAND

Oleh :

Henny Dwi Bhakti

Dosen Pembimbing :

Dr. Mashuri, M.Si

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dibutuhkannya bahan penyerap radar untuk sistem pertahanan

Produksi masal bahan penyerap radar yang murah

Cadangan pasir besi Lumajang yang mengandung magnetit terbaik di

Indonesia

Batasan Masalah

Pembentukan bahan penyerap gelombang mikro dari pasir besi

Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe3O4

Tujuan

Menemukan cara produksi masal Fe3O4 dari pasir besi dengan metode yang mudah dan terjangkau

Mengetahui kemampuan pasir besi sebagai material penyerap gelombang radar

Mengetahui efek ukuran partikel Fe3O4 terhadap penyerapan gelombang radar

TINJAUAN PUSTAKA

Pasir Besi Kandungan utama

Besi (II) oksida (FeO)

Besi (III) oksida (Fe2O3)

Besi (II, III) oksida (Fe3O4)

Magnetit

Merupakan mineral ferimagnetik dengan rumus kimia Fe3O4

Larut secara lambat dalam asam klorida

Merupakan mineral yang paling bersifat magnetik dari semua mineral yang ada di bumi

Sifat kemagnetan dari magnetit terkait erat dengan konfigurasi elektron

Struktur kristal magnetit

(a) Posisi ion logam dalam kristal

tetrahedral (A). (b) Posisi ion logam

dalam oktahedral (B)

(c) Gabungan tetrahedral dan

oktahedral (d) Kubik magnetit

Spinel

Material Penyerap Gelombang Mikro

Syarat material menjadi penyerap radar adalah memiliki resistivitas, permitivitas dan permeabilitas rendah

Faktor yang mempengaruhi tingkat penyerapan gelombang

intrinsik ekstrinsik

Metode untuk mereduksi RCS (Radar Cross Section)

shaping Aktif dan pasif loading

Distribusi loading

Penyerapan gelombang mikro

Proses disipasi Konversi ke

energi panas

METODOLOGI PERCOBAAN

Bahan Alat

Pasir besi

Alkohol 70%

Aquades

HCl

NH4OH

Gelas ukur

Gelas beker

Magnet permanen

Neraca digital

oven

Magnetik stirer

pipet

tissue

Kertas saring

plastik

Pengaduk

Sintesis Fe3O4 dari pasir besi

Pasir disangrai

Diekstraksi dengan magnet permanen

Dibersihkan dengan aquades

Dibersihkan dengan ultrasonic cleaner

Dikeringkan

Variasi ukuran partikel Fe3O4

2. Ball miling

Miling 3 jam

Miling 5 jam

Miling 7 jam 3. Kopresipitasi

1. Pasir dasar

XRF

• Kandungan Elemen

XRD

• Karakteristik sampel

SEM

• Morfologi & ukuran partikel

VSM

• Sifat kemagnetan

VNA

• Daya Penyerapan Bahan

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Identifikasi magnetit Fe3O4 dari pasir besi

Ukuran partikel masing-masing sampel

Sifat Magnetik magnetit Fe3O4

Absorbsi magnetit Fe3O4

Hasil XRF

No Compound prosentase

1 Fe 87.21 ± 0.75 %

2 Ti 6.42 ± 0.03 %

3 Si 1.1 ± 0.03 %

4 Al 1 ± 0.6 %

5 Bi 0.93 ±0.04 %

6 Eu 0.72 ± 0.101 %

7 Mn 0.5 ± 0.02 %

8 V 0.48 ± 0.05 %

9 Ca 0.42 ± 0.0004 %

10 Br 0.34 ± 0.002 %

11 Re 0.3 ± 0.007 %

12 P 0.2 ± 0.03 %

13 Cr 0.11 ± 0.009 %

14 Ni 0.06 ± 0.01 %

15 Zn 0.06 ± 0.004 %

16 Yb 0.0 ± 0.03 %

Uji XRD

Uji SEM

(a) pasir dasar (b) Fe3O4 miling 3

jam (c) Fe3O4 miling 5

jam dan (d) Fe3O4 miling 7

jam.

Ukuran Partikel menggunakan SEM

No Sampel Ukuran Partikel (μm)

1 Pasir dasar 155.4

2 Fe3O4 Miling 3 jam 3.399

3 Fe3O4 Miling 5 jam 2.842

4 Fe3O4 Miling 7 jam 2.422

Hasil Uji VSM

-60

-40

-20

0

20

40

60

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Mo

men

Mag

net

(em

u/g

r)

Field (tesla)

Grafik histerisis

pasir dasar

pasir 3 jam

pasir 5 jam

pasir 7 jam

kopresipitasi

Nilai Ms, Hc, Mr

Sampel Ms

(emu/gr)

Hc (Tesla) Mr

(emu/gr)

Pasir dasar 34.09 0.0625 0.0252

Fe3O4Miling 3 jam 38.86 0.0469 0.0144

Fe3O4 Miling 5 jam 32.1194 0.015 0.0013

Fe3O4Miling 7 jam 42.466 0.019 0.0215

Fe3O4 kopresipitasi 20.32 0.0013 0.0185

Identifikasi absorbsi dengan VNA

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

6.0

0

6.3

2

6.6

4

6.9

6

7.2

8

7.6

0

7.9

2

8.2

4

8.5

6

8.8

8

9.2

0

9.5

2

9.8

4

10

.16

10

.48

10

.80

11

.12

11

.44

11

.76

12

.08

12

.40

12

.72

pasir dasar

3 jam

5 jam

7 jam

kopresipitasi

frekuensi (GHz)

RL (d

B)

sampel RL (dB) Frekuensi (GHz)

Pasir dasar -16.98 11.60

Fe3O4 Miling 3 jam -15.89 12.24

Fe3O4 Miling 5 jam -13.8 10.8

Fe3O4 Miling 7 jam -12.15 11.60

Fe3O4 kopresipitasi -14.57 11.60

Pada X-Band

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

13

.04

13

.28

13

.52

13

.76

14

.00

14

.24

14

.48

14

.72

14

.96

15

.20

15

.44

15

.68

15

.92

16

.16

16

.40

16

.64

16

.88

17

.12

17

.36

17

.60

17

.84

RL

(dB

)

pasir dasar

3 jam

5 jam

7 jam

kopresipitasi

Sampel RL (dB) Frekuensi (GHz)

Pasir dasar -29.86 17.76

Miling 3 jam -19.04 17.68

Miling 5 jam -21.02 17.52

Miling 7 jam -26.31 16.64

kopresipitasi -31.24 16.48

Pada Ku-Band

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

• Telah ditemukan cara produksi masal Fe3O4 dari pasir besi dengan metode yang mudah dan terjangkau dengan cara ekstraksi pasir besi menggunakan magnet permanen.

• Fe3O4 hasil ekstraksi dari pasir besi menggunakan magnet permanen mampu digunakan sebagai bahan penyerap radar.

• Pada frekuensi X-Band pasir dasar memiliki kemampuan penyerapan yang paling baik, sedangkan pada frekuensi Ku-Band Fe3O4 kopresipitasi memiliki kemampuan penyerapan yang paling baik.

Saran

Saran untuk Penelitian selanjutnya adalah sebaiknya pasir yang akan di miling telah terlebih dahulu dikopresipitasi agar terbebas dari pengotor.