fisis, dan sifat magnet bafe12o19 skripsi departemen

EFEK PENAMBAHAN Na2O TERHADAP PROSES SINTERING, SIFAT

FISIS, DAN SIFAT MAGNET BaFe12O19

SKRIPSI

INDAH JURIANI

120801005

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

Universitas Sumatera Utara

EFEK PENAMBAHAN Na2O TERHADAP PROSES SINTERING, SIFAT

FISIS, DAN SIFAT MAGNET BaFe12O19

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi

syarat mencapai gelar Sarjana Sains

INDAH JURIANI

120801005

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016


PERSETUJUAN

Judul : Efek Penambahan Na2O Terhadap Proses

Sintering, Sifat Fisis, Dan Sifat Magnet BaFe12O19 Kategori : Skripsi Nama : Indah Juriani Nomor Induk Mahasiswa : 120801005 Program studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam


Disetujui di:

Medan, Juni 2016

Disetujui Oleh

Pembimbing 1, Pembimbing 2,

Ir. Muljadi, M.Si. Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc NIP : 195711161983121002 NIP: 196506171993031009

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP : 195510301980031003


PERNYATAAN

EFEK PENAMBAHAN Na2O TERHADAP PROSES

SINTERING, SIFAT FISIS, DAN SIFAT MAGNET BaFe12O19

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2016

INDAH JURIANI 120801005


PENGHARGAAN Syukur alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan semesta alam yang

telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir. Salawat beriring salam teruntuk nabi besar Muhammad SAW yang

menjadi teladan dalam menjalani kehidupan. Tugas akhir merupakan salah satu

persyaratan untuk memperoleh gelar sarjana pada Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. Untuk memenuhi persyaratan diatas penulis mengerjakan tugas akhir EFEKdengan j

PENAMBAHAN Na2O TERHADAP PROSES SINTERING, SIFAT FISIS,

DAN SIFAT MAGNET BaFe12O19” Yang dilaksanakan di Laboratorium

Magnet P2F Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Serpong, Tangerang Selatan,

Banten. Penulis menyadari bahwa selama proses hingga akhir terselesaikannya

penyusunan skripsi ini bayak sekali bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih

dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Dr. Kerista Sebayang M.S selaku Dekan Departemen Fisika Fakultas

Matematika dan ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. 2. Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika Fakultas

Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan. 3. Drs. Syahrul Humaidi M.Sc dan Bapak Ir. Muljadi M.Si selaku Dosen

pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk membimbing

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 4. Dr. Bambang Widyatmoko, M. Eng, selaku Kepala Laboratorium Pusat

Penelitian Fisika P2F-LIPI Serpong. 5. Dr. Ing. Prijo Sarjono, Ibu Dr. Nenen Rusnaeni M.T, Bapak Prof. Dr. Masno

Ginting, Bapak Prof. Pardamean, Bapak Lukman Faris S.T, selaku

pembimbing lapangan yang telah memberikan bimbingan, waktu dan tenaga

kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Kedua orang tua saya yang tersayang Ayahanda Suriadi dan Ibunda Juriah,

yang tulus menyayangi penulis dan tak henti-hentinya memberikan nasehat,

doa, serta materi maupun moril.


7. Seluruh Staf dosen, Pembantu Dekan, Pegawai Departemen Fisika FMIPA

USU 8. Sahabat - sahabat terbaik saya terkhusus Eva, Devi, Gias, Andi, Fatimah,

Balyan, Iqbal, Dina, Mona, Rahmat, beserta anak kost pondok larisma Ida,

Desi, Dian, Anggi, Roni dan depin yang tak henti-hentinya memberikan

semangat, doa, dukungan kepada penulis. 9. Teman –teman seperjuangan Dewi, Firman, Mareanus, dan semuanya. 10. Seluruh teman –teman angkatan 2012, Adik - adik angkatan 2013, 2014 dan

2015 Fisika - USU.

Medan, Juni 2016

Penulis


EFEK PENAMBAHAN Na2O TERHADAP PROSES

SINTERING, SIFAT FISIS, DAN SIFAT MAGNET BaFe12O19

ABSTRAK

Penelitian mengenai efek penambahan Na2O pada material Barium Heksaferit

(BaFe12O19) dengan menggunakan metode metalurgi serbuk telah dilakukan.

Aditif Na2O divariasi antara lain : 0%, 1%, 2%, dan 3%wt dan suhu sintering

divariasi : 1100oC, 1150

oC, 1200

oC, 1250

oC, dan 1300

oC yang masing–masing

pada suhu tersebut ditahan selama 1 jam. Karakterisasi yang dilakukan meliputi : pengukuran true density, susut bakar, bulk density, porositas, flux density, uji VSM, dan analisa mikrostruktur dengan XRD. Dari hasil analisa dengan XRD

diperoleh bahwa hasil yang terlihat adalah fasa BaFe12O19 sebagai fasa dominan

untuk semua sampel dengan aditif Na2O 0%, 1%, 2%, dan 3%wt. Dari hasil

karakterisasi sifat fisis diperoleh hasil yang terbaik yaitu pada penambahan Na2O

1% dengan suhu 1100oC. Pada kondisi ini diperoleh : nilai susut bakar = 11,5%,

porositas = 1%, dan bulk density = 3,84 gr/cm3. Dengan penambahan aditif Na2O

(1%, 2%, dan 3%wt) maka nilai sifat magnetik cenderung menurun. Nilai fluks

magnetic terbesar yaitu 548,2 G terdapat pada suhu sintering 1200oC dengan

aditif Na2O 1%. Dari hasil pengujian VSM untuk penambahan aditif Na2O 1% diperoleh nilai koersifitas yaitu 0,982 KOe, nilai remanence yaitu 25,72 emu/g dan nilai magnet saturasi yaitu 47,24 emu/g.

Kata kunci : Magnet Permanen, Barium Heksaferit, Aditif Na2O, Sintering,

Sifat Fisis dan Sifat Magnet


EFFECT OF Na2O ADDITION ON TEMPERATUR SINTERING,

PHYSICAL PROPERTIES, AND MAGNETIC OF BaFe12O19

ABSTRACT

Research on the addition effect of Na2O in material barium hexaferrite

(BaFe12O19) by using the method metallurgy has been done. Na 2O additive variations include : 0%, 1%, 2% and 3% wt and temperature sintering variations

: 1100oC, 1150

oC, 1200

oC, 1250

oC, and 1300

oC hold for 1 hours. The

characterizations was conducted : measurement of true density, keel fuel, bulk density, porosity, flux density, VSM test and microstructure analysis using XRD.

From the analysis by XRD obtained that results seen is the phase BaFe12O19 as

the phase dominant to sample additive all with Na2O 0%, 1%, 2% and 3% wt. From the results of the physical characterization is obtained the best results is to

adding Na2O 1% with the temperature sintering 1100oC, with a keel fuel 11,5%,

porosity 1%, and a bulk density 3,84 gr/cm3, With the addition of additives Na2O

(1%, 2% and 3% wt) this value of magnetic properties decline. The magnetic flux

of 548,2 G found in temperature sintering 1200oC with additive Na2O 1%. From

the testing VSM for additive Na2O 1% obtained coercivity value 0,982 KOe, the remanence 25,72 emu/g and value saturation the magnetic 47,24 emu/g.

Keywords : Permanent Magnet, Barium Hexaferrite, Additive Na2O,

Sintering, Physical and Magnetic Properties.


DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel x Daftar Gambar xi Daftar Lampiran xii

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 2

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Batasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Tempat dan Waktu Penelitian 3

1.7 Sistematika Penulisan 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Pengertian Magnet 5

2.2 Macam-Macam Magnet 6

2.3 Sifat-Sifat Kemagnetan Bahan 6

2.3.1 Bahan Ferromagnetik 7

2.3.2 Bahan Anti Ferromagnetik 7

2.3.3 Bahan Ferrimagnetik 8

2.3.4 Bahan Paramagnetik 8

2.3.5 Bahan Diamagnetik 8


2.4 Jenis Magnet Permanen 9

2.5 Kurva Histerisis 9

2.6 Magnet Keramik 11

2.7 Barium Heksaferit 12

2.8 Natrium Oksida 14

2.9 Metode Metalurgi Serbuk 14

2.9.1 Pencampuran (Mixing) 14

2.9.2 Penekanan (pressing) 15

2.9.3 Pemanasan (Sintering) 15

2.10 Karakterisasi Material Magnet 18

2.10.1 Sifat Fisis 18

2.10.2 XRD (X-Ray Diffraction) 19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21

3.1 Tempat Penelitian 21

3.1.2 Waktu Penelitian 21

3.2 Alat dan Bahan 21

3.2.1 Bahan 21

3.2.2 Alat 21

3.3 Variabel Eksperimen 23

3.3.1 Variabel Penelitian 23

3.3.2 Variabel Percobaan yang diuji 23

3.4 Diagram Alir 24

3.5 Prosedur Penelitian 25

3.5.1 Pencampuran Bahan Baku 25

3.5.1.1 Preparasi Serbuk Barium Heksaferit dan Na2O 25

3.5.2 Proses Kalsinasi 25

3.5.3 Proses Milling 26

3.5.4 Proses Pencetakan 26

3.5.5 Proses Sintering 26

3.5.6 Magnetisasi 27

3.6 Karakterisasi Hasil 27


3.6.1 Uji Densitas 27

3.6.1.1 Bulk Density 27

3.6.2 Porositas 28

3.6.3 Susut Bakar 28

3.7 Sifat Magnet 28

3.8 Analisa Mikrostruktur 29

3.8.1 XRD (X-ray Diffractrometer) 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1 Karakterisasi Sifat Fisis 30

4.1.1 Densitas dan Porositas 30

4.1.1.1 True Density 30

4.1.1.2 Bulk Density 31

4.1.1.3 Porositas 32

4.1.1.4 Susut Bakar 33

4.2 Karakterisasi Mikrostruktur 34

4.2.1 Pengujian XRD (X-Ray Difraction) 34

4.3 Karakteristik Sifat Magnet 37

4.3.1 Fluks Density Magnetic 37

4.3.2 Pengujian VSM 38

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 41

5.1 Kesimpulan 41

5.2 Saran 41

DAFTAR PUSTAKA 42


DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Komposisi Bahan baku BaFe12O19 : NaHCo3 25

Tabel 4.1 Hasil Pengujian True Density 30

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Bulk Density 32

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Porositas 33

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Susut Bakar 34

Tabel 4.5 Hasil pengujian Fluks densitas Magnetic 38

Tabel 4.6 Hasil Pengujian VSM 39


DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Momen Magnetik Dari Sifat Ferromagnetik 7

Gambar 2.2 Momen Magnet Dari Sifat Anti Ferromagnetik 7

Gambar 2.3 Momen Magnetik Dari Sifat Paramagnetik 8

Gambar 2.4 Momen Magnetik Dari Sifat Ferrimagnetik 8

Gambar 2.5 Arah partikel pada magnet isotropi dan anisotropi 9

Gambar 2.6 Kurva Histerisis untuk Ferromagnetik dan Ferrimagnetik. 10

Gambar 2.7 Kurva Histerisis Material Magnetik 10

Gambar 2.8 Struktur kristal BaFe12O19 13

Gambar 2.9 Skema struktur kristal BaFe12O19 13

Gambar 2.10 Proses Sintering 18

Gambar 2.11 Difraksi Bidang Atom 21

Gambar 4.1 Hubungan antara bulk density dengan penambahan komposisi

Na2O dari BaFe12O19 sebagai fungsi suhu sintering 31

Gambar 4.2 Hubungan antara porositas dengan penambahan komposisi

Na2O dari BaFe12O19 sebagai fungsi suhu sintering. 32

Gambar 4.3 Hubungan antara susut bakar dengan penambahan komposisi

Na2O dari BaFe12O19 sebagai fungsi suhu sintering. 33

Gambar 4.4 Pola difraksi sinar- x sampel BaFe12O19 dengan aditif 0%

Na2O dan disintering 1200°C 35

Gambar 4.5 Pola difraksi sinar- x sampel BaFe12O19 dengan aditif 1%

Na2O dan disinterring 1200°C 35

Gambar 4.6 pola difraksi sinar- x sampel BaFe12O19 dengan aditif 2%


Gambar 4.7 pola difraksi sinar- x sampel BaFe12O19 dengan aditif 3%


Gambar 4.8 Hubungan antara fluks magnetik dengan penambahan

komposisi Na2O dari BaFe12O19 sebagai fungsi suhu sintering. 38

Gambar 4.9 Kurva histerisis BaFe12O19 dengan penambahan Na2O 0%, 1%,

dan 3%. 39


DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Peralatan dan bahan 43

Lampiran 2 Perhitungan 44

Lampiran 3 Data percobaan 48


fisis, dan sifat magnet bafe12o19 skripsi departemen

Documents