Sifat Mekanik Komposit Magnet Serbasis Heksaferit SrFe 120 19 dan SaFe 120 19Dengan Perekal Karel Alam (Waluyo. T)

SIFAT MEKANIK KOMPOSIT MAGNET BERBASISHEKSAFERIT SrFeUO19 DAN BaFeuO19

DENGAN PEREKAT KARET ALAM

Waluyo T., Sudirman.., Ridwan, A. Herman Y...Jurusan Meta/urgi. Faku/tas Teknik, Universitas Indonesia, Depok.

..P3IB-BATAN, Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang.

ABSTRAK

SIFAT MEKANIK KOMPOSIT MAGNET BERBASIS HEKSAFERIT SrFel2019 DAN BaFe1201'

DENGAN PEREKAT KARET ALAM. Telah dilakukan penelitian mengenai sifat mekanik komposit magnet

antara serbuk magnet, SrFe1201' (SrM) dan BaFe12019 (BaM) dengan perekat karet alamo Karet alam yang

digunakan berupa karet yang terbuat daTi lateks tanpa mengalami vulkanisasi. Serbuk SrM memiliki ukuran

partikel rata-rata 1,6 J.lm dan berbentuk pipih, sedangkan partikel serb uk BaM berukuran rata-rata 1,2 J.lffi dengan

bentuk agak bulat (nodular). Pembuatan komposit dilakukan dalam Labo Plastomill pada suhu 100.C dengan

kecepatan putar pengaduk 30 rpm selama 7 men it. Hasil daTi Labo Plastomill selanjutnya dicetak berbentuk

lembaran. Sifat mekanik komposit yang diuji adalah tegangan tarik, perpanjangan putus, clan kekerasan. Dari basil

pengujian diperoleh basil bahwa tegangan tarik komposit SrM paling tinggi dicapai pada komposisi 70% vol

serbuk yakni sebesar 2,22 MPa, sedangkan tegangan tarik komposit BaM yang paling tinggi dicapai pada

komposisi 50% vol. Serbuk, yakni 3,84 MPa. Perpanjangan putus komposit SrM menurun dengan bertambahnya

!raksi volume serbuk, dimana pada komposisi 70"'0 vol. Serbuk nilainya sebesar 90%, sedangkan untuk komposit

BaM perpanjangan putus terendah terjadi pada komposisi fraksi volume 50% serbuk, yakni sebesar 370%. Nilai

kekerasan yang paling tinggi untuk komposit SrM dicapai pada komposisi 70%vol. Serbuk, yaitu 95 SHA, clan

pada komposit BaM nilai kekerasan tertinggi dicapai pada komposisi 50% vol. Serbuk, yaitu 52 SHA.

Kata kunci : Komposit Magnet, heksaferit, karet alam, blending, sifat mekanik.

ABSTRACT

MECHANICAL PROPERTIES OF HEXAFERrrE BASED MAGNET COMPOSITE OF SrFe o12 19

AND BaFelzO.9 WITH NATURAL RUBBER BONDING AGENT Research on mechanical properties ofmagnet composite of SrFe.20'9 (SrM) and BaFe'2019 (BaM) magnet powder with natural rubber bonding agenthave been done. The natural rubber used was rubber made of latex without vulcanization. The SrM powderhaving average particle size of],6 J.lm and flat shaped, and the BaM powder having particle size of 1,2 ~ andnodular shaped The production of composite carried out in Labo Plastomill at 100°C and mixer speed of30 rpmfor 7 minutes. The result obtained from Labo Plastomill then made into sheets. Mechanical properties of thecomposite tested were strain, elongation break and hardness. The results showed that the highest strain of theSrM composite obtained at composition of 70% vol. of powder that is 2,22 MPa, and 3,84 MPa for BaMcomposite at 50% vol of powder. The elongation break of SrM composite decreased by increasing of powdervolume fraction, that is 90% atihe composition of 70% vol of powder, and 370% for BaM composite at 50%vol. fraction of powder The highest hardness tor SrM composite obtained at composition of of 70% vol. ofpowder, that is 95 SHA, and for the BaM composite at 50% vol. of powder, that is 52 SHA.

Key words: Magnet composite, hexaferrite, natural rubber, blending, mechanical propertie!

PENDAHULUAN

Bahan magnet yang banyak digunakan umumnyaterbuat seluruhnya dari bahan logam atau keramik, yangdibuat mela.lui proses casting dan sintering. Wa.laupunmemiliki sifat magnetik yang baik, nanmn bahan tersebutnlCmiliki beberapa kekurangan, antara lain; berat, kaku(rigid), rapuh (brittle) dan biaya produksi yang relatifmaha.l.

Aplikasi bahan magnet yang meluas di berbagaibidang mendorong dikembangkannya bahan magnetyang memenuhi sifat -sifat yang diinginkan, inovatif danmemiliki daya saing. Pembuatan komposit magnetmerupakan jalan keluar yang sangat baik dan banyakdikembangkan dewasa ill.

Jurna/ Sains Materi IndonesiaIndonesian Journal ofMateria/s Science

Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal : 25 -30ISSN: 1411-1098

Dalam pemakaiannya, sifat bahan magnet yangdiinginkan tidak hanya kekuatan magnet yang tinggi,melainkan sifat-sifat lainnya, seperti sifat mekanik,jugamendukung untuk mendapatkan bahan magnet yangkuat. Sifat mekanik bahan magnet hasil casting dan sin-tering umumnya memiliki modulus yang tinggi namunmudah patah (britt/e). Sehingga perlu dibuat suatubahan magnet komposit dengan pengikat yang ulet (tidakmudah patah) daD rapat jenis yang rendah untukmendapatkan komposit magnet yang ringan daD kuat.

Perkembangan produksi komposit magnetberbasis heksaferit lebih baik dibandingkan dengankomposit magnet lain. Berdasarkan data [I), nilaipenjualan komposit magnet ferit di Cina lebih tinggi daripada komposit magnet NdFeB, yaitu 52 juta U$D untukkomposit magnet refit daD 13,5 juta U$D untuk kompositmagnet NdFeB, pad a tahun 1998. Harga rata-ratapenjualan di Cina untuk komposit magnet ferrite sebesar6,5 $/kg, lebih tinggi dari sintered ferrite yang hanyasebesar 2,4 $/kg, sehingga pembuatan komposit magnetferrite memiliki nilai tambah yang lebih tinggidibandingkan dengan sinteredferrite. Data Biro PusatStatistik (BPS) [2], menunjukkan data pernakaian magnetdi betbagai industri, namun tidak memberikan spesifikasimagnet yang lengkap. Walaupun demikian dapatdiperoleh informasi bahwa konsumsi magnet untukindustri mainan daD rumah tangga cukup tinggi,memberikan harapan yang baik pada produksi kompositmagnet ferrite.

Dalam penelitian ini, tujuan yang ingin dicapaiantara lain; untuk membuat bahan magnet berperekatkaret (komposit magnet) yang ringan, tidak mudah patah,daD memiliki kekuatan tarik yang tinggi, mempelajariperilaku interaksi antara karet alam sebagai matriksdengan serbuk magnet ketika dicampur pada prosespencarnpuran, seperti sebaran setbuk dalam matriks, sertakompatibilitas matriks dengan serbuk, daD menentukanfraksi volume yang optimal sehingga diperoleh bahanmagnet dengan sifat mekanik sesuai dengan yang

diinginkan.

Sebagaimana halnya komposit, sifat-sifat yang berbedadaTi kedua komponen penyusunnya dapat digabungkan

sehingga diperoleh komposit dengan sifat-sifat sesuaiyang diinginkan. Karena adanya bahan non magnetikdalam komposit, maka sifat magnetik bahan tersebutmenjadi lebih rendah dibandingkan jika bahan tersebutseluruhnya daTi bahan magnetik.

Komposit magnet pertama kali ditemukan olehMax Baermann pada tabun 1934 [3]. Penemuan ini berawalketika magnet AlNiCo yang dimilikinya jatuh 111inggapecah berkeping-keping, akibat sifatnya yang rapuh.Untuk menggabungkannya kembali, pecahan-pecahanmagnet tersebut disatukan dengan perekat, sehinggadiperoleh magnet yang utuh kembali. Akhimya lahirlahgagasan untuk membuat magnet yang diikat dengan resinfenolik, dimana magnet dibuat dengan mencampur bahanmagnet dengan resin fenolik yang kemudian dikoJltlpaksiuntuk memperoleh bentuk akhir dengan pemanasan dantekanan.

Sejauh ini bahan magnet permanen yang palingbanyak digunakan adalah ferit, karena memiliki sifatmagnetik yang baik, low cost, dan bahan bakunyamelimpah. Sebagaimana namanya, magnet ferit dibuatoksida besi Fe2O). Jenis ferit sendiri ada dua macam,yakni ferit lunak (soft ferrite), dengan rumus MO.Fe2O)dimana M adalah unsur logam, yang memiliki strukturkubik pusat ruang (bcc), serta ferit keras (hard ferrite),dengan rumus MO.6Fe2O) diaman M biasanya Barium(Ba) atau Stronsium (Sr), yang memiliki strukturheksagonal daD bersifat ferimagnetik.

Untuk mengikat semuk magnet diperlukan suatubahan pengikat yang baik. Bahan polimer merupakanpengikat yang baik karena memiliki sifat mampu-basahyang baik, ringan, mudah dibentuk dan murah.

DASARTEORI

cis -1.1. polyisoprene

IKR/IR)

Gambar 1. cis-l,4 poly isoprene (karet alam).

Komposit ada.lah kombinasi dua/.1ebih bahan yangberbeda secara kimia daD fisika, menjadi satu kesatuanbahan dengan sifat-sifatnya yang merupakan fungsi daTisifat-sifat bahan penyusunnya. Ada pula definisi lainyang menyatakan bahwa komposit merupakan kombinasibahan yang sengaja dibuat untuk tujuan tertentu, dimanamenurut definisi ini, suatu bahan yang terdiri daTibeberapa bahan yang berbeda daD teIjadi secara alamiah,misalnya baja, tidak tennasuk bahan komposit.

Bahan komposit magnet merupakan bahan mag-net yang diikatkan dalam matriks non-magnetik. Bahanmagnet yang umum digunakan adalah serbuk heksaferit,dengan bahan pengikat/matriks berupa karet, sehinggabanyak yang menamakan bahan ini sebagai p/astoferit.

Karet alam merupakan bahan elastomer yangdibuat secara komersial daTi lateks. Karet alam memilikistrukturkimia cis-l,4 poliisopren dan berupa polimerrantai panjang (berat molekul rata-rata 5 x 105 gr/mol)serta memiliki struktur [4]:

Sebagai bahan komposit, sifat-sifat fisik/mekanikplastoferit merupakan kombinasi daTi sifat-sifat fisik/mekanik bahan-bahan penyusunnya. Untukmendapatkan bahan magnet yang memiliki sifat mekanikyang baik, maka diperlukan matriks yang memililki sifat-sifat sesuai dengan yang ingin dicapai pada bahankompositnya. Misalnya, untuk mendapatkan bahandengan kerapatan yang rendah, daD tleksibilitas yangtinggi, maka bahan karet sangat cocok digunakan sebagai

26

Sifat Mekanik Komposit Magnet Berbasis Heksaferit SrFe 120 19 dan BaFe 120 IPengan Perekat Karel A/am (Wa/uyo.T)

matriks, dimana sifat ini tidak terdapat pada bahanmagnet rent.

Kekuatan bahan komposit dapat diramalkandengan mengetahui kekutan masing-masing bahannya.Berdasarkan persamaan untuk komposit, moduluselastisitas plastoferit dapat ditentukan denganmenggunakan persamaan [5,6];

E=vE+vEc m m p p (l.a) atau

Em°EfEc= Em oYf +Ef"Ym (l.b)

Persamaan (l.a) disebut sebagai upper bound danpersamaan (l.b) sebagai lower bound. Modulussesungguhnya akan terletak diantara kedua persamaantersebut. Sedangkan kekakuan komposit dapat dihitungdengan menentukan modulus geser komposit, yangdirumuskan sebagai berikut;

sebagai pembanding terhadap sifat mekanik kompositmagnet berbasis SrM.

Proses pencampuran dilakukan dalam LaboPlastomill model 30R150 di Laboratorium TeknologiIndustri, P3TIR-BATAN, dengan suhu operasi 100°Cselama 7 menit dengan kecepatan putaran pengaduk 30rpm. Dari proses ini diharapkan mendapatkan bahankomposit dengan tingkat sebaran serbuk yang homogendalam matriksnya. Untuk mendapatkan benda uji, bahanbasil pencampuran kemudian dipress sehingga diperolehbenda uji berbentuk lembaran/film.

Pengujian sifat mekanik pacta benda uji acta dna,yaitu uji tarik dan uji kekerasan (If ardness Test). Uji tarikdilakukan dengan menggunakan alat uji tarik Toyoseikidi Laboratorium Teknologi Industri, P3TIR -BATAN, danberdasarkan standar ASTM 412. Sampel uji tarikdipasang dalam mesin uji tarik dan ditarik hingga putusdengankecepatan tarik (cross head speed) 150 mmlmenitdan kecepatan pada kertas grafik (chart speed) sebesar20 mmJrnenit

Uji kekerasan benda uji dilakukan denganmenggunakan metode Shore A (durometer) merk Zwick,sesuai dengan standar DIN53505 dan ISO R868, danpembebanan 1 kg. Pengujian dilakukan denganmenempatkan indentor pada permukaan benda uji,kemudian diberikan beban 1 kg. Setelah itu, jarumpenunjuk pacta alat akan bergerak untuk menunjukkannilai kekerasan benda uji. Pencatatan dilakukan jika jarnmpenunjuk sudah mencapai posisi stabil.

G=G (1+2,5v + 14,lV 2)c m p p (2)

Dimana Go dan Gm masing-masing adalah modulus geser

komposit dan matriks, serta V adalah fraksi volumep

partikel. Karena

Gc

Gm17C

17m

~

(3)

maka BASIL DAN PEMBABASAN11 = 11 (1+ 2,5v + 14,lv 2)c m p p (4)

Basil Pengamatan Struktur Mikro

Pacta Gambar 2, acta beberapa contoh strukturrnikro komposit dengan pengisi partikel setbuk SrM atauBaM. Dari pengamatan struktur rnikronya, terlihat bahwauntuk komposit SrM memiliki sebaran partikel serbukyang kurang merata dibanding dengan komposit BaM.

dimana 110 dan 11m adalah masing-masing viskositaskomposit dan viskositas matriks.

Berdasarkan persamaan (1), modulus elastisitaskomposit lebih dipengamhi oleh partikel serbuknya,karena modulus karet alam jauh lebih rendahdibandingkan dengan modulus serbuk. Sedangkan modu-lus kekakuan dan viskositas dipengamhi oleh modulusdan viskositas matriksnya, dan meningkat secara kuadratdengan meningkatnya fraksi partikel serbuk.

Namun, untuk mencapai nilai optimalnya, perludiberikan suatu coupling agent untuk membantu

mengikat partikel dengan matriksnya. Umumnyaditambahkan bilamana sifat adesif antara partikel denganmatriks kurang baik.

TATA KERJA

Dalam penelitian ini, bahan-bahan yangdigunakan untuk membuat benda uji komposit magnetadalah serbuk heksaferit SrO.6Fe2O3 (SrM) yang sudahdikalsinasi pacta suhu 1200°C sebagai bahan dasar mag-net, dan bahan karet alam (1,4 Isoprene) sebagai bahanpengikat serbuk, serta heksaferit BaO.6Fe2O3 (BaM)

Gambar 2. Struktur mikro komposit. (a) komposit dengan60% vol. SrM, (b) komposit dengan 70% vol. SrM, (c)komposit dengan 30%vol. BaM, dan (d) komposit dengan50%vol. BaM.

27

Jurnal Sa ins Materi IndonesiaIndonesian Journal of Materials Science

Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal: 25 -30ISSN: 1411-1098

dengan bentuk yang lebih teratur memiliki kemampuanmengisi kedalam matriks yang lebih baik (iaripada serbukdengan ukuran yang lebih besar dengan bentuk !;erpihan.lni ditunjukkan dengan basil pengujian tarik benda ujipada Gambar 3, yang menunjukkan bahan ~~ompositberbasis BaM, pada fraksi volume 50% serbuk, memilikikekuatan tarik rata-rata sebesar 3,84 MFa, lebih tinggidari kekuatan tarik komposit SrM yang hanya sebesar1,74 f'vfPa, pada fraksi volume yang sarna (Ii hat jugaTabell). Hal ini disebabkan antara lain karena distribusiserbuk 8aM yang lebih homogen dalam matriks, sehinggadistribusi kekuatan kompositjuga lebih kuat dan merata.Faktor lain yang memungkinkan adalah karen;a ukuranpartikel YaIlg lebih halus memiliki luas permuka21Il kontak(dengan perbandingan fraksi volume yang SaI1l1a) yanglebih besar, sehingga ikatan antara permukaal1 serbukdengan matriks karet menjadi lebih kuat.

8ahkan untuk komposit 8aM, semua komposisi daTi 30-50% fraksi volume serbuk 8aM memiliki sebaran yangmerata. Untuk komposit SrM 70% serbuk terlihat bahwapartikel tersebar cukup merata, namun tampak bahwa karettidak dapat mengikat partikel dengan baik akibat fraksivolume yang cukup rendah. Pacta komposit SrM jugaterlihat bahwa partikel serbuknya cenderung untukteragJomerasi dalam matriksnya. Komdisi-kondisitersebut dapat menyebabkan penurunan kekuatan tarikdaTi kompositnya.

Penting untuk diketahui bahwa partikel serbukSrM memiliki ukuran rata-rata 1,6 I-Ull dan beIbentuk pipih,sedangkan partikel selbuk 8aM merniliki ukuran partikel1,2 I-lm dengan bentuk bulat (nodular). Dengan perbedaankarakteristik tersebut memungkinkan adanya perbedaansebaran partikel dalam matriks antara kedua jenis selbuktersebut.

Hasil U ji Mekanik

Ada dua sifat mekanik yang diuji untuk benda uji

komposit, yakni uji tarik dan uji kekerasan. Dari uji tarik

dapat diketahui tegangan tarik dan perpanjangan putus

komposit waktu ditarik hingga putus, sedangkan daTi uji

tarik dapat dilihat nilai kekerasan kompositnya. Data-data

basil pengujiannya dapat dilihat dalam Tabell.

Tabell. Data Sit'at Mekanik Benda Uji

Gambar 3. Perbandingan kekuatan tarik antara bahankomposit 50%BaM dengan komposit 50% SrM.

Pengaruh Ukuran daD Bentuk Serb ukTerhadap Sifat Mekanik Komposit

Sifat mekanik bahan komposit sangat dipengamhioleh sifat-sifat fisik dan mekanik bahan-bahanpenytlsunnya. Ukuran dan bentuk partikel serbuk dapatmempengamhi modulus elastisitas dan kekuatan bahankomposit, seperti halnya bentuk daD ukuran rasa penguatpacta baja yang dapat mempengaruhi kekuatan bajatersebut [7,8]. Sarna halnya dengan yang diungkapkanoleh Matthews dan Rawlings [6], bahwa geometripenguatlpartikel mempakan salah satu parameter utamadalam menentukan keefektifan penguatan, dengan katalain, sifat mekanik komposit adalah fungsi bentuk danukuran dari penguat. Ukuran partikel yang lebih halus

Pacta dasamya, penguat beIbentuk partikel secaramakro rnerniliki dimensi yang hampir sarna ke seigala arab[6]. Tapijika dilihat secara nrikro bentuk-benM~ partikeldapat bulat, kubus, pelaVpipih, dan bentuk-bentuk lainyang tidak beraturan, dan bentuk -bentuk partikell tersebutdapat rnempengaruhi sifat rnekaniknya. Sebagai contoh,partikel berbentuk pipih, seperti halnya pacta serl>uk SrM,bisa rnenjadi penyebab penumnan kekuatan bahan,karena dapat menyebabkan konsentrasi tegangan pactaujung-ujung partikel yang lancip. Namun,jika arah danbentuk partikel dalam komposit diatur dalam arab tertentu(preferred orientation), maka dapat rneningkatkankekuatan rnekanik rnaupun rnagnetik komposit dalarn arabtersebut, dan kornposit disebut sebagai bahan

ani.\'otropik [6,9].Ukuran partikel juga dapat rnempengamhi

kekerasan bahan komposit. Tidak seperti kekuatan tankbahan, kekerasan menurun dengan ukuran partikel yanglebih ha.lus. Hal ini dapat dilihat dalarn Tabe .1 yangrnenunjukkan bahwa, untuk fraksi volume yang sarna,kekerasan komposit BaM lebih rendah dibandingkandengan kornposit SrM.

28

Ket::.KA30BA = komposisi 30% serb uk BaM dan 700/0 karet alamo.KA30SR = komposisi 30% .I'erbuk SrM dan 700/0 karet alamo.KA = karet alam

Sifat Mekanik Komposit Magnet Berbasis Heksaferit SrFe 120 19 dan BaFe 120 lPengan Perekal Karel Alam (Waluyo. T)

Pengaruh Fraksi Volume Serbuk TerhadapSifat Mekanik Komposit

Salah satu tujuan untuk membuat kompositmagnet adalah untuk mendapatkan sifat mekanik bahanyang lebih baik, terutama dalam hal tingkat fleksibilitasbahan. Bahan magnet hasil casting maupun sinteringumunmya kerns dan mudah patah. Penggunaan karet alan1sebagai pengikat dimaksudkan untuk mengurangi sifat-sifat tersebut.

Karet alam tanpa partikel serbuk, kekucltantariknya sangat rendah yaitu 0,51 MFa denganelongasimaksimum 810% (Ii hat Tabell). Jika karet alam diberipengisi (filler) berupa serbuk magnet, dan disebutsebagai komposit magnet, maka kekuatan tariknya akanmengalan1i kenaikan, seperti yang terlihat dalam Galnbar5 dan Gambar 6.Berdasarkan Gambar 4 dan Gambar 5,kekuatan tarik karet alam paling rendah dibandingkompositnya, namun perpanjangan putusnya palingbesar. Secara umun1, baik komposit berbasis SrM maupunBaM, kekuatan tarik meningkat, walaupun kenaikarn1yasangat kecil. Namun, jelas sekali tampak bahwaperpanjangan maksimum komposit menurun denganmeningkatnya fraksi volume serbuk.

Gambar 6 berikut membandingkan kekuatan tarikkomposit SrM dengan BaM.Kekuatan tarik komposit BaM mengalami kenaikan yangcukup berarti, sedangkan komposit SrM hampir tidakmengalami kenaikan. Hal ini disebabkan karena sebaranpartikel serbuk pacta komposit SrM kurang merata.Namun, secara umum dapat dikatakan bahwa kekuatankomposit meningkat dengan bertambahnya fraksivolume serbuk, hal ini dapat dipahami karena, sesuaidengan persamaan (l.a) daD (l.b), modulus kompositakan meningkat dengan bertambalmya fraksi serbuk daDkenaikan modulus jauh lebih besar dengan bertanlbahnyafraksi serbuk dibandingkan dengan bertambahnya fraksikaret (E,erbuk» EkareJ.

Dari data-data pengujian tersebut, jelas bahwapacta bahan komposit terjadi mekanisme penguatan (re-i'!forcement) oleh adanya partikel serbuk. Ada 2 hal yangmungkin dapat menyebabkan terjadinya mekanismepenguatan komposit oleh partikel serbuk. Yang pertanlaadalah karena partikel serbuk merniliki modulus elastisitasyang lebih tinggi daTi karet alam, yaitu sekitar 1,4 x 106kg/cm2 untuk bahan BaMjauh lebih besar daTi moduluselastisita karet. Dan yang kedua ada.lah adanya ikatanpermukaan yang kuat antara matriks dengan partikelserbuk. Mekanisme utama yang munkgin terjadi pactadaerah kontak antara partikel dengan matriks adalahadsorpsi daD pembasahan (wetting), interdifusi, gayatarik elektrostatika, ikatan kimia dan ikatan mekanik,maupun kombinasi daTi ikatan-ikatan tersebut [6].Kemampu basahan matriks terhadap penguat merupakanfaktor penting dalam pembuatan komposit karena dengansifat ini matriks dapat mengikat partikel serbuk. Ikatan-ikatan lainnya sangat dipengaruhi oleh jenis matriksataupun penguatnya, sebagai contoh ikatan interdifusi

dapat terjadi jika matriksnya berupa polimerDari Gambar 7 dapat ditunjukkan bahwa kekerasan

komposit meningkat dengan bertambahnya fraksi vol-ume serbuk. Hal ini disebabkan karena kekerasan serbukjauh lebih tinggi daTi karet alam, daD semakin banyakpartikel serbuk dalam matriks karet alam makakekerasannyapun akan meningkat.

'iJL~__~ 2OOp;(%)Em --~~.Gamba/' 4. Kurva Tegangan-Regangan komposit berbasis

serbuk SrM.

5

4

13,.2! 1

50 60".".._~,40

e0

.c~c

.

.

~....::!z

Gambar 5 Kurva Tegangan-Regangan karet alam dankompo.~it berbasis serbuk BaM

i': i ~;'::~j

Ep~ ~15,J>-{} x

" I y_x--~

..,--X_A[10 ~"..~ ;X_X~...~ ?~

s

40 50

Fraksi VoL glrblJ< (%)

60 7030

Gombar 7. Perbandingan nilai kekerasan komposit berbasisSrM dengan BaM sebagai fungsi fraksi volume serbuk.

KESIMPULAN

1 u ' , , ~ crL ~__: ~ ~ -_:_--~ '

Gambar 6. Perbandingan kekuatan tarik komposit SrM denganBaM sebagai fungsi fraksi volume serbuk Hasil-hasil yang telah dicapai pada penelitian ,ini

29

Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal : 25 -30ISSN.. 1411-1098

Jurnal Sains Materi IndonesiaIndonesian Journal o/Materials Science

[4].adalah sebagai berikut:-Dari analisis strukturmikro dapat diketahui bahwa

karet alam mampu mengikat partikel serbuk denganbaik. yang diakibatkan oleh sifat rnampu-basah yangbaik daTi karet alam terhadap kedua jenis serbuklnagnet SrM dan BaM. NanlUn, daTi sebaran partikelserbuk terlihat bahwa sebaran partikel SrM dalammatriks kurang merata dibandingkan dengan sebaranpartikel BaM. Bahkan pada komposit SrM terjadi

penggumpalan (aglomerasi) partikel serbuknya.-Secara mekanik, partikel serbuk magnet memberikan

pengaruh penguatan pada kompositnya danmeningkat dengan naiknya fraksi volume serbuk. Halini sesuai untuk komposit BaM, namun tidak terjadipada komposit SrM dimana dengan bertambahnyafraksi volume serbuk kekuatannya relatif tidakberubah. Hal ini diduga akibat oleh tidak meratanyasebaran partikel serbuk sehingga distribusitegangan tidak sarna pacta benda uji komposit SrM.

[5].

[6].

[7].

[8].

[9].

NAGDI, KHAIRI, RUBBER., An Engineering ma-terial: Guideline for Users, Hanser Publisher.Barcelona. (1993).OKTORA, BENI, "Studi Pengaruh TemperaturPerendaman terhadap Kekuatan Tekan Kompo.S'itSerat gelas/Polie.\'ter ", Tugas Akhir, .JurusanMetalurgi FruI, Depok. 1996.MATHEWS, F.L. & RAWLINGS, R.D. CompositeMaterials: Engineering and science, Chapman &Hall Publisher, London, (1994).ANGUS, H.T., Cast Iron: Phy.\'ical and Engineer-

ing Properties. London, (1976).DAVIS, l.R., CastIron,ASMSpecialtyHandbook,(1996).HULL, DEREK, An Introduction to CompositeMateriaL\', Press University of Cambridge PublisherInc., New York (1981).

NamaPenanya Ela (institut Sains TeknologiAI-Kamal)

Pertanyaan1. Sejauh mana pengaruh Temperatur pacta proses

pembentukan komposit Magnet terhadap sifat

Magnet?2. Temperatur blending yang digunakan 100°C, padahal

bisa sarnpai temperatur 181°C. Kenapadipilih 100°C.

Berdasarkan hasil-hasil tersebut diatas, dapatdisimpulkan bahwa :-Pentingnya mengontrol kehomogenan sebaran

partikel serbuk dalam matriks karet alam, dan ini jugaberarti perlu mengontrol bentuk, ukuran daDdistribusi ukuran partikel serbuknya.

-Pacta tahap ini, untuk komposit SrM, peningkatanjumlah fraksi volume serbuk diikuti denganpenumnan sifat mekanik (ksususnya tegangan tank)sehingga dalam penggunaannya perlu dilakukanko mp romi/ pe rti mbangan -pertim bangan tertentu.Kemungkinan pellingkatan sifat mekanik untuk fraksivolume serbuk yang tinggi adalah denganmeningkatkan sebaran partikel sehomogen mungkin

atau dengan penambahan coupling agent.

Jawaban1. Temperatur sangat berpengaruh pada pembc~ntukan

komposit magnet, dimana dalam pembentulkannyakaret alam mengalami swelling oleh ada pemanasan,kemudian serbuk magnet (SrM atau BaM) I)1lasuk kedalamnya sehingga terbentuk magnet komp,osit.

2. Sebenarnya disarankan proses belnding pa,da suhu181°C dan sebaiknya proses dilakukan dlibawah181°C. Pemilihan suhu 100°C sebenarnya tidakdirekomendasi.SARAN

Ada kemungkinan bahwa ukuran dan bentukpartikel mempengaruhi kehomogenan partikel serbukdalan1 matriks, serta sifat mekanik bahan, sehingga perludikaji lebih lanjut untuk menentukan ukuran dan bentukpartikel setbuk yang paling optimal.

Nama Penanya : Siti Wardiyati~(p3IB) .;~fJ.

Pertanyaan II. Apabilasuhublendingdinaikkanmet1iadi:i: 181,17°C,

Apakah tidak berpengaruh terhadap stuktur daripadaSrM ataupun BaM ?

2. Apakah yang terjadi bila suhu blending mendekati3()()°c.DAFTARACUAN

II]

[2].[3].

Jawaban I

I. Suhu blending dinaikkan sampai 181,17°C tidakberpengaruh pacta struktur SrM atau BaM, karenaSrM atau BaM dalam bentuk oksida (StO fe2O~ atauBaO6Fe2OJ yang mempunyai titik leleh tinggi

(:i: 1300°C).2. Bila Sllhu blending mendekati 300°C maka karet alam

sebagai matriks tidak dapat digunakan karenamelebihi titik lelehnya.

MIYAHARA, "Ferrite Permanent magnet Indu,5-tt:y fi}r Card & Tape application, Dai Nihon InkiChemical Compan.y ", dipresentasikan pacta 2m In-ternational Symposium on Magnetic Industry diChina 1999, hat: 67-73.

Biro Pusat Statistik. Jakarta 1997.

Ma gneti cM et ersyste ms- Res in -bonded-magnets.

hnpll\\~\'\\ magneticS)stems.con1/resin 1 htm

30