BAB 1 Pendahuluan 1.1
Latar Belakang Magnet menjadi salah satu material yang kadang luput dari perhatian orang,
akan tetapi apabila diperhatikan lebih lanjut, ternyata magnet telah menjadi bagian dari kehidupan sehari-hari manusia sejak lama. Sebagai salah satu contoh adalah penggunaan speaker sebagai pengeras suara, alat ini menggunakan magnet sebagai salah satu komponen utamanya, dan tak dapat dipungkiri bahwa alat ini sudah ada sejak dulu sampai pengembangannya yang begitu pesat sekarang. Contoh lainnya adalah penggunaan magnet sebagai komponen pada telepon seluler sebagai alat penerima sinyal / receiver yang memungkinkan kita bisa berkomunikasi dimana saja. Dua contoh ini sudah bisa menjadi contoh yang menunjukkan kedekatan manusia dengan magnet. Dalam perkembangannya, terdapat dua macam jenis magnet, yaitu soft magnet dan hard magnet / magnet permanen. Soft magnet memiliki koersifitas dan remanensi yang rendah, sedangkan pada hard magnet memiliki nilai koersifitas dan remanensi yang tinggi.[2] Baik soft magnet ataupun hard magnet memiliki aplikasi yang berbedabeda, tergantung pada penggunaannya. Magnet yang akan dibahas pada laporan ini adalah magnet barium ferit. Barium ferit banyak diaplikasikan untuk magnet permanen. Magnet ini dikenal memiliki sifat yang bagus, memang tidak sebagus magnet yang berbahan dasar NdFeB, dan SmCo yang memiliki sifat yang sangat bagus. Barium ferit banyak digunakan karena harganya yang murah, berbeda dengan magnet yang berbahan dasar NdFeB, dan SmCo yang harganya di pasaran sangat mahal, karena tergolong material rare-earth. Karena harganya yang murah, maka untuk produksi massal biayanya akan rendah. Sifat magnet yang dimiliki barium ferit dinilai cukup untuk memenuhi kebutuhan, sehingga meskipun tidak setinggi magnet NdFeB atau SmCo, tetap bisa digunakan. Selain murah magnet barium ferit dikenal karena sifat materialnya yang cukup baik. Barium ferit memiliki koersifitas dan remanensi yang cukup tinggi, koersifitas yang tinggi karena sifat anisotropi magnet yang tinggi. Selain itu barium ferit memiliki nilai temperatur Curie yang baik, sehingga sangat bagus untuk dibuat menjadi magnet permanen. Sifat lain yang menjadi keunggulan barium ferit yaitu
1
memiliki ketahanan terhadap korosi dan memiliki sifat kimia yang stabil.[3] Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Kaczmarek,dkk[4,5] , dikemukakan bahwa koersifitas magnet meningkat seiring dengan ukuran butir yang semakin mengecil. Oleh karena itu untuk mendapatkan magnet barium ferit yang baik, ukuran butir yang terbentuk diusahakan berskala nano, sehingga terbentuk single domain, lalu fasa yang terbentuk tunggal / homogen, dan distribusi ukuran partikelnya harus kecil. Dalam perkembangannya, pembuatan barium ferit ini dapat melalui berbagai macam metode. Metode yang telah dikembangkan adalah (effect boric acid) metode kopresipitasi ( Roos, 1980 ), metode organik resin ( Licci and Besagni, 1984 ), sintesis aerosol ( Cabanas et al, 1994 ), proses mediasi mikroemulsi ( Pillai et al, 1992 ), dan metode sintesis sol-gel ( Zhang et al, 1997 ). Selain itu metode yang cukup banyak dipakai adalah metode konvensional yaitu metode solid-state. Metode yang akan dipakai pada percobaan ini adalah metode sol-gel atau self-propagated atau auto combustion. Metode ini memberikan beberapa keuntungan seperti yang dilaporkan Bahadur[3],yaitu menggunakan pencampuran larutan untuk mencapai komposisi kimia yang diinginkan, reagen yang digunakan mudah ditemukan, dopant dapat dengan mudah ditambahkan pada produk akhir, agglomerasi yang terjadi pada serbuk terbatas, dan tidak diperlukan peralatan khusus. Selain itu dengan metode sol-gel ini didapatkan hasil serbuk yang berukuran nano, sehingga akan didapatkan magnet yang memiliki kualitas baik, karena memiliki koersifitas dan remanensi yang tinggi, sehingga baik untuk dibuat magnet permanen. Proses sol-gel akan dibahas di teori dasar, pada bab selanjutnya. Meskipun memiliki banyak keuntungan, penelitian tentang pembuatan serbuk barium ferrite melalui sol gel auto combustion masih belum terlalu banyak, walaupun metode ini sudah dikembangkan sejak 1997. Beberapa percobaan yang telah dilakukan untuk melihat pengaruh parameter sintesis melalui metode ini adalah pengaruh rasio bahan bakar[3], pengaruh kondisi milling dan penambahan NaCl-KCl[6] , dan pengaruh pH.[7] Pada penelitian ini, serbuk barium ferrite dibuat dengan metode sol gel auto combustion dengan penambahan oksidan lain (selain nitrat logam) berupa H2O2 dengan konsentrasi yang berbeda-beda, untuk melihat pengaruh penambahan oksidan tersebut terhadap karakteristik (ukuran dan morfologi serbuk) dan sifat magnet serbuk yang terbentuk.
2
1.2
Tujuan Penelitian 1. Mempelajari cara pembuatan serbuk barium ferrite khususnya metode sol gel auto combustion. 2. Membuat serbuk barium ferrite dengan metode sol gel auto combustion. 3. Mengetahui pengaruh penambahan oksidan H2O2 dengan konsenterasi yang berbeda-beda terhadap karakteristik dan sifat magnet barium ferrite yang dibuat melalui metode sol gel auto combustion.
1.3
Batasan Masalah Ruang lingkup pembahasan pada penelitian ini terfokus pada pembuatan
serbuk barium ferrite dengan metode sol gel auto combustion dengan menggunakan bahan baker asam sitrat. Karakterisasi yang digunakan untuk melihat pengaruh penambahan oksidan H2O2 dengan konsenterasi yang berbeda-beda adalah XRD, SEM, dan permagraph magnetometer.
1.4
Metode Penelitian Metode penelitian dalam tugas sarjana ini adalah sebagai berikut : ¾ Studi pustaka ¾ Percobaan di Laboratorium Proses Material Program Studi Teknik Fisika ¾ Karakterisasi serbuk hasil percobaan dengan XRD, SEM, dan Permagraph. ¾ Analisis hasil karakterisasi untuk mengetahui karakteristik serbuk yang dibuat.
1.5
Sistematika Pembahasan Laporan tugas sarjana ini dibagi dalam lima bab. Bab 1 membahas tentang pendahuluan yang meliputi latar belakang, tujuan
penelitian, batasan masalah, metode penelitian, dan sistematika pembahasan. Bab 2 membahas tentang kaji kepustakaan yang mendukung topik penelitian yang diperoleh dari berbagai sumber. Kepustakaan tersebut meliputi pengantar tentang magnet, uraian tentang barium ferrite, beberapa metode yang telah dilakukan untuk membuat serbuk barium ferrite. Bab 3 berisi tentang metodologi penelitian, peralatan dan bahan yang digunakan, prosedur percobaan dan percobaan yang dilakukan. Bab 4 mambahas hasil data karakterisasi XRD, SEM, dan Permagraph.
3
Bab 5 berisikan kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan. Bab ini juga memuat saran penulis terhadap hasil penelitian untuk pengembangan penelitian di masa yang akan datang.
4
