I;3-'
ProsidingSeminar Nasional Bahan Magnet I Serpong,11 Oktober2000
ISSN1411-
7630
BAHAN Ba-Sr FERIT SEBAGAI KOMPONEN MAGNET SUBSTITUSI IMPOR UNTUK INSTRUMEN SEDERHANA R. Dadan Rumdan, Rio Seto Y. PPAU, Mikroelektronika -lIB, JI. GanesaNo.1 0, Bandung
")
ABSTRAK
J-
di
BAHAN Ba-Sr FERIT SEBAGAI KOMPONEN MAGNET SUBSTITUSI IMPOR UNTUK INSTRUMEN SEDERHANA. Properti magnetik optimum Ba-Sr Ferit diperoleh melalui pengubahan temperatur sintering, waktu tahan, clan pengaturan laju waktu pendinginan dari temperatur sintering, kemudian mengamati perilakunya dengan mengukur parameter induksi remanensi (Br), gaya koersif (Hc), clanenergi maksimum (BH)maks. Kondisi proses sintering terbaik yang menghilsilkan properti ini terjadi pada temperatur sintering 1125 .C, waktu tahan 180 menit, clan laju pendinginan pada 2 kecepatan, 10 .C/menit clan 40 .C/menit. Hasil riset lain yang berhasil diamati adalah induksi remanensi Br ternyata dipengaruhi secara signifikan oleh perubahan temperatur sintering clanwaktu tahan, sedangkangaya koersif Hc clan energi maksimum (BH)maks hanya oleh perubahan temperatur sintering.
Kata Kunci : Fent, komponenmagnet,instrumensederhana
ABSTRACT Ba-Sr FERRIT AS MAGNETIC COMPONENT IMPORT SUBSTITUTE FOR SAMPEL INSTRUMENTS. The optimum Ba-Sr Ferrite magnetic property is found through varying the temperature of the sintering process,the holding time, and the cooling rate from the sintering temperature,and observing the behaviour by measuring the induction remanerce (Br), co~rcive force (Hc), and maximum energy (BH)max parameters. The best sintering condition that gives this property was achieved at sintering temperature 1125 °C, holding time 180 minutes, and two cooling rate levels, 10 °C/minute and 90 .C/minute. Other results gained from the reseachwere the influence of induction remanence due to variations in sintering temperature and holding time, and coercive force and maximum energy are only influenced by the variation of sintering temperature. Key Word: Ferrite, magnetic component, simple instrumel
PENDAHULUAN Kebijakan kandungan lokal atau substitusi impor mempakan satuupaya untuk menempatkan lebih banyak komponen lokal di dalam instrumen daD produk elektronika. Kebijakan ini mendorongpara peneliti untuk mendapatkan material yang sesuaiyang dapat diperoleh lokal untuk menggantikankomponen impor. Salah satu hasil adalah pemanfaatan Ba-Sr Ferit yang sanggup menghasilkanrapat fluksi magnetik 1500 gauss,melebihi komponen magnet yang umum dipakai pada instmmen sederhana seperti meteran air daD sejenisnya dengan rapat fluksi magnetik dalam rentang 500-1000 gauss. Penerapankebijakan substitusi impor mempakan upaya pemerintah agar industri dapat berkembang di Indonesia. Satujenis industri yang perin dikembangkan adalah komponen, khususnya komponen magnetik. Spektrum aplikasi komponen magnetik yang begitu lebar ternyata masih belum roenarik menjadi sebuah industri yang potensial, padahal material dasar magnet seperti Ba-Sr Fent tersedia.Penelitian ini mencobamemanfaatkan material Ba-Sr Ferit untuk dijadikan komponen magnet
54
dengan ruang lingkup kegiatan mencakup teknik dasar pembuatanataumanufaktur magnetpermanenBa-Sr Ferit menggunakan gabungan bahan teknis daD bahan pro analisis dan karakterisasi.Berdasarkanbasil karakterisasi dapat ditentukan apakah magnetyang dibuat layak secara teknis menggantikan komponen impor. Yang Menjadi parameter keberhasilan daTi peneltian yang dilakukan ini adalahbesarnyanilai induksi remanen (Br), gaya koersif (Hc), daD energi maksimum [(BH)maks].
HIPOTESA Sifat kemagnetanBa-Sr- Ferit dipengaruhioleh beberapavariabeldi dalamprosespembuatannya, salah satunyaadalahsintering. Kondisi sinteringyang dapat divariasikanadalahtemperatursintering, holding time atau waktu tahan pada temperatursintering, dan laju pendinginandati temperatursintering. Pengaruhdari masing-masing parameter tersebut terhadap sifat
Bahan Ba;.SrFerit SebagaiKomponenMagnet Substitusilmpor Untuk lnstrumen Sederhana(R Dadan Rumdan)
Prosiding SeminarNasional Bahan Magnet I Serpong,11 Oktober2000
ISSN 1411 -7630
Analisapengarohberbagaikondisisinteringterhadapkemagnetan dilakukanmenggunakan YatesAlgorithm.Tiga tabelberikutmemperlihatkan pengarohtersebutterhadapnilai rata-rataBr, Hc,danBhmaks.
Tabel 6. Gaya Koersif (Dc)
Tabel 7. Energi maksimum (Bh)maks
Tabe! 8. Data PengujianOpen Pore No.
56
Berat I
r
Berat 2 (gr)
5 6 7
48201 48821 4748
4.8145 4.926 4.7936 4.8852 48265 5 201 47547
8
47565
50151
re
03899 00067
03899 00067
0 617 3304 0 6516
I
01891
0 189.1
16~
I
Bahan Ba-Sr Ferit SebagaiKomponenMagnet SubstitusiImpor Untuk Instrumen Sederhana(R Dadan Rumdan)
Gambar 1. Contoh strukturmikro daTi sampel magnet penelitian dilakukan dengan temperatur sintering 1250. C, holding time 60 menit, daD laju pendinginan 40 .C.
Gambar2. Struktur mikro magnet meteranair
Untuk mendukung ana1isa Yate s algorithm idealnya hams diketahui besar ukuran butir dan rasa bahan. Namun karena faktor teknis yang tidak bisa dihindarkan hal ini be1umbisa dilaksanakan. Analisis daTi ketiga tabe1 (analisis Yates Algorithm) di alas memberikan: 1. Variasi temperatur sintering dengan 1125 °C dan 1250°C sertaholding time pactatemperatur sintering selarna60 menit dan 180 menit secarabersarna-sarna berpengaruh cukup signifIkan terhadap induksi remanensi (Br) sampe1magnetpenelitian. 2. Gaya koersif (H c) dan energi maksimum (BHmaks) hanya dipengaruhi secara signifikan oleh variasi 3.
4.
temperatur sintering. Kondisi sintering yang menghasilkan gaya koersif, induksi remanensi dan Bf[ maksimum daTi magnet penelitian yang paling bail. yaitu dengan temperatur sintering ll25°C, holding tinepada temperatur .\'interi ng se1arna180 menit, se:dangkanlaju pendinginan dapat dengan 1aju pendi.nginan 10°C/menit atau dengan laju pendinginan 40°C/menit. Dari struktur mikro magne:tmeteranair terlihat bahwa butir-butirnya cendernnt~ homogen dengan ukuran butir kurang dari 2 ~m. Sedangkan untuk magnet basil penelitian, secarawnum daTi struktur mikronya
terlihat bahwa ukuran butirnya cenderung tidak homogen dan acta butir-butirnya yang berukuran lebihdari 2 ~. Hal ini menyebabkansifatkemagnetan dati magnetmeteran air lebih baik dari magnet basil penelitian, karenaukuran butir memang berpengaruh terbadapsifat kemagnetan.Bila ukuran butir kecil (+ l~n) maka kemungkinan akan didapatkan butir dengandomain tunggal. Jika hal ini terjadi, maka bila sampel telah dimagnetisasi akan sui it untuk dihilangkan sifatkemagnetannya.Artinya bila medan magnetuntuk magnetisasidihilangkan, maka sampel akan tetap mempunyai nilai induksi remanen yang tinggi. Dan apabila sampel akan didemagnetisasi maka akan dibutuhkan medan magnet dengan arab yang berlawanan dengan medan magnet untuk magnetisasi yang sangat besar, artinya dibutuhkan gayakoersif yangbesar.Hal inikarma bila butirkecil, maka akan banyak batas butir yang dapat menghambat pergerakan dinding domain sehingga proses demagnetisasi akan sulit. Bahkan bila butir hanya mengandung 1 domain (ukuran butir:i: 1 J.Ull, maka prdses demagnetisasi dengan pergerakan dinding domain tidak dapatterjadi karena yangada hanya barns butir.Jadi proses demagnetisasi hanya dapat terjadi dengan pemutaran domain. Pacta material anisotropi yang uniaksial proses ini lebih sulit daripada pergerakan dinding domain. 5. Dari struktur mikro sampelpenelitian tidak terlihat dengan jelas perbedaan ukuran butirnya. Tetapi secaraumum ukuran butirnya tidak homo gen. Dari data basil pengujian ftaksi volume open pore dapat diketahui bahwa secara umum sampel dengan temperature sintering 1250 DC.Hal ini menandakan bahwa pacta sampel dengan temperatur sintering 1250 °C terjadi prosesdiffilsi yang lebih banyak yang menyebabkanpenutupan porositas yang lebih besar daripada sampel dengan temperatur sintering 1125 DC. Hal ini dapat berpengaruh terhadap sifat kemagnetan, terutama gaya koersifkarena porositas dapat menghambat pergerakan dinding domain sehinggaproses demagnetisasi lebih sulit. Sehingga dengan porositas yang lebih banyak maka gaya koersif akan lebih besar. Hal ini dapat kita libat dari nilai Hc sampel-sampelyang disinter pactatemperatur 1125 °C lebih besar dari sampel dengan temperatur sintering 1250 DC. Contoh kurva histerisis basil pengujian ditunjukan pacta Gambar3.
Prosiding SeminarNasional Bahan Magnet I Serpong,11 Oktober2000
el" Hc8 HcJ Hknie' BHmax 8A HA Hs
.1.51 .1.27 .3.17 9 ..5 ..76 .-65 .-13.88
( .'~I.At'Slk
kG kOe kOe kOe MG-Oe kG kOe kOe
J J J J J J J J J J
-.25 -.5 -.75 -1 -1.25 .1.5 .1.75 -2 -180 -200
.0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0 .0
ISSN 1411- 7630
kG kG kG kG kG kG kG kG kG kG
r,.", koell\ 1991 '~12/91
H-Co11 J-Coil HI H2 dH/dl H-Range J-Range Real temp SoIl-Temp. Thickness Al'ea
JH26XI SPl JH26XI SPl
Date: Testld
4 le-5
Job for Info
24
Info
3 3
le-5
45
Snape. Mellrial.
by:
Info
mm
252&2 cm"2
Res.file
Sample
:
05.0519: Dadan
0
Ring Flrritl
Tuga5~knir BeSrFe-.~
BeSrFe-.~ BaSrFe-.~ BaSrFe-4~
BaSrFe-..
Gambar 3. Kurva histerisis
KESIMPULAN
DAFTARPUSTAKA
Beberapa kesimpulan dapat diambil daTi basil analisis di atas: .
[1]. GOLDMAN, ALEX, Modern Ferrite Technology, Van Nostrand Reinhold, (1990). [2]. CALLISTER, W. D, Materials Science & Engineering, JohnWilley & Sons, (1999). [3]. WOHLFART,E.P., Ferromagnetic Material, Publishing Company,(1982). [4]. E.P,BOX, GEORGE,Statisticsfor Elperimenter,John Willey & Sons,(1994). [5]. Inorganic Phases,Alphabetical Index, International Centrefor Diffraction Data, (1983). [6J. REED, JAMES.S, Principles ofCeramicsProcessing, JohnWilley & Sons.Inc., (1995).
1.
Variasi temperatur sintering dengan 1125°C. daD 1250°C sertaholding time pada temperatur sintering selama60 meDii dan 180meDii secarabersama-sama berpengaruh secara signifikan terhadap induksi remanensi (Br) sampel magnetpenelitian. 2. Gaya koersi.f (Hc) daDere rgi maksimum (BHmaks) hanya dipengaruhi secara signifikan oleh variasi
3.
temperatur sintering. Kondisi sintering yang rnenghasilkan gaya koersif, induksi remanen daD BH maksimum daTi magnet pene1itianyang paling baik yaitu dengan temperatur sintering 1125 °C, holding time pada temperatur sintering se1ama 180 meDii, sedangkan 1aju
pendinginandapat denganlaju pendinginan 10 °C/menit
40°C/menit
58
atau dengan 1aju pendinginan
