PELAPISAN PENYERAP GELOMBANG RADAR MAGNETITE (Fe 3 O 4 ) MENGGUNAKAN CAT ANTI KOROSI

TUGAS AKHIR - SF 141501

PELAPISAN MAGNETITE KOROSI

PENYERAP GELOMBANG RADAR (Fe3O4) MENGGUNAKAN CAT ANTI

Shofiyatun NRP 1112 100 003 Dosen Pembimbing Dr. Mashuri, M.Si

Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

TUGAS AKHIR - SF 141501

PELAPISAN PENYERAP GELOMBANG RADAR MAGNETITE (Fe3O4) MENGGUNAKAN CAT ANTI KOROSI Shofiyatun NRP 1112 100 003 Dosen Pembimbing Dr. Mashuri, M.Si

Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

i

FINAL PROJECT - SF 141501

RADAR WAVE ABSORBENT COATING MAGNETITE (Fe3O4) USING ANTI CORROSION PAINT Shofiyatun NRP 1112 100 003

Advisor Dr. Mashuri, M.Si

Department of Physics Faculty of Mathematics and Natural Sciences Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017

ii

trELAFISAH j\l A {; l; E T t ? f

i

YgA.{g GELI}EI

I{{;

E.q

R^{B

}i*:*;i i}€gHGGI H =lHA,\ {lilT {*R{}5r

Alir?'

P

EH

SA

TilGra= Agtg{:l9 Diajukan Linfuk Memenuhi Salah Satu Syarat 1\{emperoleh Gelar Sarjana Sains pada

Bidang

Fi sika \,lateri al

Frogram Studi

S-l Juiusan Fisika

Fakultas Matematika dan ih-nu Pengetahuan Alam

lnstitut Telmclogi Sepuluh Nopember

Gleir:

SHOFIY-AT'U}i NRP 1 I I2100003

Disetuiui oleh Pernbimbing Tugas

Dr. Mashuri, M.Si ^\lP.

19691216 199442 I

E

PELAPISAN PENYERAP RADAR MAGNETITE (Fe3O4) MENGGUNAKAN CAT ANTI KOROSI Nama : Shofiyatun NRP : 1112100003 Departemen : Fisika, FMIPA-ITS Pembimbing : Dr. Mashuri, M.Si Abstrak Telah dilakukan penelitian mengenai pelapisan penyerap radar magnetite (Fe3O4) menggunakan cat anti korosi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan yang efisien antara magnetite (Fe3O4) dan cat anti korosi untuk menghasilkan lapisan penyerap gelombang radar serta untuk mengetahui pengaruh ketebalan lapisan terhadap penyerapan gelombang radar. Proses sintesis dilakukan dengan empat tahapan, yaitu proses separasi magnetik, proses penggilingan bahan magnetik, proses pencampuran bahan dan proses pelapisan bahan. Karakterisasi yang dilakukan diantaranya adalah FTIR, XRD, VSM dan VNA. Dari analisa FTIR bahan yang telah dicampurkan, diperoleh ikatan-ikatan Fe-O dan ikatan-ikatan yang membentuk gugus fungsi resin epoxy serta calcite (CaCO3). Dari analisa XRD bahan yang telah dicampurkan, diperoleh fasa Fe3O4 dan fasa calcite (CaCO3). Hasil XRD yang menyatakan gabungan dua fasa tersebut memperkuat hasil FTIR yang menunjukkan telah terbentuk komposit pada proses pencampuran bahan. Dari uji VSM menyatakan bahwa lapisan penyerap radar merupakan magnet lunak yang ditunjukkan dengan nilai medan koersivitas sebesar 0,0465 T. Dari hasil VNA diperoleh perbandingan yang efisien antara Fe3O4 dan cat anti korosi untuk menghasilkan penyerap gelombang radar sebesar 30%:70% dengan nilai RL sebesar -5.9 dB pada frekuensi 10,10 GHz. Ketebalan lapisan yang menghasilkan penyerapan paling besar pada rentang frekuensi 8-12 GHz adalah 0,9 mm, sedangkan lebar pita paling besar diperoleh pada lapisan 1,2 mm. Dari penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa perbandingan yang efisien iv

antara Fe3O4 dan cat anti korosi untuk menghasilkan penyerap gelombang radar sebesar 30%:70% dengan nilai RL yaitu -5.9 dB. Ketebalan lapisan berpengaruh lebar pita penyerapan dan pergeseran pita penyerapan. Tebal lapisan yang menghasilkan penyerapan paling optimal adalah 1,2 mm. Kata kunci: Cat Anti Korosi, Magnetite, RAM.

v

RADAR WAVE ABSORBENT COATING MAGNETITE (Fe3O4) USING ANTI CORROSION PAINT Name NRP Major Advisor

: Shofiyatun : 1112100003 : Physics, FMIPA-ITS : Dr. Mashuri, M.Si

Abstract The research about radar absorbent coating magnetite (Fe3O4) using anti-corrosion paints has been conducted. This study aims to determine an efficient comparison between magnetite (Fe3O4) and anti-corrosion paints to produce a radar wave absorbing layers as well as to determine the effect on the absorption layer thickness radar waves. Synthesis process carried out by four stages, namely the process of magnetic separation, magnetic material grinding process, the process of mixing the ingredients and the process of coating materials. Characterization were conducted were FTIR, XRD, VSM and VNA. FTIR analysis of the material that has been mixed, acquired the bonds of Fe-O and the bonds that form the functional group of epoxy resin and calcite (CaCO3). XRD analysis of the material that has been mixed, obtained Fe3O4 phase and calcite phase (CaCO3). The XRD results stating a combination of two of these phases strengthen the FTIR results showed the composite has been formed in the process of mixing the ingredients. VSM of the test states that radar absorbent coating is soft magnets are indicated by the value of 0.0465 T. coercivity field of the results obtained VNA efficient comparison between Fe3O4 and anticorrosion paints to produce a radar wave absorbing 30%: 70% to the value of RL amounted to -5.9 dB at freuency 10,10 GHz. The thickness of the layer that generates the greatest absorption in the frequency range 8-12 GHz is 0.9 mm, while the greatest bandwidth obtained on a layer 1.2 mm. From the research that vi

has been done, it can be concluded that an efficient comparison between Fe3O4 and anti-corrosion paints to produce a radar wave absorbing 30%: 70% to the value of RL is -5.9 dB at 10,10 GHz. The layer thickness affect the absorption bandwidth and the friction of absobption freuency. the greatest bandwidth obtained on a layer 1.2 mm. Keywords : Anti Corrosion Paint, Magnetite, RAM

vii

KATA PENGANTAR Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta inayahNya kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Tak lupa sholawat serta salam penulis haturkan kepada beliau baginda Rasullah SAW yang telah membawa kita dari zaman kegelapan menuju zaman yang terang benderang. Tugas Akhir (TA) ini, penulis susun sebagai syarat wajib untuk memperoleh gelar sarjana di jurusan Fisika FMIPA ITS dengan judul : PELAPISAN PENYERAP GELOMBANG RADAR MAGNETITE (Fe3O4) MENGGUNAKAN CAT ANTI KOROSI Karya tulis ini, dipersembahkan penulis kepada masyarakat Indonesia sebagai salah satu pemanfaatan kekayaan alam Indonesia. Ucapan terimakasih juga disampaikan penulis kepada semua pihak yang telah mendukung dalam penyelesaian penelitian serta penulisan tugas akhir ini. 1.

2. 3. 4.

5.

Kedua orang tua tercinta, Ibu Ngatemi dan Bapak Jani yang selalu memberikan dukungan, do'a, motivasi-motivasi dan segala yang dibutuhkan penulis. Adikku tersayang, Achmad Raihan Firmansyah yang selalu memberikan semangat tersendiri untuk penulis. Syaifudin, SE yang selalu memberikan dukungan, kasih sayang, semangat dan menemani suka duka penulis. Kementrian Pendidikan RI yang telah memeberikan beasiswa kepada penulis melalui Program BIDIKMISI sehingga penulis dapat menempuh pendidikan S1 di kampus perjuangan ITS Bapak Dr. Mashuri, M.Si selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, Kerja Praktek dan PKM PE 2016 yang senantiasa

viii

6.

7. 8.

9.

10.

11.

12. 13.

14.

15.

16.

memberikan bimbingan, arahan, wawasan dan motivasi kepada penulis hingga dapat menyelesaikan tugas akhir. Bapak Dr. Yono Hadi Pramono M. Eng. beserta Bapak Eko Minarto selaku ketua dan sekretaris Departemen Fisika FMIPA ITS Bapak Bachtera Indarto, M.Si selaku dosen wali, yang selalu memberikan nasehat dan arahan kepada penulis. Seluruh Dosen dan pegawai di Departemen Fisika FMIPA ITS Surabaya yang telah memberikan ilmu dan berbagi pengalaman kepada penulis. Bapak Sholeh dan bapak Slamet selaku laboran Laboratorium Fisika Material yang telah membantu penulis dalam proses penelitian. Partner Tugas Akhir, Faisol yang membantu penulis dalam penelitian, Fera yang mengarahkan penulis serta Lutfi dan Okta yang menyemangati penulis menyelesaikan tugas akhir. Rekan – rekan bidang Fisika Material khususnya Regina, Akmal, Dewangga, Mega, Leny, Yusro, Deril dan lain-lain yang banyak membantu penulis dalam proses penelitian dan penulisan tugas akhir. Mbak Wahyuni yang telah memberikan arahan kepada penulis dalam penelitian. Seluruh teman-teman Fisika ITS 2012 yang telah memberikan kebersamaan, motivasi dan semangat kepada penulis. Diani sebagai teman sekamar dan Wahyu Indayani sebagai sahabat sejak awal kuliah, yang senantiasa memberikan semangat dan saran kepada penulis. Pihak-pihak yang terkait dalam pengujian material penelitian, Laboratorium Teknik Material dan Metalurgi ITS dan LIPI Bandung. Teman-teman yang selalu memberi dukungan, bantuan dan tempat berkeluh kesah, Sandy Risda, Arif Makmun, Fardan Nozami serta seluruh dulur Pencak Silat ITS

ix

17. Saudara-saudaraku di Perisai Diri ITS, Perisai Diri SMKN 2 Bojonegoro, dan segenap pelatih yang selalu mengingatkan, memotivasi dan mengajarkan budi luhur pada penulis. 18. Keluargaku PMII 1011, Kontrakanita PMII 1011, atas doadoa dan dukungannya kepada penulis. 19. Teman-teman dari kontrakan sebelah, keputih III/35 yang telah meminjamkan koneksi internet kepada penulis selama proses penulisan tugas akhir. 20. Penghuni Laboratorium Spektro, mas Slamet, mas Sony, mas Mufid dan Eky atas hiburannya selama proses penulisan. 21. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih terdapat kesalahan. Mohon kritik dan saran pembaca guna menyempurnakan laporan ini. Akhir kata semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak. Amiin Ya Rabbal Alamiin. Surabaya, Januari 2017

Penulis [email protected]

x

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.................................................................... i COVER PAGE ........................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN....................................................... iii ABSTRAK.................................................................................. iv ABSTRACT ............................................................................... vi KATA PENGANTAR ............................................................. viii DAFTAR ISI .............................................................................. xi DAFTAR TABEL .................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ............................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN .......................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN ............................................................1 1.1 Latar Belakang ...................................................................1 1.2 Rumusan Masalah ..............................................................2 1.3 Batasan Masalah.................................................................3 1.4 Tujuan Penelitian ...............................................................3 1.5 Manfaat Penelitian .............................................................3 1.6 Sistematika Penulisan Laporan .........................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................5 2.1 Pasir Besi............................................................................5 2.2 Senyawa Magnetite Fe3O4 ..................................................8 2.3 Sifat Magnetik bahan .......................................................11 2.4 Cat ....................................................................................12 2.5 Komposit Fe3O4................................................................14 xi

2.6 Spray Coating .................................................................. 15 2.7 RAM ................................................................................ 16 BAB III METODOLOGI......................................................... 21 3.1 Alat dan Bahan ................................................................ 21 3.1.1 Alat ............................................................................ 21 3.1.2 Bahan ......................................................................... 21 3.2 Langkah Kerja ................................................................. 21 3.2.1 Separasi Magnetik Pasir Besi Lumajang ................... 21 3.2.2 Proses Penggilingan ................................................... 22 3.2.3 Proses Pencampuran ................................................. 22 3.2.4 Proses Pelapisan......................................................... 23 3.4.5 Karakterisasi .............................................................. 24 3.3 Diagram Alir Penelitian................................................... 25 BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ............... 29 4.1 Preparasi Sampel ............................................................. 29 4.1.1 Hasil Separasi Magnetik Pasir Besi ........................... 29 4.1.2 Hasil Milling Bahan Magnetik Pasir Besi.................. 31 4.1.3 Hasil Pencampuran Bahan ........................................ 33 4.1.4 Hasil Pelapisan dengan Metode Spray Coating ......... 34 4.2 Analisa Ikatan Kimia Komposit RAM ............................ 36 4.3 Analisa Fasa Komposit RAM.......................................... 40 4.4 Analisis Sifat kemagnetan ............................................... 41 4.5 Analisa Penyerapan Gelombang Mikro (8-12 GHz) ....... 45 BAB V KESIMPULAN ............................................................ 51 5.1 Kesimpulan...................................................................... 51 5.2 Saran ................................................................................ 51 DAFTAR PUSTAKA ............................................................... 53 LAMPIRAN .............................................................................. 57 BIOGRAFI PENULIS.............................................................. 69 xii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hasil uji XRF pasir besi................................................7 Tabel 4.1 Hasil uji XRF pasir besi setelah proses seperasi.........30 Tabel 4.2 Hasil analisa hasil pengujian FTIR dengan referensi 38 Tabel 4.3 Hasil uji XRF kandungan cat......................................41 Tabel 4.4 Perbandingan nilai Hc, Ms dan Mr antara Fe3O4 dan komposit Fe3O4 ............................................................44 Tabel 4.5 Perbandingan nilai absorbsi masing-masing sampel dengan variasi konsentrasi ...........................................47 Tabel 4.6 Analisa lebar pita penyerapan.....................................49

xiii

Daftar Gambar Gambar 2.1 Pasir besi lumajang ..................................................... 6 Gambar 2.2 Struktur kubik ferit ...................................................... 9 Gambar 2.3 Struktur hexagonal Fe3O4............................................ 9 Gambar 2.4 Struktur spinel Fe3O4 ................................................. 10 Gambar 2.5 Kurva histerisis. ......................................................... 12 Gambar 2.6 Spray Coating ............................................................ 16 Gambar 2.7 Jenis interaksi gelombang pada material.................... 17 Gambar 2.8 Perpindaahan satu dipole listrik ................................. 18 Gambar 3.1 Peralatan planetary ball mill fritsch pulverisette 5 .... 23 Gambar 3.2 mixer .......................................................................... 23 Gambar 3.3 Proses pelapisan pada plat ......................................... 23 Gambar 3.4 Diagram proses separasi magnetik ............................. 25 Gambar 3.5 Diagram alir proses penggilingan . ............................ 26 Gambar 3.6 Diagram alir proses pencampuran dan pelapisan. ...... 27 Gambar 4.1 Pasir Besi ................................................................... 31 Gambar 4.2 Hasil Milling Pasir Besi.. ........................................... 31 Gambar 4.3 Hasil XRD bahan magnetik setelah proses separasi dan milling ......................................................................... 32 xiv

Gambar 4.4 Hasil pencampuran antara Fe3O4 dan cat anti korosi . 34 Gambar 4.5 Sampel hasil pelapisan dengan metode spray coating . .................................................................................... 36 Gambar 4.6 Hasil uji FTIR lapisan Fe3O4...................................... 37 Gambar 4.7 Hasil Uji XRD bahan magnetik dan komposit RAM..40 Gambar 4.8 Hasil uji VSM sampel komposit Fe3O4 dan Fe3O4 .... 43 Gambar 4.9 Hasil uji VNA sampel lapisan Fe3O4 dengan variasi konsentrasi .................................................................. 46 Gambar 4.10 Hasil uji VNA sampel lapisan Fe3O4 dengan variasi ketebalan ..................................................................... 48

xv

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A

.................................................................55

LAMPIRAN B

.................................................................57

LAMPIRAN C

.................................................................61

LAMPIRAN D

.................................................................63

xvii

BAB I PENDAHULUAN 1. 1 Latar Belakang Dengan meningkatnya perkembangan teknologi deteksi radar, Radar Absorbing Material (RAM) menyita banyak perhatian karena kemampuannya dalam menyerap gelombang mikro dan keefektifannya dalam mengurangi pancar kembali gelombang elektromagnetik. Sehingga RAM merupakan material yang menjanjikan untuk diaplikasikan pada teknologi pesawat siluman, kapal siluman, gangguan gambar televisi di bangunan tinggi dan proteksi (Shin and Oh, 1993). RAM dapat diklasifikasikan sebagai magnetik, dielektrik atau hybrid (kombinasi antara material magnetik dan dielektrik). Klasifikasi tersebut didefinisikan menurut mekanisme interaksi gelombangmateri (Folgueras and Rezende, 2008). RAM secara khusus dirancang sebagai material yang menekan terjadinya refleksi energi elektromagnetik pada permukaan penyerapan dengan menghilangkan medan magnet dan atau medan listrik dari gelombang menjadi panas (Wang et al., 2011). Fe merupakan salah satu material yang mempunyai sifat magnetik cukup tinggi. Material Fe ini terdapat pada pasir besi dimana pasir besir besi merupakan salah satu potensi alam yang melimpah di Indonesia. Pasir besi Lumajang adalah salah satu pasir besi yang banyak mengandung Fe. Dalam penelitian Wahyuni, pada pasir besi Lumajang yang telah dilakukan proses separasi dan milling diketahui mempunyai kandungan Fe sebesar 82,63% (Lestari, 2015). Untuk memenuhi aplikasi penyerap gelombang radar berbasis bahan magnetik Fe yang diinginkan, saat ini banyak dikembangkan desain-desain penyerap radar berupa komposit, dimana penyerap radar ini dibuat dengan bahan campuran antara serbuk bahan magnetik dan bahan pengikat (Muklisin, 2013). Desain RAM yang baik biasanya dibatasi oleh faktor-faktor seperti berat, ketebalan, ketahanan terhadap lingkungan, dan 1

2 biaya. Tipis, ringan, sifat penyerapan dan kemampuan mekanik yang kuat merupakan empat sifat yang diperlukan untuk RAM di masa depan (Laxminarayana T.A. et al., 2015). Agar dapat diaplikasikan pada kapal, pesawat ataupun benda-benda lainnya, desain ini dibuat dalam bentuk lapisan yang mana dapat melapisi permukaan benda tersebut agar tidak terdeteksi oleh gelombang radar. Pada umumnya, yang digunakan untuk melapisi bagian permukaan suatu benda adalah cat. Cat digunakan sebagai lapisan proteksi atau dekorasi permukaan dan akan mengering dengan oksidasi, polimerisasi dan evaporasi (Ramadhani, 2013). Pada penelitian sebelumnya, pengaplikasian bahan penyerap gelombang radar berbasis Fe ini dikombinasikan dengan resin epoxy membentuk suatu komposit Fe3O4 – epoxy. Dari penelitian tersebut, diperoleh nilai RL (reflection loss) sebesar -17,26 dB pada frekuensi 10,8 GHz (Sari, 2012). Pada penelitian lainnya, seperti pada pelapisan single layer dan desain double layer material penyerap radar, bahan magnetik ini dikombinasikan dengan cat anti korosi dan dilapiskan pada plat baja (Rachmawati, 2016) (Ristiani, 2016). Berdasarkan penelitian-penelitian yang telah ada tersebut, maka pada penelitian ini akan dilakukan pelapisan bahan magnetik yaitu magnetite (Fe3O4) sebagai penyerap radar dengan menggunakan cat anti korosi. Pada penelitian komposit Fe3O4 – epoxy, pelapisan single layer dan desain double layer material penyerap radar, proses pelapisan dilakukan dengan mencetak. Sementara proses pelapisan dalam penelitian ini dilakukan dengan metode spray dengan harapan dapat menghasilkan lapisan yang lebih homogen dan dapat melingkupi area-area yang sulit dijangkau. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah yang akan dibahas pada penelitian ini adalah:

3 1. Bagaimana mengetahui perbandingan yang efisien antara Fe3O4 dan cat anti korosi untuk menghasilkan lapisan penyerap gelombang radar? 2. Bagaimana mengetahui pengaruh ketebalan lapisan Fe3O4 yang dilapiskan menggunakan cat anti korosi terhadap penyerapan gelombang radar? 1.3 Batasan Masalah Pada penelitian ini, permasalahan dibatasi oleh metode reduksi ukuran partikel yang digunakan yaitu penggilingan (milling) dengan kecepatan 150 rpm selama 6 jam, penyerapan gelombang mikro pada frekuensi 8 sampai 12 GHz, pengaruh konsentasi Fe3O4 dan cat anti korosi terhadap lapisan penyerapan radar, serta metode pelapisan yang dilakukan adalah metode spraying menggunakan spray gun dengan lubang keluaran sebesar 0,35 mm. 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Mengetahui perbandingan yang efesien antara Fe3O4 dan cat anti korosi untuk menghasilkan lapisan penyerap gelombang radar. 2. Mengetahui pengaruh ketebalan lapisan Fe3O4 yang dilapiskan menggunakan cat anti korosi terhadap penyerapan gelombang radar. 1.5 Manfaat penelitian Manfaat penelitian ini ditinjau dari segi ekonomi diharapkan dapat meningkatkan nilai jual sumber daya alam negeri ini, khususnya pasir besi. Sedangkan jika ditinjau dari ilmu pengetahuan dan teknologi diharapkan dapat menjadi suatu referensi pengaplikasian pasir besi sebagai bahan penyerap gelombang radar dalam bentuk lapisan dengan metode spray.

4 1.6 Sistematika penulisan Penulisan Tugas akhir ini terdiri dari abstrak yang berisi gambaran umum dari penelitian ini. Bab I pendahuluan yang memuat latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan. Bab II tinjauan pustaka berisi tentang dasar-dasar teori yang digunakan sebagai acuan dari penelitian, Bab III metodologi penelitian, Bab IV hasil penelitian dan pembahasannya, dan Bab V kesimpulan dan saran.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pasir Besi Salah satu potensi alam terbesar yang ada di Indonesia adalah pasir besi. Pasir besi biasanya dimanfaatkan untuk bahan baku di sektor industri dan produksi yaitu dengan cara mengolahnya menjadi bahan dasar bangunan, logam, besi, semen dan lain-lain. Sumber daya pasir yang ada di Indonesia banyak dijumpai di sepanjang pantai dari Nangroe Aceh Darussalam sampai Sulawesi Tengah dengan jumlah yang cukup banyak yakni sekitar 135.282.390 ton pada tahun 2003 (Ishlah and Geologi, 2005). Pasir besi ini juga banyak ditemui di sepanjang pesisir pantai selatan seperti di Lumajang, Ciamis, Cilacap, Banten, Yogyakarta dan Tasikmalaya. Keberadaan pasir besi ini salah satunya dipengaruhi oleh aktivitas gunung Semeru. Dimana luapan dari aktivitas gunung Semeru tersebut dialirkan di sungai sehingga mencapai sepanjang pantai selatan. Di Lumajang sendiri, terdapat sekitar 2.650 Ha area pertambangan pasir besi (“:: Kabupaten Lumajang ::,” n.d.) Pasir Besi adalah mineral endapan (sedimen) yang memiliki ukuran butir 0,074 hingga 0,075 mm, dengan ukuran kasar (5 mm hingga 3 mm) dan halus (<1 mm) (Sunaryo, 2010). Endapan ini mengandung partikel bijih besi (magnetit), yang terdapat di sepanjang pantai, terbentuk karena proses penghancuran oleh cuaca, air permukaan dan gelombang terhadap batuan asal yang mengandung mineral besi seperti magnetit, ilmenit, oksida besi, kemudian terakumulasi serta tercuci oleh gelombang air laut (Ishlah and Geologi, 2005). Pada umumnya, pasir mengandung komposisi utama besi oksida (Fe2O3 dan Fe3O4), silikon oksida (SiO2) dan senyawa lain dengan kadar yang lebih rendah (Sholihah, 2010). Pasir besi yang ada di Lumajang ini memiliki kandungan ferum yang lebih tinggi yaitu sebesar 4050% dan kandungan lain seperti titanium (Ti), Vanadium (V), Nikel (Ni) dan cobalt (Co) (Fajrin, 2016). Mineral utama pasir 5

6 yaitu Fe2O3 dan Fe3O4 ini memiliki sifat kemagnetan yang tinggi, akan tetapi Fe2O3 memiliki interaksi yang lebih lemah di dalam medan magnet dibanding dengan Fe3O4 (Lestari, 2015).

Gambar 2.1 Pasir besi lumajang

Sejauh ini, telah banyak dilakukan penelitian untuk meningkatkan nilai jual pasir besi diantaranya analisis ukuran kristal, sifat magnetic dan penyerapan gelombang mikro pada X dan KU-band bahan magnetit (Fe3O4) yang dibuat dengan metode penggilingan (Milling) oleh Wahyuni dan komposit epoxy- Fe3O4 sebagai bahan penyerap gelombang radar pada frekuensi 8-12,4 GHz oleh Riska. Pada penelitian Wahyuni dan Riska dilakukan pemisahan bahan magnetit pasir besi dengan cara separasi magnetik menggunakan magnet permanen dan kertas sebagai pemisahnya. Sehingga diperoleh bahan magnetik dengan prosentase yang lebih besar. Komposisi kandungan pasir besi dapat dilihat setelah dilakukan pengujian menggunakan alat uji XRF (X-Ray Fluoresence). Berikut ini merupakan hasil uji XRF pada pasir besi yang telah diseparasi sebanyak 10 kali (Fajrin, 2016).

7 Tabel 2.1 Hasil uji XRF pasir besi

Unsur Fe Si Ti Al Ca Bi Eu V Mn K Rb Re P Ni Cr Cu Zn Yb

Komposisi (%) 78,01 ± 0,08 7,5 ± 0,03 5,940 ± 0,04 2,4 ± 0,1 2,04 ± 0,03 0,67 ± 0,06 0,63 ± 0,09 0,60 ± 0,05 0,48 ± 0,02 0,47 ± 0,01 0,44 ± 0,007 0,3 ± 0,06 0,2 ± 0,01 0,12 ± 0,0096 0,095 ± 0,005 0,083 ± 0,006 0,07 ± 0,02 0,02 ± 0,01

Sifat Oksida Besi: a. Besi (II) oksida (FeO) atau oksida besi dikenal juga sebagai wustite dalam bentuk mineral. Bubuk oksida hitam ini dapat menyebabkan ledakan seperti mudah terbakar b. Besi (III) oksida (Fe2O3) atau oksida besi dikenal juga sebagai bijih besi (bentuk alfa) atau maghemite (bentuk gamma) dalam bentuk mineral. Sebagai bahan kimia industri ini umumnya disebut rounge. Dalam lingkungan yang kering atau alkali, besi oksida itu dapat menyebabkan pengvasifan dan menghambat karat, namun juga merupakan komponen utama karat.

8 c. Besi (II,III) oksida (Fe3O4) atau besi oksida dikenal juga sebagai magnetite atau magnet dalam bentuk mineral (Sholihah, 2010). 2.2 Senyawa Magnetite (Fe3O4) Senyawa magnetite (Fe3O4) adalah mineral oksidasi besi yang terkandung dalam pasir besi di daerah pantai atau sungai. Mineral ini dikenal juga sebagai besi hitam (black iron oxide) atau ferrous ferrite dan merupakan oksida logam yang paling kuat sifat magnetisnya. Salah satu kelebihan magnetite yaitu absorben dimana sifat ferromagnetiknya yang mampu menyerap gelombang elektromagnetik melalui mekanisme kemagnetan khususnya terhadap atom-atom atau ion-ion logam yang bersifat paramagnetik (Sholihah, 2010; Lestari, 2015). Dalam magnetit (Fe3O4) mengandung ion Fe2+ dan ion 3+ Fe . Rumus kimia Sintesis Rumus kimia magnetit/ferit sering ditulis dalam bentuk FeO. Fe2O3, dengan satu bagian adalah wustite (FeO) dan bagian yang lainnya adalah hematite (Fe2O3). Magnetit mempunyai struktur kristal spinel dengan sel unit kubik yang terdiri dari 32 ion oksigen, dimana celah-celahnya ditempati oleh ion Fe2+ dan ion Fe3+. Delapan ion Fe3+ dalam tiap sel berada pada bagian tetrahedral, karena berlokasi di tengan sebuah tetrahedron yang keempat sudutnya ditempati ion oksigen. Tiaptiap unit sel berisi sejumlah ion, di mana secara kompleks sulit dibayangkan. Satu sel terbagi menjadi 8 oktan (kubus spinel), masing-masing berukuran a/2 (Gambar 2c), empat oktan yang berarsir memiliki ukuran isi yang sama, begitu pula dengan cara yang sama, tetrahedral di oktan, terarsir dan octahedral di oktan tidak terarsir. Bentuk heksagonal dari Fe3O4 dapat dilihat pada Gambar 3. (Sholihah, 2010).

9

Gambar 2.2 Struktur Kubik Ferit (cullity, B. D. 1972), (a) posisi ion logam dalam kristal tetrahedral (A), (b) posisi ion logam dalam octahedral (B), (c) gabungan tetrahedral dan octahedral, (d) kubik magnet.

Gambar 2.3 Struktur heksagonal Fe3O4 (Solihah, 2010). (a). Gambar sisi samping dan atas Fe3O4 (111).

10 Berdasarkan data crystallography (CIF) dengan kode 1010369 diketahui bahwa Fe3O4 memiliki space group F d -3 m (227) dengan parameter kisi a=b=c sebesar 8,3840 Å dan sudut α=β=γ=900 (Ristiani, 2016). Struktur kristal magnetik alami dan buatan dalam skala mikro terlihat seperti kilauan metal dan berwarna hitam buram. Area permukaan efektif pada bahan magnetit bergantung pada metode sintesis tertentu seperti material yang dihasilkan lebih kasar atau lebih lembut. Partikel berskala mikro dengan diameter kira-kira sebesar 0,2 µm mempunyai area permukaan kira-kira sebesar 6 m2g-1 (Lestari, 2010). Berikut ini merupakan struktur Fe3O4.

Gambar 2.4 Struktur Spinel Fe3O4 berdasarkan data CIF dengan kode 101039 (Ristiani, 2016)

Temperatur curie dari megnetit adalah 858 K, dan larut secara lambat dalam asam klorida (Ristiani, 2016). Di bawah temperatur Curie, momen magnetik pada posisi tetrahedral ditempati oleh jenis ferrit yang bersifat ferromagnetik sedangkan momen magnetik pada posisi oktahedral yang ditempati oleh ferrous dan ferrit memiliki sifat antiferomagnetik dan saling meniadakan satu sama lain, yang demikian merupakan kombinasi sifat ferrimagnetik. Sehingga pada temperatur ruang, bahan magnetit merupakan ferrimagnetik. Ketika temperatur bertambah menuju temperatur Currie, fluktuasi termal merusak kesejajaran momen magnetik ferromagnetik pada posisi tetrahedral, sehingga kekuatan ferrimagnetik berkurang. Ketika temperatur Curi

11 tercapai, jumlah magnetisasi menjadi nol dan sifat superparamagnetik teramati. Koersivitas yaitu besarnya medan magnet yang digunakan untuk menjadikan magnetisasi menjadi nol setelah keadaan saturasi magnet bisa dikontrol selama reaksi presipitasi sehingga nilai koersivitasnya berada pada rentang 2,4 (tipe disk drive recording media) sampai 20 (magnet permanen real) kAm-1(Lestari, 2015). 2.3 Sifat Magnetik Bahan Sifat-sifat kemagnetan bahan dapat dilihat pada kurva histerisis yaitu kurva hubungan intensitas magnet (H) terhadap medan magnet (B) (Lestari, 2015). Besaran-besaran penting dalam menentukan sifat magnetik berdasarkan kurva histerisis adalah magnetik saturasi (Ms), medan koersivitas (Hc) dan magnetisasi remanen (Mr). Saturasi magnetisasi adalah keadaan dimana terjadi kejenuhan, nilai medan magnet B akan selalu konstan walaupun medan eksternal H dinaikkan terus yang menunjukkan kemampuan partikel nano untuk mempertahankan kesearahan domain-domain magnetiknya ketika masih dikenai medan magnet luar. Medan koersivitas merupakan besarnya medan magnet balik yang dibutuhkan untuk membuat magnetisasinya bernilai nol. Semakin besar gaya koersivitasnya maka semakin keras sifat magnetnya dan tidak mudah hilang kemagnetannya. Sedangkan magnetisasi remanen adalah remanensi magnet yang tersisa di dalam bahan setelah pengaruh medan magnet luar ditiadakan. (Ristiani, 2016). Untuk menghilangkan kemagnetannya diperlukan intensitas magnet H yang besar. Bila selanjutnya harga diperbesar pada harga negatif sampai mencapai saturasi dan dikembalikan melalui nol, berbalik arah dan terus diperbesar pada harga H positif hingga saturasi kembali, maka kurva akan membentuk satu lintasan tertutup yang disebut kurva histeresis (Lestari, 2015).

12

Gambar 2.5 Kurva Histerisis

Pada titik 1 sampel dengan momen magnet acak disearahkan dengan medan magnet luar H. Kemudian pada titik 2 momen dipole searah magnetisasinya menguat sesuai dengan besar H, pada medan magnetisasi mulai jenuh akan konstan. Pada titik 3 medan magnet luar dilepas (H=0), maka momen dipole kembali acak dengan masih punya magnetisasi remanen. Pada titik 4 bila diberikan H negative, momen dipole diserahkan kembali pada arah negative sampai jenuh (Ristiani, 2015). Berdasarkan niali koersivitasnya, material magnetik diklasifikasikan menjadi magnet keras (Hc>1k kA/m) dan magnet lunak (Hc<1 kA/m). Sedangkan cara untuk menghilangkan remanen magnet secara total adalah dengan membalikkan arah magnetisasi medan magnet eksternal. Bahan yang mencapai saturasi untuk harga H rendah disebut magnet luna. Sedangkan bahan yang saturasinya terjadi pada harga H tinggi disebut magnet keras (Lestari, 2015). 2.4 Cat Cat merupakan bahan yang digunakan untuk melindungi dan memberi warna pada suatu objek atau permukaan dengan melapisinya dengan lapisan berpigmen. Cat dapat digunakan sebagai pelapis permukaan yang berfungsi untuk melindungi benda seperti besi, seng, kayu, dan tembok dengan membentuk lapisan tipis. Cat diaplikasikan ke permukaan, pada saat itu

13 proses pengeringan dimulai. Bagian cair mulai menguap dan meninggalkan lapisan film, lapisan film terdiri dari binder, aditif dan pigmen. Pada saat cat mengering pelarut, pigmen, binder dan aditif tidak secara kimiawi mengkilat. Namun partikel-partike bergerak merapat atau menyatu bersama-sama untuk mengisi celah yang ditinggalkan oleh menguapnya pelarut, dengan istilah coalescence atau penyusutan. Komponen atau bahan penyusun dari cat terdiri dari binder (resin), pigmen, solvent, dan additive. a. Binder Binder bertugas merekatkan partikel-partikel pigmen kedalam lapisan film cat dan membuat cat merekat pada permukaan. Tipe binder dan persentase binder dalam suatu formula cat menentukan banyak hal dari peforma cat seperti washability (kekentalan saat dicuci dengan air), scrubbability (ketahanan saat digosok), colour retention (kekentalan warna) dan adhesi (daya lekat). Binder dibuat dari material bernama resin yang bisa dari bahan alami bisa juga sintetis. Semakin banyak binder atau resin dalam cat, semakin baik catnya, semakin mengkilap, dan semakin tahan lama. Binder atau perekat pada cat dapat sebagai bahan alam dan juga bahan sintetik atau polimer.. Polimer sintetik dibuat dari bahan alam yang dimodifikasi secara kimia dan juga dapat dibuat seluruhnya sintetik. Cat dapat berbinder natural oil, alkyd, nitro sellulosik, poliester, melamin, akrilik, epoksi, poliurethane, silikon,fluorokarbon, vinil, sellulosik, dan lainlain. b. Pigmen Pigmen berperan sebagai zat yang memberi warna utama pada cat. Pigmen dapat dibagi menjadi dua yaitu organik dan non organik. Pigmen non organik dibuat dari beberapa logam (oksida logam) sedangkan pigmen organik dibuat dari bahan minyak bumi (carbon based). Pigmen dibagi menjadi pigmen utama dan pigmen extender. Pigmen utama memberikan cat

14 dengan daya tutup dan warna. Sedangkan pigmen extender membantu memperkuat pigmen utama. c. Pelarut (Solvent) Solvent atau pelarut berfungsi untuk menjaga kekentalan cat agar tetap cair saat digunakan. Selain itu, juga sebagai media pendispersi. Sebuah cat membutuhkan bahan cair agar partikel pigmen, binder dan material padat lainnya dapat mengalir. Cairan pada suatu cat disusun oleh solvent minyak dan atau diluent. Keduanya adalah suatu cairan yang dapat melarutkan (dissolve) suatu material. Keduanya juga disebut thinner karena keduanya mempunyai kemampuan untuk mengencerkan cat ke kekentalan yang diinginkan. d. Zat Aditif (additive) Additive merupakan bahan yang ditambahkan dalam cat untuk menambahkan properti atau sifat-sifat cat sehingga dapat meningkatkan kualitas cat. Sebagai tambahan selain liquid, pigmen dan binder, suatu cat dapat mengandung satu atau lebih aditif (zat tambahan) yang berfungsi untuk meningkatkan performansi, dan biasanya digunakan dalam jumlah yang sangat kecil. Hal ini mempengaruhi fitur vital dari tergantung penggunaan akhir cat terutama kemampuan flow dan leveling dari cat. 2.5 Komposit Fe3O4 Material komposit adalah suatu material yang terdiri dari dua atau lebih makrokonstituen dimana sifat kimia maupun sifat fisis masing-masing komponen pembentuknya berbeda satu sama lain dan secara makroskopis tetap terpisah dalam hasil akhir material tersebut (Sudati, 2011). Fe3O4 memiliki sifat magnetik dan listrik yang baik, sehingga Fe3O4 merupakan salah satu material filler terbaik yang dikombinasikan dengan polimer untuk merekam media dan aplikasi medis. Selain itu, magnetit juga digunakan untuk produk magnetik di industri bangunan untuk penyerapan hard dan X radiation atau sebagai penyerap gelombang mikro (perisai elektromagnetik) pada produk militer atau sipil. Sifat

15 Fe3O4 yang merupakan oksida dengan saturasi magnetisasi yang sangat tinggi (92-100 emu/g) dan resistvity bulk yang sangat rendah (1,068 x 10-2 Ωcm). Sehingga, magnetit memiliki potensial untuk memberikan sifat magnetik dan listrik sebagai komposit (Ramajo et al., 2009) Komposit ferit/polimer dapat diaplikasikan tidak hanya sebagai material induktif dan kapasitif tetapi juga sebagai material penyerap gelombang mikro. Karakter ini berkaitan dengan kerugian dielektrik yang berkurang tajam dibandingkan dengan ferrit dalam jumlah besar. Sementara sifat penyerapan gelombang mikronya tetap tidak terpengaruh karena dominasi dari penyerapan resonansi feromagnetik. Ferrit hexagonal yang memotong frekuensi pada range gigahertz (GHz) secara luas digunakan sebagai material penyerap gelombang mikro (Ramajo et al., 2009) Pada penelitian Ramajo tentang sifat magnetik dan dielektrik komposit Fe3O4/epoxy, pengaruh konsentrasi filler dipelajari dengan cara spektroskopi impedansi. Pengukuran listrik dilakukan sebagai fungsi dari frekuensi dan suhu untuk memahami proses relaksasi. Dc magnet ditentukan sebagai fungsi dari medan magnet dan suhu untuk mengkarakterisasi respon magnetik dari komposit (Ramajo et al., 2009) 2.6 Spray Coating Pengertian coating (pengecatan) adalah suatu proses aplikasi cat dalam bentuk cair pada sebuah obyek, untuk membuat lapisan tipis yang kemudian membentuk lapisan keras atau lapisan cat. Fungsi dari pengecatan sendiri dapat dilihat melalui beberapa aspek antara lain: efek estetika dan proteksi. Tujuan dari perlindungan material ini untuk melindungi material yang dapat rusak dengan mudah oleh terjadinya korosi atau karat dan tidak menjamin kekuatan aslinya, tetapi permukaan material ini dapat dilindungi dengan cat (Demitrius Himawan, 2012) Salah satu metode coating adalah dengan cara penyemprotan (spray). Metode ini menggunakan peralatan diantaranya spray

16 gun, selang dan kompresor. Spray gun adalah suatu peralatan pengecatan yang menggunakan udara kompresor untuk mengaplikasikan cat yang diatomisasikan pada permukaan benda kerja. Kompresor berfungsi untuk menghasilkan tekanan udara/angin yang baik dan bersih selama berlangsungnya proses pengecatan. Lubang hisap udara dilengkapi dengan filter yang dapat mencegah uap air, debu dan kotoran masuk. Berikut ini merupakan salah satu contoh spray gun (Demitrius Himawan, 2012).

Gambar 2.6 Spray Gun

Pada prosesnya, pengecatan dilakukan pada jarak yang tepat agar dapat diperoleh hasil yang diinginkan. Jarak yang ideal adalah 100-200 mm. Selain itu, faktor yang menentukan hasil pengecatan adalah bahan-bahan pengecatan yang digunakan. Salah satunya adalah penggunaan cat primer. Cat primer yang sering digunakan yaitu cat epoxy. Cat epoxy terbuat dari epoxy resin dan amine sebagai hardener. Epoxy primer memberikan ketahanan karat dan karakteristik adesi yang baik. 2.7 RAM Radar Absorbing Material (RAM) adalah bahan yang mampu menyerap gelombang mikro. Penyerapan tersebut

17 mengakibatkan terminimalisirnya gelombang mikro yang dipantulkan kembali. Untuk meminimalkan refleksi gelombang mikro terdapat tiga macam kondisi. Pertama, impedansi medium gelombang datang sama dengan impedansi medium penyerap. Kesusaian impedansi terjadi ketika permitivitas listrik dan permeabilitas magnetnya sama. Dan kondisi terakhir yakni dengan mengurangi gelombang yang merambat ke media penyerap (Fajrin, 2016). Gambar berikut menunjukkan Interaksi gelombang bergantung pada jenis material.

Gambar 2.7 Jenis Interaksi Gelombang Pada Material(Lestari, 2015).

Penyerapan gelombang mikro terjadi akibat adanya interaksi gelombang dengan material yang menghasilkan efek reflection loss energy dan umumnya didisipasikan dalam bentuk panas, yang dapat dipahami dengan gelombang elektromagnetik ke dalam komponen elektrik dan magnetik. Komponen magnetik yang sangat mempengaruhi penyerapan gelombang mikro adalah momen dipol magnetik. Momen dipol magnetik dalam bahan akan saling berhubungan dan kemudian berpindah dari satu tingkat energi rendah menuju energi tinggi yang menbutuhkan energi sesuai dengan intraksi momen dipol magnetik (Lestari, 2015). Sedangkan yang berpengaruh pada komponen elektriknya adalah dipol listrik. Penyerapannya terjadi melalui perpindahan dipol listrik dari tingkat energi rendah menuju tingkat energi yang lebih tinggi

18

Gambar 2.8 perpindahan satu dipol listrik (Fajrin, 2016).

Mekanisme penyerapan secara mikroskopis diakibatkan interaksi antar dipol magnetik dan juga antar dipol listrik. Baik dipol magnetik maupun dipol listrik ke duanya akan menghasilkan beda energi potensial yang berbeda sesuai jarak masing-masing dipol. Perbedaan energi potensial tersebut mengakibatkan frekuensi gelombang mikro dapat diserap bervariasi sesuai dengan persamaan: ………………………(2.1) Dengan I ≠ j = 1,2,3,….,N-1, N (Mashuri, 2011). Sedangkan secara makroskopis, terdapat dua konsep untuk memenuhi refleksi sama dengan nol ketika gelombang elektromagnetik mengenai suatu material, yang pertama matched wave impedance yaitu impedansi gelombang pada permukaan absorber dibuat sebanding dengan impedansi instrinsik ruang bebas. Untuk mendapatkan daya absorbsi maksimal dilakukan dengan menyelaraskan antara ketebalan dan frekuensi, salah satunya dengan bahan ferit Yang ke dua characteristic impedance, impedansi karakteristik ruang bebas. Kesesuaian impedansi tersebut digunakan untuk meminimalkan gelombang pantul dan memperbesar gelombang yang terserap oleh bahan. (Mashuri, 2012). Pada konsep pertama sesuai dengan persamaan (2.2) …….……...…….(2.2)

19

Dimana Г merupakan koefisien refleksi dan η adalah admitansi perambatan pada medium. Dengan koefisien refleksi mendekati nol yang berarti terjadi kesesuaian antara bahan penyerap dengan perambatan gelombang pada medium. Besar impedansi instrinsik pada medium udara adalah ………………..(2.3) Maka material yang memiliki impedansi 377 Ω tidak dapat memantulkan gelombang mikro pada medium udara bebas. Kesesuaian impedansi yang sempurna akan terjadi ketika permitivitas dielektrik dan permeabilitas magnetiknya sama (Saville, 2005). Secara umum sifat penyerapan gelombang mikro tergantung pada permeabilitas dan permitivitas yang diformulasikan pada persamaan ……………….(2.4) Dimana Z0 adalah impedansi masukan yang dapat dihitung dengan persamaan ……..……(2.5) Dengan c adalah kecepatan cahaya dan d adalah ketebalan material penyerap (Fajrin, 2016).

20 “Halaman ini sengaja dikosongkan”

BAB III METODOLOGI 3.1 Alat Dan Bahan 3.1.1 Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah ayakan pasir, nampan, magnet permanen, kertas konkort, ball charge (zircon), tisu, neraca digital, spatula, planetary ball milling fritsch pulverisette 5, cawan, lampu 10 Watt, gelas ukur, gelas beker, mixer, Spray Gun, kompresor dan plat alumunium. Selanjutnya dilakukan karakterisasi sampel dengan alat uji Difraktometer sinar-x (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), Vibrating Sample Magnetometer (VSM) dan Vector Network Analyser (VNA). 3.1.2 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya adalah serbuk magnetit (Fe3O4) dari pasir besi Lumajang, aquades, alkohol 98%, larutan aseton, cat anti korosi, tiner A spesial. 3.2 Langkah Kerja Pada penelitian ini, langkah kerja dibagi menjadi beberapa proses yaitu persiapan bahan magnetit Fe3O4 dari pasir besi Lumajang, proses penggilingan, proses pencampuran, proses pelapisan dan karakterisasi. 3.2.1 Separasi Magnetit dari Pasir Besi Lumajang Proses separasi magnetit pasir besi dilakukan bertujuan untuk memisahkan pasir besi dengan pengotornya dan bahan nonmagnetik. Pasir besi dari Lumajang yang telah didapatkan diayak terlebih dahulu untuk memisahkan pasir tersebut dari batu-batu kecil yang lain. Kemudian dicuci dengan aquades sebanyak lima kali dengan tujuan memurnikan pasir besi dari pengotor yang menempel pada permukaan pasir besi. Selanjutnya, dilakukan penjemuran dibawah sinar matahari. Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kadar air dan menjaga sifat kemagnetan. 21

22 Pasir besi yang telah dikeringkan diseparasi dengan menggunakan magnet permanen dan kertas konkort. Separasi ini dilakukan dengan tujuan untuk memisahkan bahan magnetik (serbuk Fe3O4) dari bahan non-magnetik. Proses ini dilakukan sebanyak 10 kali dengan ketebalan kertas yang berbeda-beda pada setiap separasi. Kemudian dilakukan uji XRF untuk mengetahui komposisi dari pasir besi yang telah diseparasi. 3.2.2 Proses Penggilingan (milling) Proses penggilingan dilakukan bertujuan untuk mereduksi ukuran partikel Fe3O4 menjadi lebih kecil. Penggilingan dilakukan menggunakan alat Planetary Ball Mill Fritsch Pulverisette 5 dan bola (ball milling) serta media alkohol dengan perbandingan Fe3O4: ball milling : alkohol yaitu 1 : 5 : 5/3. Proses ini dilakukan dengan kecepatan 150 rpm selama 6 jam.

Gambar 3.1 Planetary Ball Mill Fritsch Pulverisette 5

3.2.3 Proses Pencampuran Proses pencampuran dilakukan antara Fe3O4 dan cat anti korosi menggunakan mixer dengan media tiner A spesial. Komposisi antara cat anti korosi dengan tiner adalah 1:1. Sementara variasi konsentrasi yang digunakan antara Fe3O4 dan cat anti korosi yang telah diencerkan adalah 10%:90% ; 15%:85%

23 ; 20%:80% ; 25%:75% dan 30%:70%. Kemudian ketiga bahan dicampur menggunakan mixer selama 5 menit dengan kecepatan ±8000 rpm.

Gambar 3.2 Mixer untuk mencampur bahan

3.2.4 Proses Pelapisan Proses pelapisan ini dilakukan dengan cara penyemprotan menggunakan spray gun. Material yang telah dicampurkan pada proses sebelumnya kemudian disemprotkan pada plat alumunium dengan ketebalan tertentu sampai semua permukaan plat terlapisi. Selanjutnya lapisan dikeringkan dengan selama 24 jam dibawah sinar lampu 10 watt dalam ruang tertutup. Variasi tebal lapisan yang digunakan yaitu 0,6 mm, 0,9 mm dan 1,2 mm.

Gambar 3.3 Proses pelapisan pada plat

24 3.2.5 Karakterisasi Pada penelitian ini digunakan karakterisasi FTIR, XRD, VSM dan VNA.. a. Karakterisasi FTIR (Fourier Transform Infrered Ray) Pengujian FTIR dilakukan untuk mengetahui ikatan kimia yang terbentuk pada campuran antara Fe3O4 dan cat anti korosi. Pengujian FTIR ini dilakukan pada rentang bilangan gelombang antara 400-4000 cm-1 di Laboratorium Instrumentasi Jurusan Teknik Material dan Metalurgi ITS. Pengujian ini dilakukan pada sampel dengan variasi konsentrasi Fe3O4 terhadap cat anti korosi sebesar 25%:75%. b. Karakterisasi XRD (X-Ray Diffraction) Karakterisasi XRD dilakukan untuk mengetahui fasa-fasa yang terbentuk dari sampel uji. Karakterisasi XRD dilakukan di Laboratorium Jurusan Material dan Metalurgi ITS. Sumber radiasi berasal dari Cu-kα dengan panjang gelombang 1,541874 A. Dalam pengujian ini, digunakan alat Philips X Pert MPD (Multi Purpose Diffractometer) yang dioperasikan tegangan 40 kV dan arus 30 mA. Hasil dari pengujian XRD berupa puncak-puncak yang diidentifikasi dengan Match!. Pengujian ini dilakukan pada sampel dengan variasi konsentrasi Fe3O4 terhadap cat anti korosi sebesar 25%:75%. c. Karakterisasi VSM (Vibrating Sample Magnetometer). Pengujian VSM dilakukan bertujuan untuk mengetahui sifat magnetik dari bahan digunakan dalam bentuk kurva histerisis. Pengujian ini dilakukan pada sampel dengan variasi konsentrasi Fe3O4 terhadap cat anti korosi sebesar 25%:75% , menggunakan VSM tipe OXFORD VSM 1,2 H di Laboratorium magnetik bidang zat mampat, BATAN Serpong. d. Karakterisasi VNA (Vibrating Network Analyzer) Karakterisasi VNA dilakukan untuk mengetahui besar penyerapan material terhadap penyerapan gelombang mikro yang dinyatakan dengan besar reflection loss (RL) serta

25 parameter scattering suatu bahan. VNA yang digunakan yaitu Advantest R-3770 Network Analyzer 300 KHz – 20 KHz yang terdapat di Laboratorium PPET (Pusat Penelitian Elektronika Terapan) LIPI Bandung. Pengujian dilakukan pada semua sampel dari variasi ketebalan dan variasi konsentrasi pada rentang frekuensi 8-12 GHz. 3.2 Diagram Alir Penelitian Proses Separasi Bahan Magntik Pasir besi Lumajang Diayak

Dicuci dengan aquades sebanyak 5 kali

Dikeringkan dengan bantuan sinar matahari

Diseparasi sebanyak 10 kali Dicuci dengan aquades sebanyak 5 kali

Serbuk Magnetik

Pengotor

XRF

Diabaikan

Gambar 3.4 Diagram proses separasi magnetik

26

Proses Penggilingan (milling) Serbuk Fe3O4 Di-milling selama 6 jam dengan kecepatan 150 rpm

Dikeringkan dengan suhu 100 °C selama 24 jam

Dihaluskan dengan mortar XRD Gambar 3.5 Diagram alir proses penggilingan

27 Metode Pencampuran dan pelapisan Serbuk Fe3O4

Cat anti korosi

Pencampuran dengan media tiner A spesial menggunakan mixer

Dimasukkan dalam jar spray gun

Disemprotkan pada plat alumunium menggunakan spray gun

diulangi untuk variasi yang lain

Dikeringkan dengan suhu ±100 °C selama 24 jam

FTIR

XRD

VSM

VNA

Gambar 3.6 Diagram alir proses pencampuran dan pelapisan

28 “Halaman ini sengaja dikosongkan”

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Dalam bab IV akan dijelaskan data yang telah didapatkan beserta analisa dari data-data yang diperoleh dari penelitian ini. 4.1. Preparasi Sampel Penelitian ini bermaksud untuk membuat material penyerap gelombang radar berbahan Fe3O4 yang dilapiskan menggunakan cat anti korosi dengan metode spray coating. Material dasar pada penelitian ini adalah Fe3O4 yang diperoleh dari hasil separasi magnetik pasir besi Lumajang. Pada hasil separasi magnetik selanjutnya dilakukan proses penggilingan untuk memperoleh serbuk Fe3O4 yang lebih halus. Serbuk Fe3O4 ini kemudian dicampurkan dengan cat kapal anti korosi dengan media tiner A spesial. Hasil pencampuran kedua bahan tersebut kemudian dilapiskan pada sebuah plat alumunium dan dilakukan karakterisasi. Berikut ini merupakan tahapan-tahapan preparasi sampel yang telah dilakukan. 4.1.1 Hasil Separasi Magnetik Pasir Besi Proses separasi Fe3O4 dilakukan untuk memisahkan antara pengotor dan bahan Fe3O4 pada pasir besi yang akan digunakan pada penelitian ini. Pasir besi yang akan diseparasi berasal dari daerah Lumajang. Berdasarkan data-data penelitian yang telah dilakukan sebelumnya, pasir besi yang berasal dari Lumajang memiliki kandungan kadar besi yang cukup tinggi hingga 60%. Sebelum dilakukan separasi magnetik, pasir besi dicuci menggunakan aquades untuk menghilangkan pengotor yang menempel pada permukaaan pasir besi. Kemudian dikeringkan dengan bantuan sinar matahari untuk mengurangi kadar air dan menjaga sifat magnet bahan. Separasi selanjutnya dilakukan dengan menggunakan magnet permanen untuk memisahkan antara bahan magnetit dan non-magnetit serta untuk memperoleh presentase Fe yang lebih tinggi. Untuk mengetahui kandungan Fe yang terdapat pada hasil separasi magnetik maka dilakukan 29

30 karakterisasi menggunakan XRF (X-Ray Fluoresence). Tabel 4.1 di bawah ini menunjukkan hasil presentase Fe pada pasir besi setelah diseparasi berdasarkan penelitian Fajrin. Tabel 4.1 Hasil uji XRF pasir besi setelah proses seperasi

Unsur Fe Si Ti Al Ca Bi Eu V Mn K Rb Re P Ni Cr Cu Zn Yb

Komposisi (%) 78,01 ± 0,08 7,5 ± 0,03 5,940 ± 0,04 2,4 ± 0,1 2,04 ± 0,03 0,67 ± 0,06 0,63 ± 0,09 0,60 ± 0,05 0,48 ± 0,02 0,47 ± 0,01 0,44 ± 0,007 0,3 ± 0,06 0,2 ± 0,01 0,12 ± 0,0096 0,095 ± 0,005 0,083 ± 0,006 0,07 ± 0,02 0,02 ± 0,01

Dari hasil uji XRF diketahui kandungan Fe secara kuantitatif pada pasir besi yang telah diseparasi sebesar 78,01%. Hasil tersebut menunjukkan adanya peningkatan presentase kandungan Fe dari pasir besi yang belum diseparasi dengan pasir besi yang telah diseparasi. Selain Fe, terdapat juga beberapa unsur lain seperti yang terlihat pada tabel. Akan tetapi, unsur-unsur tersebut memiliki presentase yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan unsur Fe. Sehingga serbuk pasir besi tersebut dapat digunakan sebagai material dasar pada penelitian ini.

31

Gambar 4.1 Pasir besi (a) sebelum diseparasi (b) setelah diseparasi

4.1.2 Hasil Milling Bahan Magnetik Pasir Besi Proses milling merupakan proses penggilingan yang dilakukan dengan menggunakan ball milling pada kecepatan 150 rpm selama 6 jam dengan media alkohol 98%. Proses milling ini dilakukan menggunakan alat plenatary ball milling yang merupakan mesin milling dalam ukuran yang paling kecil untuk skala milling yang kecil pula. Proses milling bertujuan untuk membuat bahan magnetik menjadi lebih halus dengan ukuran partikel yang lebih kecil. Pada milling, bola yang diberikan bertujuan untuk memberikan beban berulang. Pemberian beban berulang ini melepaskan energi dinamik yang tinggi, sehingga menyebabkan mateial tereduksi karena mengalami deformasi plastis. Dengan begitu, luas permukaannya akan semakin besar sehingga lebih mudah digunakan sebagai material dasar dalam pembuatan komposit karena lebih mudah bereaksi dengan cat anti korosi yang mempunyai peran sebagai matrik dalam material RAM. Proses milling ini dilakukan dibawah 10 jam dan 200 rpm karena pada kecepatan di atas itu, bola-bola milling bisa menempel pada tabung penggiling sehingga hasilnya menjadi kurang baik karena mencapai titik saturasi. Menurut penelitian Lestari, pada kecepatan 150 rpm selama 6 jam dapat menghasilkan bahan magnetik dengan komposisi fasa sebesar 99,99%. Alkohol pada proses milling ini berfungsi sebagai pendispersi atau pelarut antara bahan magnetik dengan bola milling yang digunakan.

32

Gambar 4.2 Hasil milling pasir besi

Pada penelitian ini, material yang digunakan sebagai material dasar RAM adalah Fe3O4 yang merupakan senyawa oksida besi yang paling kuat sifat magnetisnya dan mempunyai kemampuan sebagai absorben. Sehingga dapat menyerap gelombang mikro. Bahan Fe3O4 bersifat ferrimagnetik yang dalam keadaan murni nilai magnetisasi jenuhnya dapat mencapai 65 emu/g (Nasution, 2012). Untuk mengetahui fasa yang terbentuk dari pasir besi hasil separasi magnetik dan proses milling maka dilakukan uji X-Ray Diffraction (XRD). Berikut ini fasa yang terbentuk dari hasil dari uji XRD berdasarkan hasil penelitian Fajrin.

Gambar 4.3 Hasil XRD bahan magnetik setelah proses separasi dan milling

33 Analisa hasil XRD dilakukan menggunakan software Match! dengan cara mencocokkan puncak-puncak yang dihasilkan dengan puncak pada database referensi. Dari hasil analisa yang telah dilakukan diperoleh fasa tunggal yaitu fasa Fe3O4 yang sesuai dengan kode PDF #00-085-1436 (Fajrin, 2015). 4.1.3 Hasil Pencampuran Bahan Pada penelitian ini, cat yang digunakan adalah cat kapal anti korosi, dimana cat anti korosi mempunyai sifat proteksi yang pada dasarnya mengandung pigmen yang berfungsi untuk mencegah korosi atau karat. Cat ini dikombinasikan dengan resin atau perekat yang berperan sebagai pelindung dari media luar yaitu air dan udara. Cat anti korosi digunakan sebagai cat primer atau lapisan pertama pada sisi luar badan kapal baik yang terendam air maupun yang tidak. Sebelum digunakan, cat dicampur dengan pengencer (tiner) yaitu zat cair yang membuat cat mempunyai fluiditas dan bila mengering atau menguap akan meninggalkan selaput padat. Selain sebagai pengencer cat, tiner juga berfungsi untuk mempercepat proses pengeringan karena sifat tiner adalah mudah menguap serta mudah terbakar (Asadi, 2010). Pada penelitian ini tiner yang digunakan adalah tiner A special karena tiner ini mempunyai kemampuan menguap lebih cepat dibandingkan tiner jenis lain dan biasa digunakan untuk spray coating. Untuk membuat komposit, cat dan bahan magnetik serta tiner dicampur menggunakan mixer. Proses pencampuran (mixing) seperti ini menyebabkan tercampurnya bahan magnetik ke dalam cat yang mana keduanya mempunyai fasa berbeda tanpa adanya reaksi kimia. Ini bertujuan untuk menjaga fasa dan sifat magnet dari material Fe3O4 yang dicampurkan. Proses pencampuran dilakukan selama 5 menit dengan kecepatan ±8000 rpm. Berdasarkan penelitian sebelumnya, pada waktu tersebut campuran yang dihasilkan telah homogen. Selain itu juga, karena mempertimbangkan waktu penguapan dari tiner yang digunakan sebagai media untuk mencampur. Pada campuran ini,

34 perbandingan antara tiner dan dan cat adalah 1:1. Sedangkan yang divariasi adalah konsentrasi antara bahan magnetik dan cat yang telah diencerkan dengan tiner yaitu 10%:90% ; 15%:85% ; 20%:80% ; 25%:75% dan 30%:70% serta variasi ketebalan yaitu, 0,6 mm, 0,9 mm, dan 1,2 mm

Gambar 4.4 Hasil pencampuran antara Fe3O4 dan cat anti korosi

4.1.4 Hasil Pelapisan dengan Metode Spray Coating Coating atau pelapisan dapat dianggap sebagai suatu proses pelapisan yang diterapkan pada suatu benda atau substrat. Pada umumnya, tujuan dari coating adalah untuk dapat meningkatkan sifat permukaan dari benda yang dilapisi. Sifat permukaan tersebut diharapkan dapat ditambah dalam beberapa hal seperti penampilan, ketahanan terhadap air atau korosi, ketahanan dari goresan atau bahkan untuk keausan. Dalam penelitian ini, proses coating bertujuan untuk melapiskan material penyerap gelombang radar pada pesawat, kapal atau benda yang lain agar tidak terdeteksi oleh gelombang radar. Oleh karena itu, material Fe3O4 dimana berdasarkan penelitian sebelumnya, mempunyai kemampuan untuk menyerap gelombang radar, dicampur dengan cat yang berfungsi sebagai perekat kemudian dilapiskan pada sebuah plat alumunium .

35 Metode pelapisan yang digunakan adalah spray coating dengan alat spray gun. Mengecat dengan sistem semprot/sprayer menawarkan beragam keunggulan yang tidak dimiliki oleh pengecatan dengan roller atau semacamnya. Cara ini jauh lebih cepat, bisa menghasilkan permukaan yang lebih halus tanpa ada tanda-tanda bekas roller atau kuas, dan bisa melingkupi area-area yang sulit dijangkau. Metode spraying menghasilkan lapisan yang lebih homogen dan menghasilkan laju korosi rendah dibandingkan dengan metode pencelup (Putri, 2016). Pengambilan komposisi dan variasi konsetrasi pada penelitian ini (dijelaskan pada sub bab 4.1.3) adalah berdasarkan pertimbangan metode pelapisan yang akan digunakan, yaitu spraying. Karena komposisi maupun variasi konsentrasi yang tidak sesuai, berakibat pada campuran dan lapisan yang dihasilkan. Spray gun yang digunakan pada penelitian ini mempunyai ukuran keluaran sebesar 0,35 mm. Sampel yang telah dibuat sebanyak 5 buah untuk masingmasing variasi konsentrasi antara bahan magnetik dan cat yaitu 10%:90% ; 15%:85% ; 20%:80% ; 25%:75% dan 30%:70% serta 3 buah untuk variasi ketebalan yaitu, 0,3 mm, 0,6 mm, dan 0,9 mm. Konsentrasi 10%:90% menghasilkan campuran yang encer, karena konsentrasi cat lebih banyak dibandingkan konsentrasi bahan magnetik (Fe3O4). Sehingga lapisan yang dihasilkanpun lunak. Seiring dengan pertambahan konsentrasi Fe3O4, maka campuran yang dihasilkan lebih kental dan lapisan yang dihasilkan juga lebih padat. Pada variasi 30%:70%, campuran yang dihasilkan paling kental diantara sampel-sampel yang lain. Hal ini dikarenakan konsentrasi Fe3O4-nya besar. sehingga material Fe3O4 yang muncul di permukaan lapisan juga semakin banyak yang menyebabkan lapisan menjadi padat. Pada konsentrasi Fe3O4 di atas 30%, campuran yang dihasilkan sangat kental, sehingga sulit untuk dilapiskan dengan menggunakan metode spray. Disamping itu, kekentalan dari campuran juga hanya bersifat sementara, karena pada dasarnya ikatan atom Fe3O4 sangat solid sehingga tidak mudah terputus pada saat

36 pencampuran dalam cat dan tiner yang menyebabkan campuran cenderung menjadi heterogen pada waktu tertentu. Selain itu, semakin sedikit kandungan cat yang ada pada campuran, maka kekuatan lapisan untuk merekat pada substrat (plat) juga semakin kecil, karena fungsi dari cat itu sendiri adalah sebagai matrik atau perekat

Gambar 4.5 Sampel hasil pelapisan dengan metode spray coating

4.2 Analisa ikatan kimia RAM Selama proses pembuatan material penyerap gelombang radar berbahan magnetite (Fe3O4) yang telah dicampur dengan cat anti korosi, terjadi reaksi pengikatan molekul-molekul dasar membentuk suatu senyawa. Untuk mengidentifikasi jenis ikatan yang terbentuk pada material penyerap gelombang radar yang telah dibuat, dapat dilakukan uji FTIR. FTIR digunakan untuk melakukan analisa kualitatif, yaitu untuk mengetahui ikatan kimia dimana dapat ditentukan dari spectra vibrasi yang dihasilkan oleh senyawa tertentu. Karakterisasi menggunakan FTIR dilakukan dengan menganalisa spektra yang dihasilkan sesuai dengan puncak-puncak yang dibentuk oleh suatu gugus fungsi. Puncakpuncak yang dihasilkan tersebut disebabkan karena senyawa

37 dapat menyerap radiasi elektromagnetik pada daerah inframerah dengan panjang gelombang antara 0,78 – 1000 m. Senyawa Fe3O4 diperoleh dari hasil ekstraksi pasir besi menggunakan besi permanen dan milling. Senyawa ini terbentuk karena adanya ikatan Fe-O. Sementara cat yang digunakan untuk melapiskan Fe3O4 adalah cat anti korosi yang pada umumnya mempunyai tiga komponen penyusun diantaranya binder (resin), pigmen, solvent dan zat aditif lain.

Gambar 4.6 Hasil uji FTIR lapisan Fe3O4

Gambar 4.5 menunjukkan hasil karakterisasi lapisan penyerap gelombang radar. Hasil dari FTIR pada gambar 4.5 menunjukkan serapan material pada bilangan gelombang tertentu yang menggambarkan adanya suatu gugus fungsi dari senyawa tersebut. Analisa dilakukan dengan mencocokkan puncak-puncak yang terbentuk dengan puncak referensi. Hasil analisa ditunjukkan pada tabel 4.1 berikut ini.

38 Tabel 4.2 Analisa hasil pengujian FTIR dengan referensi

Bilangan Gelombang Referensi (cm-1)

Bilangan gelombang komposit Fe3O4 (cm-1)

Fe-O

474 – 636 stretch

C-H Alkenes

1000 – 675, bends

405,371 571,37 711, 27 743,51 871,29

Ca-O

800,30 , 847,36

Nama Ikatan

C-O (Alcohol, ethers, carboxylic acid, ester) C-O aromatic C-H (Phenyl ring substitution overtones) C=O (Aldehydes ketones, carboxylic acid, esters) C C Alkynes O-H Carboxylic acid C-H Alkanes

1260 – 1000, stretch 1476 stretch 2000-1600

871,29 1020,58 1064,91 1112,40 1408,40 1725,24 1793,30

1760 - 1670, stretch

1725,24

2260 – 2100

2161, 12

3000 – 2500 stretch 2960 – 2850 stretch

2505,54 2847,49 2923,71

Referensi: (Rijal, 2007), (Nicolic at al. 2010), (Gonzales et al. 2012), (Yullah, 2013) (Podporsk et al. 2007).

39 Dari data analisa yang ditunjukkan pada tabel 4.2, terdapat serapan pada bilangan gelombang 711, 27 cm-1, 743,51 cm-1 dan 871,29 cm-1 yang menunjukkan adanya ikatan C-H bend (alkenes). Serapan pada bilangan gelombang 1020,58 cm-1, 1064,91 cm-1 dan 1112,40 menunjukkan adanya ikatan C-O stretch (ethers) (Rijal, 2007). Pada penelitian yang lain, dijelaskan bahwa serapan pada bilangan 871,29 cm-1 juga menunjukkan adanya ikatan C=O stretch yang termasuk dalam ikatan oxirane grup (Gonzales et al. 2012). Selain itu, terdapat juga serapan pada 1408,40 cm-1 yang menunjukkan adanya ikatan C-H bend alkanes dan pada 2847,49 cm-1 serta 2923,71 cm-1 menunjukkan ikatan C-H stretch alkanes. Adanya ikatan C-H bend, C-O stretch, C=O stretch yang termasuk oxirane grup serta C-H stretch pada material penyerap gelombang radar tersebut mengonfirmasi pita karakteritik dari resin epoxy jenis DGEBA (Gonzales et al. 2012). Serapan material pada bilangan gelombang 474-636 cm-1 menunjukkan vibrasi ulur Fe-O (Yullah, 2013). Dari hasil analisa tabel 4.2, lapisan Fe3O4 mempunyai serapan pada bilangan gelombang 405,371 cm-1 dan 571,37 cm-1. Hal ini menunjukkan adanya ikatan molekul Fe-O yang mengonfirmasi adanya senyawa Fe3O4 pada material tersebut. Selain itu, pada serapan 1408,40 cm-1 terdapat vibrasi C-O asymmetric stretch dari CO32yang merupakan grup calcite (Din, 2014). Sementara pada 871,29 cm-1 terdapat ikatan Ca-O. Adanya ikatan Ca-O dan C-O serta serapan pada bilangan gelombang 711,27 cm-1 dan 1408,40 cm-1, menginterpretasikan adanya ikatan molekul yang membentuk senyawa CaCO3 (calcite) (Podporsk et al. 2007). Ikatan Fe-O pada material ini berasal dari material Fe3O4 hasil separasi magnetik dan milling dari pasir besi, sementara ikatan yang terbentuk selain Fe-O dapat dikatakan berasal dari cat anti korosi yang digunakan, diantaranya gugus fungsi yang membentuk senyawa CaCO3 dan gugus fungsi resin epoxy jenis DGEBA. Dengan analisa uji FTIR ini, dapat dikatakan kedua

40 bahan yaitu Fe3O4 dan cat epoxy telah tercampur membentuk sebuah komposit. 4.3 Analisa Fasa RAM Untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada bahan RAM yang telah dibuat, maka dilakukan uji XRD. Karakterisasi XRD pada penelitian ini dilakukan pada sudut 10°-90° menggunakan sumber radiasi Cu-Kα. Berikut ini merupakan hasil Uji XRD dari RAM yang telah dibuat.

Gambar 4.7 Hasil Uji XRD komposit RAM

Untuk menganalisa hasil XRD, digunakan software Match! dengan cara mencocokkan puncak-puncak yang dihasilkan dengan puncak-puncak pada referensi. Gambar 4.6 menyatakan hasil uji XRD pada sampel dengan konsentrasi Fe3O4 dan cat anti korosi yaitu 25%:75%. Dari hasil analisa, diperoleh puncakpuncak magnetit (Fe3O4) sesuai kode PDF #96-900-9770. Disamping itu, diperoleh juga puncak-puncak calcite (CaCO3) sesuai kode PDF #96-900-0966. Fasa magnetite berasal dari pasir besi hasil separasi dan milling, sementara fasa CaCO3 berasal dari cat anti korosi yang digunakan pada penelitian. Hal ini diperkuat dengan adanya hasil XRF dari cat anti korosi yang menyatakan

41 unsur-unsur yang terkadung dalam cat. Berikut ini merupakan hasil uji XRF dari cat anti korosi yang digunakan. Tabel 4.3 Hasil Uji XRF Kandungan Cat

No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Unsur Ca Ti V Fe Cu Zn Mo Yb

Presentase (%) 92,36 4,71 0,08 0,18 0,068 1,26 0,59 0,75 (Putri, 2015)

Tabel 4.3 menyatakan unsur-unsur yang terkandung dalam cat anti korosi. Dari hasil uji XRF tersebut, diketahui bahwa unsur Ca mempunyai presentase yang lebih besar dibandingkan dengan unsur yang lain. Sehingga, pada saat dilakukan uji XRD, terlihat puncak-puncak calcite (CaCO3). Fasa tersebut terbentuk dari hasil ikatan antara unsur Ca, karbon dan oksigen yang terdapat pada cat anti korosi. Data tersebut sesuai dengan hasil FTIR pada tabel 4.2. Fasa calcite atau yang lebih dikenal dengan kapur, yang mana merupakan bahan baku dari pembuatan cat termasuk fasa yang dominan pada komposit Fe3O4. Hal ini dikarenakan pada sampel yang diuji, konsentrasi cat anti korosi yang digunakan juga lebih besar dibanding dengan konsentrasi dari Fe3O4, sehingga fasa yang muncul dominan adalah fasa yang berasal dari kandungan cat anti korosi tersebut. 4.4 Analisa Sifat Kemagnetan RAM Sebagai material penyerap radar, suatu bahan harus memiliki sifat magnetik yang baik. Sifat kemagnetan suatu material dapat diketahui dari analisa kurva histerisis yang pada umumnya diperoleh dari hasil karakterisasi menggunakan VSM (Vibrating

42 Sample Magnetometer). Terbentuknya kurva histerisis diakibatkan oleh pemberian medan magnet luar pada bahan yang mampu mensejajarkan domain-domain magnetik bahan searah dengan medan magnet luar yang diberikan. Domain merupakan daerah pada kristal dimana momen dipol magnetik hanya memiliki satu arah. Semakin besar medan magnet luar yang diberikan maka domain-domain yang sejajar dengan medan magnet luar akan semakin banyak. Ketika seluruh domain tersejajarkan, maka penambahan medan magnet luar tidak berpengaruh lagi terhadap domain-domain magnetik yang ada di dalam bahan, atau biasa disebut dengan keadaan saturasi. Ketika medan magnet diperkecil dan diperbesar pada arah yang berlawanan, maka akan mencapai titik saturasi kembali tetapi berlawanan arah dari sebelumnya. Sehingga apabila diberikan medan bolak-balik, maka akan membentuk suatu lintasan tertentu atau loop histerisis. Dari analisa kurva histerisis, diperoleh nilai magnetisasi saturasi (Ms) yang menunjukkan kemampuan bahan untuk mempertahankan kesearahan domain-domain magnetiknya ketika diberi medan magnet luar, magnetik remanensi (Mr) yang merupakan remanensi magnet atau medan magnet yang tersisa di dalam bahan setelah medan magnet luar ditiadakan, serta medan koersivitas (Hc) yang merupakan medan magnet luar yang dibutuhkan untuk mengembalikan momen dipole hingga magnetisasinya nol. Nilai medan koersivitas ini dapat menunjukkan sifat magnet suatu bahan. Semakin besar medan koersivitasitasnya menyebabkan kurva semakin lebar yang mana menunjukkan semakin besar pula energi yang dibutuhkan untuk magnetisasi. Gambar 4.7 merupakan kurva histeris dari sampel Fe3O4 dan komposit Fe3O4 dengan konsentrasi Fe3O4 terhadap cat sebesar 25%:75%. Proses magnetisasi diawali pada titik awal yaitu titik nol. Kemudian seiring dengan penambahan medan magnet luar, maka terjadi magnetisasi dalam bahan. Semakin kuat medan magnet luar yang diberikan maka magnetisasinya semakin besar.

43 Medan magnet luar akan terus ditingkatkan hingga tidak terjadi lagi magnetisasi atau yang disebut dengan magnetisasi saturasi, yaitu keadaan dimana pemberian medan magnet luar yang semakin besar tidak berpengaruh lagi pada besar magnetisasi. Setelah mencapai titik saturasi, maka medan magnet luar akan dikurangi sehingga magnetisasinya juga akan menurun tetapi membentuk lintasan kurva yang berbeda dari lintasan sebelumnya. Pada saat medan magnet luar mencapai titik nol, magnetisasi bahan tidak berada di titik nol. Ini menandakan bahwa masih ada medan magnet yang tersisa meskipun medan magnet luarnya bernilai nol. Titik magnetisasi ini disebut dengan remanensi magnetik. Kemudian H diperbesar pada arah yang berlawanan (negatif), maka magnetisasi akan terus menurun sampai akhirnya sama dengan nol. Nilai medan magnetik luar yang diberikan pada saat magnetisasi mencapai titik nol inilah yang disebut dengan medan koersivitas. Begitu seterusnya, medan magnet luar diberikan bolak balik pada bahan tersebut, maka kurvanya mengikuti suatu lintasan tertutup (loop).

H (T) Gambar 4.8 Hasil uji VSM (a) sampel komposit Fe3O4 (b) Fe3O4

44 Dari penelitian sebelumnya, Fe3O4 hasil separasi dan penggilingan merupakan material magnetik yang bersifat magnet lunak, dimana medan koersivitanya kecil sehingga kurva yang dihasilkan mempunyai luasan yang kecil (kurus) (Lestari, 2015). Luasan kurva tersebut menandakan bahwa besarnya energi yang diperlukan untuk magnetisasi cukup kecil. Disamping itu, nilai saturasi magnetik dipengaruhi oleh ukuran butir dan kristal. Semakin kecil ukuran butir dan kristal maka jumlah domain jamak menjadi sedikit dan menuju domain tunggal serta jumlah momen dipole magnetik semakin besar yang berakibat pada nilai saturasi magnetik yang semakin besar pula (Mashuri, 2012). Dari penelitian Lestari, Fe3O4 hasil separasi dan penggilingan memiliki medan koersivitas (Hc) sebesar 0,041 Tesla, remanensi magentit (Mr) sebesar 40,60 emu/gram serta saturasi magnetik sebesar 40,3 emu/gram. Sementara pada komposit Fe3O4 memiliki medan koersivitas (Hc) sebesar 0,0465 Tesla, remanensi magentit (Mr) sebesar 3,75 emu/gram serta saturasi magnetik sebesar 8,68 emu/gram. Perbandingan nilai Hc, Mr dan Ms pada kedua bahan dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 4.4 Perbandingan nilai Hc, Ms dan Mr antara Fe3O4 dan komposit Fe3O4

Sampel

Ms (emu/gr)

Fe3O4 Komposit Fe3O4

40,3 8,68

Mr (emu/gr) 40,60 3,75

Hc (T) 0,041 0,0465

Dari gambar 4.7 dan data pada tabel 4.4, diketahui bahwa jika dibandingkan antara Fe3O4 dan komposit Fe3O4, nilai remanensi magnetik mengalami penurunan. Penurunan nilai magnetisasi remanensi dan magnetisasi saturasi dikarenakan anisotrpi magnetokristalin dari interaksi antara dipol-dipol magnet material Fe3O4 terhalang oleh adanya cat anti korosi dan kandungan yang ada di dalamnya. Disamping itu, pengujian ini dilakukan pada sampel dengan konsentrasi Fe3O4 terhadap cat

45 sebesar 25%:75%, sehingga sifat kemagnetan yang dikandung komposit Fe3O4 juga kecil seiring dengan kecilnya konsentrasi Fe3O4 yang digunakan. Dari sisi lain, sampel komposit Fe3O4 dan Fe3O4 memiliki nilai medan koersivitas yang hampir sama, yang menandakan bahwa keduanya masih memiliki sifat kemagnetan yang sama yaitu magnet lunak. 4.5 Analisa Penyerapan Gelombang Mikro (8-12 GHz) Besar penyerapan gelombang radar dapat diketahui melalui uji VNA (Vector Network Analyzer). Dari karakterisasi menggunakan VNA diperoleh data keluaran berupa Scattering parameter (S Parameter) atau disebut juga dengan parameter hamburan dari perilaku refleksi dan transmisi yang terjadi pada port VNA. S parameter ini dapat digunakan untuk mendapatkan voltage standing wave ratio, gain, return loss, transmission dan coefficient reflection loss. Pada penelitian ini, diperlukan nilai Reflection Loss (RL) terhadap gelombang mikro pada range frekuensi X-band (8-12 GHz) yang merupakan daerah kerja dari gelombang radar (Lestari, 2015). Besar penyerapan gelombang suatu material dapat ditentukan berdasarkan nilai Reflection Loss dari material tersebut. Semakin besar nilai RL, maka semakin besar pula penyerapan gelombangnya. Penelitian ini menggunakan bahan magnetik berbahan dasar pasir besi yang memiliki sifat magnetik cukup tinggi serta mudah didapat. Disamping itu, pasir besi juga memiliki nilai saturasi magnetik yang cukup besar dimana dapat berfungsi untuk memperlebar jangkauan frekuensi penyerapan. Bahan ini juga memghasilkan permeabilitas yang tinggi sehingga jangkauan gelombang elektromagnetik yang diserap akan lebih luas (Lestari, 2015). Bahan magnetik dari pasir besi ini selanjutnya dicampur dengan cat anti korosi membentuk sebuah komposit dengan Fe3O4 sebagai filler dan cat anti korosi yang berperan sebagai matriks atau binder. Cat anti korosi pada penelitian ini berfungsi untuk merekatkan bahan magnetik Fe3O4 pada substrat dimana nantinya dapat digunakan sebagai bahan penyerap gelombang radar.

46 Gambar 4.8 merupakan pola grafik RL dari hasil karakterisasi VNA dari masing-masing variasi konsentrasi antara Fe3O4 dan cat. Berdasarkan gambar tersebut, terlihat bahwa nilai RL paling kecil terjadi pada sampel dengan konsentrasi Fe3O4/cat sebesar 10%:90%, sementara nilai RL paling besar terjadi pada sampel dengan konsentrasi Fe3O4/cat 30%:70%. Hal tersebut menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi Fe3O4 yang digunakan pada bahan maka besar RL-nya juga akan semakin besar. Akan tetapi, nilai RL yang dihasilkan dari masing-masing sampel cukup kecil. Hal ini disebabkan karena konsentrasi Fe3O4 sangat kecil dibandingkan dengan konsentrasi cat yang digunakan pada sampel. Sementara, bahan yang mempunyai kemampuan menyerap gelombang mikro dan menghasilkan nilai RL di sini adalah Fe3O4, dilihat dari sifat kemagnetan material tersebut.

Gambar 4.9 Hasil uji VNA sampel lapisan Fe3O4 dengan konsentrasi (a) 10%:90% (b) 15%:85% (c) 20%:80% (d) 25%:75% (e) 30%:70%

47 Nilai reflection loss bergantung pada frekuensi yang dikenakan pada bahan. Interaksi momen dipol magnetik menghasilkan beda energi potensial yang berbeda. Perbedaan energi potensial tersebut mengakibatkan frekuensi gelombang mikro yang dapat diserap bervariasi (Sari, 2014). Fe3O4 merupakan bahan yang mempunyai sifat kemagnetan lunak dimana mempunyai momen magnetik total yang kecil. Momen magnetik total yang kecil ini artinya domain mudah digerakkan dengan medan magnet luar yang cukup kecil sehingga energi elektromagnetik yang dapat terdisipasi sebagai rugi magnetik juga kecil. Sifat kemagnetan bahan semakin mengecil seiring dengan berkurangnya konsentrasi Fe3O4 yang digunakan. Ini terjadi karena interaksi antar dipole-dipol magnetik Fe3O4 terhalang oleh keberadaan cat serta kandungan yang ada di dalamnya. Semakin besar konsentrasi cat yang digunakan, maka kemampuan dipoldipol magnetik Fe3O4 untuk saling berinteraksi semakin kecil, sehingga magnetisasi yang terjadi dalam bahan akibat medan luar juga semakin berkurang. Hal ini menyebabkan, gelombang elektromagnetik yang berhasil diserap tidak terlalu besar. Dari hasil karakterisasi menggunakan VNA, selain dapat diketahui besar RL, dapat diketahui pula besar nilai absorbsi suatu material sebagaimana yang telah dijelaskan pada bab 2. Nilai absorbsi ini menyatakan presentase kemampuan bahan dalam menyerap gelombang mikro. Berikut ini tabel yang menunjukkan nilai absorbsi masing-masing sampel pada variasi konsentrasi. Tabel 4.5 Perbandingan nilai absorbsi masing-masing sampel pada variasi konsentrasi

Sampel Fe3O4/epoxy 10%:90% 15%:85% 20%:80% 25%:75% 30%:70%

Frekuensi (GHz) 11,8 10,36 10,40 10,14 10,10

RL (dB) -1,68 -2,72 -3,15 -4,49 -5,9

Nilai absorbsi (%) 17,59 26,87 30,42 40,38 49,30

48

Selain konsentrasi bahan magnetik yang digunakan, terdapat parameter yang penting lain dalam pembuatan material penyerap radar yaitu skin depth. Skin depth bisa diartikan kedalaman suatu gelombang elekromganetik yang dapat menembus bahan. Idealnya, nilai skin depth harus lebih kecil daripada ketebalan bahan yang digunakan sebagai penyerap radar. Secara teori, nilai permeabilitas dan permitivitas bahan yang mempengaruhi nilai skin depth (Sari, 2014). Pada penelitian komposit dengan variasi ketebalan ini, sampel komposit dengan ketebalan 0,9 mm dan 1,2 mm, memiliki skin depth yang besar sehingga gelombang yang terserap pun akan semakin besar. Berikut ini merupakan hasil uji VNA sampel dengan variasi ketebalan.

Gambar 4.10 Hasil uji VNA sampel lapisan Fe3O4 dengan ketebalan (a) 0,6 mm (b) 0,9 mm (c) 1,2 mm

49 Berdasarkan gambar 4.9, terlihat bahwa Reflection Loss maksimum terdapat pada komposit dengan tebal 1,2 mm pada lebar pita frekuensi <11 GHz. Sehingga dapat dikatakan bahwa nilai reflection loss semakin bertambah seiring bertambahnya ketebalan pada frekuensi tersebut. Hal ini dapat disebabkan karena pada komposit dengan ketebalan 1,2 mm, kandungan dari material magnetik (fraksi volume dan fraksi berat) semakin besar, sehingga terjadi lebih banyak rotasi dari vector magnetisasi dan pergerakan batas-batas domain. Pada proses ini terjadi transisi energi yang disebabkan momen dipol magnetik yang berinteraksi dari tingkat energi rendah ke tingkat energi lebih tinggi. Akan tetapi, pada frekuensi mendekati 12 GHz puncak RL tertinggi terjadi pada sampel dengan ketebalan 0,9 mm. Hal ini terjadi karena pengukuran RL hanya dilakukan sampai frekuensi 12 GHz. Selain itu, faktor kerapatan sampel juga berpengaruh terhadap besar penyerapan gelombangnya. Pada frekuensi <11 GHz, terlihat bahwa penyerapan maksimum terjadi pada ketebalan 1,2 mm, sementara pada ketebalan 0,9 mm menghasilkan RL yang lebih kecil pada frekuensi yang lebih kecil pula. Hal tersebut menunjukkan bahwa terjadi pergeseran pita penyerapan menuju frekuensi yang lebih kecil. Menurut teori Everest, ketebalan lapisan akan menggeser frekuensi ke frekuensi yang lebih rendah dengan nilai koefisien yang lebih tinggi. Selain dilihat dari puncak RL yang dihasilkan, penyerapan lebar pita penyerapan juga berpengaruh terhadap penyerapan gelombang radar. Berikut ini perbandingan lebar pita penyerapan dari ketiga sampel Tabel 4.6 Perbandingan lebar pita masing-masing sampel pada variasi ketebalan Frekuensi Sampel Range pita Lebar RL Nilai (GHz) komposit frekuensi pita (dB) absorbsi (GHz) (GHz) (%) Fe3O4 0,6 mm 10,14 9,44 – 11,40 1,96 -4,49 40,38 0,9 mm 9,32 8,76 – 12 3,24 -15,96 84,40 1,2 mm 9,36 8,30 – 12 3,70 -14,60 81,38

50

Berdasarkan analisis lebar pita penyerapan, terlihat bahwa sampel dengan ketebalan 1,2 mm memiliki rentang pita penyerapan yang paling besar yaitu 3,70 GHz. Ini berarti pada rentang pita tesebut material RAM dapat menyerap gelombang mikro. Sedangkan pada sampel dengan ketebalan 0,6 mm dan 0,9 mm terdapat dominasi puncak serapan pada range frekuensi tertentu. Hal ini berarti bahwa kemampuan penyerapan material maksimum terletak pada frekuensi tersebut. Sehingga dari segi lebar pita penyerapannya, diperoleh bahwa sampel dengan ketebalan 1,2 mm memiliki nilai lebar penyerapan yang paling efektif untuk menyerap gelombang mikro.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1 Kesimpulan Berdasarkan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa: 1. perbandingan yang efisien antara Fe3O4 dan cat anti korosi untuk menghasilkan lapisan penyerap gelombang radar adalah sebesar 30%:70% dengan nilai RL sebesar -5.9 dB pada frekuensi 10,10 GHz. 2. Ketebalan lapisan berpengaruh terhadap lebar dan pergeseran frekuensi pita penyerapan. Semakin tebal lapisan, maka nilai penyerapan semakin bertambah dan pita penyerapan semakin lebar. Tebal lapisan yang menghasilkan penyerapan paling efektif adalah 1,2 mm dengan nilai RL -14,60 dB pada rentang frekuensi 8,30 – 12 GHz. 5.2 Saran Saran untuk penelitian selanjutnya adalah: 1. Melakukan pengulangan separasi lebih banyak, sehingga dapat dihasilkan bahan magnetik dengan pengotor yang lebih sedikit. 2. Melakukan pengayakan pada sampel hasil penggilingan sehingga diperoleh ukuran partikel yang seragam dan dapat menghasilkan campuran yang homogen apabila dicampur dengan material lain. 3. Melakukan uji PSA untuk mengetahui ukuran partikel. 4. Melakukan pencampuran dengan konsentrasi Fe3O4 diatas 30% menggunakan partikel yang ukurannya lebih kecil. 5. Melakukan uji SEM EDX untuk mengetahui lebih jelas tentang distribusi patikel Fe3O4 dalam cat anti korosi.

51

52 “Halaman ini sengaja dikosongkan”

DAFTAR PUSTAKA Asadi, Aji Detar. 2010. Proses Pelapisan Cat pada Rangka Mesin Pencetak Mie. Laporan Proyek Akhir. DIII Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta. Demitrius Himawan, P., 2012. Perbaikan Body Dan Pengecatan Ulang Mobil Mitsubishi Colt Minicab Tahun 1981 Sisi Depan Dan Setengah Atap Bagian Depan. Universitas Negeri Yogyakarta.

Din, Wenjing et al. 2014. CO2 mineral sequestration by wollastonite carbonation. Phys Chem Minerals 41;489-496. Folgueras, L. de C., Rezende, M.C., 2008. Multilayer radar absorbing material processing by using polymeric nonwoven and conducting polymer. Mater. Res. 11, 245– 249. Fajrin, Lum’atu Firowati. 2015. Pengaruh Karbon Bambu Petung Terhadap Penyerapan Gelombang Mikro (8-12 Ghz) Bahan Magnetit (Fe3O4). Tugas Akhir SF141501 Jurusan Fisika FMIPA ITS. Gonzales, Maria Gonalez, et al. Application of FTIR on Epoxy Resins – Identification, Monitoring the Curing Process, Phase Separation and Water Uptake. www.intechopen.com. University Carlos III of Madrid. Spain Ishlah, T., Geologi, P.M.P.S.D., 2005. Potensi Bijih Besi Indonesia Dalam Kerangka pengembangan Klaster Industri Baja. Perekayasa Madya Pusat Sumber Daya Geologi. Jin, F.-L., Li, X., Park, S.-J., 2015. Synthesis and application of epoxy resins: A review. J. Ind. Eng. Chem. 29, 1–11. doi:10.1016/j.jiec.2015.03.026 Laksmita, Riska. 2012. komposit Epoxy- Fe3O4 sebagai bahan penyerap gelombang radar pada frekuensi 8-12 GHz.

53

54 Tugas Akhir. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Laxminarayana T.A., Manna, S.K., Fernandes B.G., Venkataramani N., 2015. Study of AC Magnetic Properties and Core Losses of Fe/Fe3O4 -epoxy Resin Soft Magnetic Composite. Phys. Procedia 75, 1396–1403. doi:10.1016/j.phpro.2015.12.157 Lestari, wahyuni. 2015 “Analisis Ukuran Kristal, Sifat Magnetik Dan Penyerapan Gelombang Mikro Pada X Dan KUBand Bahan Magnetit (Fe3O4) yang Dibuat Dengan Metode Penggilingan (Milling)”. Tugas Akhir SF141501 Jurusan Fisika FMIPA ITS. Mashuri, 2012. “Partikel Nano Ni0,5Zn0,5Fe2O4 Berbahan Baku Fe3O4 dari Pasir Besir sebagai Bahan Penyerap Gelombang Mikro pada Frekuensi Tinggi”. Disertasi Program Doktor Jurusan Fisika Fakultas FMIPA ITS tahun 2012. Nasution, Erika L. Y. 2012. Sintesis Nanokomposit PAni/Fe3O4 Sebagai Penyerap Magnetik Pada Gelombang Mikro. Jurnal Fisika Unand Vol. 1, No. 1, Oktober 2012. ISSN 2302-8491. Nikolic, Goran, et al. 2010. Fast Fourier Transform IR Characterization of Epoxy GY System Crosslinked with Aliphatic and Cycloaphatic EH Polyamine Adducts. Sensors ISSN 1424-8220 hal 684-696. www.mdpi.com/journal/sensors Novrianti, wiwit. 2015. Pembuatan Cat Besi Dari Getah Karet menggunakan Pelarut Solar dan CPO dengan Warna Alami dari Ekstrak Pandan. Politeknik Negeri Sriwijaya. Podporska, J. et al. 200. A Novel Ceramic Material with Medical Application. Processing and Application of Ceramics, 2, 19-22. Putri, Agustin Leny. 2016. Identifikasi Produk Korosi Baja Ss304 Coating Pani/Sio2 Pada Larutan Salinitas Tinggi Nacl 3,5 M. Tugas Akhir SF141501 Jurusan Fisika FMIPA ITS.

55 Ramajo, L.A., Cristóbal, A.A., Botta, P.M., Porto López, J.M., Reboredo, M.M., Castro, M.S., 2009. Dielectric and magnetic response of Fe3O4 /epoxy composites. Compos. Part Appl. Sci. Manuf. 40, 388–393. doi:10.1016/j.compositesa.2008.12.017 Rijal, Agus. 2007. Fabrikasi Material Nanokomposit Superkuat, Ringan dan Transparan. Tugas Akhir Jurusan Fisika FMIPA ITB. Ristiani, Deril. 2016. Desain Double Layer Radar Absorbing Materials dengan Metode Dallenbach Layer Berbasis Bahan Magnetik Alam Tanah Laut dan Polianilin. Tugas Akhir SF141501 Jurusan Fisika FMIPA ITS. Sari, Riska Laksmita. 2014. Komposit Epoksi- Fe3O4 Sebagai Bahan. Penyerap Gelombang Radar pada Frekuensi. 812,4 GHz. Tugas Akhir Jurusan Fisika FMIPA ITS. Saville, P., 2005. Review of radar absorbing materials. DTIC Document. Shin, J.Y., Oh, J.H., 1993. The microwave absorbing phenomena of ferrite microwave absorbers. IEEE Trans. Magn. 29, 3437–3439. Sholihah, L.K., 2010. Sintesis Dan karakteristik Partikel Nano Fe3O4 yang Berasal dari Pasir Besi dan Fe3O4 Bahan Komersial (ALDRICH). Tugas Akhir. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Sunaryo, S., 2010. METODE PEMBELAJARAN BAHAN MAGNET DAN IDENTIFIKASI KANDUNGAN SENYAWA PASIR ALAM MENGGUNAKAN PRINSIP DASAR FISIKA. Cakrawala Pendidik. 1. Wang, Y., Li, T., Zhao, L., Hu, Z., Gu, Y., 2011. Research Progress on Nanostructured Radar Absorbing Materials. Energy Power Eng. 3, 580–584. doi:10.4236/epe.2011.34072

Yullah, Zelfi Tranalata. 2013. Sintesis Dan Uji Aktivitas Katalitik Fe3o4 Dari Campuran Limbah Wire Plating Sludge Dan Feso4 Pada Efisiensi

56

Pembakaran Batu Bara. Skripsi Departemen Kimia ITB. Bandung. :: Kabupaten Lumajang :: [WWW Document], n.d. URL http://www.lumajangkab.go.id/ (accessed 3.16.16).

LAMPIRAN A Hasil Pengujian XRF (X-Ray Flouresence) Pasir Besi Lumajang Setelah Separasi 10 Kali

Gambar 1.Hasil SpektraHasil XRF Pasir Besi

57

58 “Halaman ini sengaja di kosongkan”

LAMPIRAN B HasilAnalisa XRD Pasir Besi Setelah Miling 150 rpm selama 6 Jam

Gambar 1.HasilPolaAnalisa XRD Pasir Besi dengan Match!

59

60

61

62 “Halaman ini sengaja di kosongkan”

LAMPIRAN C Data hasil uji FTIR komposit Fe3O4 Title: Epoxy-Fe3O4

40

30

20 4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1) Spectrum: Collection time: Mon Nov 14 13:12:30 2016 (GMT+07:00) Mon Nov 14 13:13:35 2016 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Epoxy-Fe3O4 Region: 4000.00 400.00 Absolute threshold: 85.138 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 405.37 Intensity: 66.238 Position: 571.37 Intensity: 62.892 Position: 711.27 Intensity: 65.067 Position: 743.51 Intensity: 78.144 Position: 871.29 Intensity: 52.955 Position: 1408.40 Intensity: 50.191 Position: 1725.24 Intensity: 83.026 Position: 1793.30 Intensity: 84.992 Position: 2161.12 Intensity: 84.276 Position: 2923.71 Intensity: 80.131

Region: Search type: Hit List: Index 7 15434 18213 169 271 130 272 170 1473 308

Epoxy-Fe3O4 3495.26-455.13 Correlation Match 56.57 45.82 45.74 45.18 45.18 42.47 42.22 42.22 41.32 40.16

Compound name Calcium carbonate 99% (DRIFTS) Diphenylglyoxime, 97% Calcium carbonate, 99.995+% Methylenecyclobutane Methylenecyclobutane, tech., 96% PENICILLIN G POTASSIUM IN KBR Methylenecyclopentane, 97% Methylenecyclopentane 1,2-Epoxy-5,9-cyclododecadiene, 97% (+)-Longifolene, 98+%

Library User Example Library HR Aldrich FT-IR Collection Edition II HR Aldrich FT-IR Collection Edition II HR Nicolet Sampler Library HR Aldrich FT-IR Collection Edition II Georgia State Crime Lab Sample Library HR Aldrich FT-IR Collection Edition II HR Nicolet Sampler Library HR Aldrich FT-IR Collection Edition II HR Aldrich FT-IR Collection Edition II

Gambar 1. Hasil uji FTIR komposit Fe3O4

63

500

4 0 5 .3 7

57 1 .3 7

8 7 1 .2 9

50

7 1 1 .27

1 1 1 2 .4 0 1 0 6 4.9 1 1 0 2 0.5 8

74 3 .5 1

1 7 9 3 .3 0 1 7 2 5 .24

60

14 0 8 .4 0

% T ra n sm itta n ce

70

2 1 6 1 .1 2

80

2 5 0 5 .5 4

2 9 23 .7 1 2 8 47 .4 9

Mon Nov 14 13:14:10 2016 (GMT+07:00)

64 “Halaman ini sengaja di kosongkan”

LAMPIRAN D Hasil Analisa XRD komposit Fe3O4 dengan Match!

Gambar 1. Pola Analisa XRD komposit Fe3O4 dengan perbandingan 25%:75%

65

66

67

68 “Halaman ini sengaja di kosongkan”

BIODATA PENULIS Penulis yang akrab dipanggil Shofi ini lahir di Bojonegoro pada tanggal 4 Juli 1995 dari pasangan Bapak Jani dan Ibu Ngatemi. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Talok, SMPN I Kalitidu dan SMAN I Kalitidu serta pendidikan nonformal di TPQ Bi’rul Huda dan Perisai Diri unit SMKN 2 Bojonegoro. Pada tahun 2012, penulis diterima menjadi mahasiswa Departemen Fisika FMIPA ITS dengan NRP 1112100003 dan mengambil konsentrasi Fisika Material. Selama masa perkuliahan, penulis aktif di berbagai organisasi mahasiswa diantararnya di UKM Kelatnas Indonesia Perisai Diri ITS sebagai ketua umum, di UKM cinta rebana sebagai bendahara II, dan di LMB sebagai koordinator bidang bela diri. Penulis juga pernah menjuarai beberapa event kejuaraan Silat tingkat ITS, regional maupun Provinsi. Selain itu, penulis juga pernah melakukan beberapa penelitian bersama tim seperti di Pusdiklat Migas Cepu dan PKM Penelitian. Kritik, saran dan keterangan lebih jelas mengenai Tugas Akhir ini dapat menghubungi penulis via email di [email protected]

69