ABSTRAK
Sifat Mekanik Komposit
Magnet Serbasis
Heksaferit SrFe 120 19dan SaFe 120 19Dengan Perekal Karel Alam (Waluyo.T)
SIFAT MEKANIK KOMPOSIT MAGNET BERBASIS HEKSAFERIT SrFeUO19 DAN BaFeuO19 DENGAN PEREKAT KARET ALAM WaluyoT., Sudirman..,Ridwan, A. HermanY.. .Jurusan Meta/urgi. Faku/tas Teknik, Universitas Indonesia, Depok. ..P3IB-BATAN, Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang.
SIFAT MEKANIK DENGAN
PEREKAT
KOMPOSIT KARET
ALAM.
MAGNET
BERBASIS
HEKSAFERIT
SrFel2019 DAN BaFe1201'
Telah dilakukan penelitian mengenai sifat mekanik komposit magnet
antara serbuk magnet, SrFe1201' (SrM) dan BaFe12019 (BaM)
dengan perekat karet alamo Karet alam yang
digunakan berupa karet yang terbuat daTi lateks tanpa mengalami vulkanisasi. Serbuk SrM memiliki ukuran partikel rata-rata 1,6 J.lm dan berbentuk pipih, sedangkan partikel serbuk BaM berukuran rata-rata 1,2 J.lffi dengan bentuk agak bulat (nodular).
Pembuatan komposit dilakukan
dalam Labo Plastomill
kecepatan putar pengaduk 30 rpm selama 7 men it. Hasil daTi Labo Plastomill
pada suhu 100.C dengan
selanjutnya
dicetak berbentuk
lembaran. Sifat mekanik komposit yang diuji adalah tegangan tarik, perpanjangan putus, clan kekerasan. Dari basil pengujian diperoleh serbuk
yakni
basil bahwa
tegangan tarik komposit SrM paling tinggi dicapai pada komposisi 70% vol
sebesar 2,22 MPa, sedangkan tegangan tarik komposit
BaM yang paling
tinggi dicapai
pada
komposisi 50% vol. Serbuk, yakni 3,84 MPa. Perpanjangan putus komposit SrM menurun dengan bertambahnya !raksi volume serbuk, dimana pada komposisi 70"'0 vol. Serbuk nilainya BaM perpanjangan
sebesar 90%, sedangkan untuk komposit
putus terendah terjadi pada komposisi fraksi volume 50% serbuk, yakni sebesar 370%. Nilai
kekerasan yang paling tinggi untuk komposit SrM dicapai pada komposisi 70%vol. pada komposit
BaM nilai kekerasan tertinggi dicapai pada komposisi
Serbuk, yaitu 95 SHA, clan
50% vol. Serbuk, yaitu 52 SHA.
Kata kunci : Komposit Magnet, heksaferit, karet alam, blending, sifat mekanik.
ABSTRACT MECHANICAL PROPERTIES OF HEXAFERrrE BASED MAGNET COMPOSITE OF SrFe o 12 19 AND BaFelzO.9 WITH NATURAL RUBBER BONDING AGENT Research on mechanical properties of magnet composite of SrFe.20'9 (SrM) and BaFe'2019(BaM) magnet powder with natural rubber bonding agent have been done. The natural rubber used was rubber made of latex without vulcanization. The SrM powder having average particle size of],6 J.lmand flat shaped,and the BaM powder having particle size of 1,2 ~ and nodular shaped The production of composite carried out in Labo Plastomill at 100°C and mixer speedof30 rpm for 7 minutes. The result obtained from Labo Plastomill then made into sheets. Mechanical properties of the composite tested were strain, elongation break and hardness. The results showed that the highest strain of the SrM composite obtained at composition of 70% vol. of powder that is 2,22 MPa, and 3,84 MPa for BaM composite at 50% vol of powder. The elongation break of SrM composite decreasedby increasing of powder volume fraction, that is 90% atihe composition of 70% vol of powder, and 370% for BaM composite at 50% vol. fraction of powder The highest hardness tor SrM composite obtained at composition of of 70% vol. of powder, that is 95 SHA, and for the BaM composite at 50% vol. of powder, that is 52 SHA. Key words: Magnet composite, hexaferrite, natural rubber, blending, mechanical propertie!
PENDAHULUAN Bahan magnetyang banyak digunakanumumnya terbuatseluruhnya dari bahan logam atau keramik, yang dibuat mela.lui proses casting dan sintering. Wa.laupun memiliki sifat magnetikyang baik, nanmn bahan tersebut nlCmiliki beberapakekurangan, antara lain; berat, kaku (rigid), rapuh (brittle) dan biaya produksi yang relatif maha.l.
Aplikasi bahan magnet yang meluas di berbagai bidang mendorong dikembangkannya bahan magnet yang memenuhi sifat -sifat yang diinginkan, inovatif dan memiliki daya saing. Pembuatan komposit magnet merupakan jalan keluar yang sangat baik dan banyak dikembangkan dewasaill.
Jurna/ Sains Materi Indonesia Indonesian Journal ofMateria/s Science
Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal : 25 -30 ISSN: 1411-1098
Dalam pemakaiannya, sifat bahan magnet yang Sebagaimanahalnya komposit, sifat-sifat yang berbeda diinginkan tidak hanya kekuatan magnet yang tinggi, daTikedua komponen penyusunnya dapat digabungkan melainkan sifat-sifat lainnya, seperti sifat mekanik,juga sehingga diperoleh komposit dengan sifat-sifat sesuai mendukung untuk mendapatkan bahan magnet yang yang diinginkan. Karena adanya bahan non magnetik kuat. Sifat mekanik bahan magnet hasil casting dan sindalam komposit, maka sifat magnetik bahan tersebut tering umumnya memiliki modulus yang tinggi namun menjadi lebih rendah dibandingkan jika bahan tersebut mudah patah (britt/e). Sehingga perlu dibuat suatu seluruhnya daTibahan magnetik. bahan magnet komposit dengan pengikatyang ulet (tidak Komposit magnet pertama kali ditemukan oleh mudah patah) daD rapat jenis yang rendah untuk Max Baermannpadatabun 1934[3]. Penemuanini berawal mendapatkankomposit magnetyang ringan daDkuat. ketika magnet AlNiCo yang dimilikinya jatuh 111ingga pecah berkeping-keping, akibat sifatnya yang rapuh. Perkembangan produksi komposit magnet berbasis heksaferit lebih baik dibandingkan dengan Untuk menggabungkannya kembali, pecahan-pecahan komposit magnet lain. Berdasarkan data [I), nilai magnet tersebut disatukan dengan perekat, sehingga penjualan komposit magnet ferit di Cina lebih tinggi dari diperoleh magnetyang utuh kembali. Akhimya lahirlah pada komposit magnet NdFeB, yaitu 52 juta U$D untuk gagasanuntuk membuatmagnetyang diikat denganresin komposit magnetrefit daD13,5juta U$D untuk komposit fenolik, dimana magnet dibuatdengan mencampurbahan magnet NdFeB, pad a tahun 1998. Harga rata-rata magnetdengan resin fenolik yang kemudian dikoJltlpaksi penjualan di Cina untuk komposit magnet ferrite sebesar untuk memperolehbentuk akhir dengan pemanasandan 6,5 $/kg, lebih tinggi dari sintered ferrite yang hanya tekanan. sebesar2,4 $/kg, sehingga pembuatan komposit magnet Sejauh ini bahan magnet permanen yang paling ferrite memiliki nilai tambah yang lebih tinggi banyak digunakan adalah ferit, karena memiliki sifat dibandingkan dengan sinteredferrite. Data Biro Pusat magnetik yang baik, low cost, dan bahan bakunya Statistik (BPS) [2], menunjukkandata pernakaianmagnet melimpah. Sebagaimananamanya, magnet ferit dibuat di betbagai industri, namuntidak memberikan spesifikasi oksida besi Fe2O). Jenis ferit sendiri ada dua macam, magnet yang lengkap. Walaupun demikian dapat yakni ferit lunak (soft ferrite), denganrumus MO.Fe2O) diperoleh informasi bahwa konsumsi magnet untuk dimana M adalah unsur logam, yang memiliki struktur industri mainan daD rumah tangga cukup tinggi, kubik pusat ruang (bcc), serta ferit keras (hard ferrite), memberikan harapan yang baik pada produksi komposit dengan rumus MO.6Fe2O)diaman M biasanya Barium magnetferrite. (Ba) atau Stronsium (Sr), yang memiliki struktur Dalam penelitian ini, tujuan yang ingin dicapai heksagonaldaD bersifat ferimagnetik. antara lain; untuk membuat bahan magnet berperekat Untuk mengikat semuk magnet diperlukan suatu karet (komposit magnet)yang ringan, tidak mudah patah, bahan pengikat yang baik. Bahan polimer merupakan daD memiliki kekuatan tarik yang tinggi, mempelajari pengikat yang baik karena memiliki sifat mampu-basah perilaku interaksi antara karet alam sebagai matriks yang baik, ringan, mudah dibentuk dan murah. dengan serbuk magnet ketika dicampur pada proses pencarnpuran,sepertisebaransetbukdalam matriks, serta kompatibilitas matriks dengan serbuk, daDmenentukan fraksi volume yang optimal sehingga diperoleh bahan magnet dengan sifat mekanik sesuai dengan yang diinginkan.
cis -1.1. polyisoprene
IKR/IR)
DASARTEORI Komposit ada.lahkombinasi dua/.1ebih bahanyang berbeda secarakimia daD fisika, menjadi satu kesatuan bahan dengansifat-sifatnya yang merupakan fungsi daTi sifat-sifat bahan penyusunnya. Ada pula definisi lain yang menyatakanbahwa komposit merupakankombinasi bahanyang sengajadibuat untuk tujuan tertentu, dimana menurut definisi ini, suatu bahan yang terdiri daTi beberapabahan yang berbedadaDteIjadi secaraalamiah, misalnya baja, tidak tennasuk bahan komposit. Bahan komposit magnet merupakanbahan magnetyang diikatkan dalam matriks non-magnetik. Bahan magnetyang umum digunakan adalah serbuk heksaferit, dengan bahan pengikat/matriks berupa karet, sehingga banyak yang menamakan bahan ini sebagaip/astoferit.
26
Gambar 1. cis-l,4
poly isoprene (karet alam).
Karet alam merupakan bahan elastomer yang dibuat secarakomersial daTilateks. Karet alam memiliki strukturkimia cis-l,4 poliisopren dan berupa polimer rantai panjang (berat molekul rata-rata 5 x 105gr/mol) sertamemiliki struktur [4]: Sebagaibahankomposit, sifat-sifat fisik/mekanik plastoferit merupakan kombinasi daTi sifat-sifat fisik/ mekanik bahan-bahan penyusunnya. Untuk mendapatkanbahan magnetyang memiliki sifat mekanik yang baik, maka diperlukan matriks yang memililki sifatsifat sesuai dengan yang ingin dicapai pada bahan kompositnya. Misalnya, untuk mendapatkan bahan dengan kerapatan yang rendah, daD tleksibilitas yang tinggi, maka bahankaret sangatcocokdigunakan sebagai
~
Sifat Mekanik Komposit Magnet Berbasis Heksaferit SrFe12019dan BaFe120IPengan Perekat Karel A/am (Wa/uyo.T)
matriks, dimana sifat ini tidak terdapatpada bahan magnetrent. Kekuatan bahan komposit dapat diramalkan denganmengetahuikekutanmasing-masing bahannya. Berdasarkan persamaanuntuk komposit, modulus elastisitas plastoferit dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan[5,6]; E=vE+vE c m m
p
(l.a) atau
p
Em°Ef Ec= Em oYf+Ef"Ym
(l.b)
Persamaan (l.a) disebut sebagai upper bound dan persamaan (l.b) sebagai lower bound. Modulus sesungguhnya akan terletak diantara kedua persamaan tersebut. Sedangkankekakuan komposit dapatdihitung dengan menentukan modulus geser komposit, yang dirumuskan sebagaiberikut; G=G c
m
(1+2,5v p + 14,lV p2)
(2)
Dimana Godan Gmmasing-masing adalah modulus geser komposit dan matriks, serta V p adalah fraksi volume
partikel.Karena 17C
Gc
17m
Gm
(3)
maka 11 = 11 (1+ 2,5v + 14,lv 2 c
m
p
p
)
sebagai pembanding terhadap sifat mekanik komposit magnetberbasis SrM. Proses pencampuran dilakukan dalam Labo Plastomill model 30R150 di Laboratorium Teknologi Industri, P3TIR-BATAN, dengan suhu operasi 100°C selama 7 menit dengan kecepatanputaran pengaduk 30 rpm. Dari proses ini diharapkan mendapatkan bahan komposit dengan tingkat sebaranserbukyang homogen dalam matriksnya. Untuk mendapatkanbenda uji, bahan basil pencampurankemudian dipresssehingga diperoleh benda uji berbentuk lembaran/film. Pengujian sifat mekanik pactabenda uji actadna, yaitu uji tarik dan uji kekerasan(If ardnessTest).Uji tarik dilakukan dengan menggunakan alat uji tarik Toyoseiki di Laboratorium Teknologi Industri, P3TIR-BATAN, dan berdasarkan standar ASTM 412. Sampel uji tarik dipasangdalam mesin uji tarik dan ditarik hingga putus dengankecepatantarik (crosshead speed)150 mmlmenit dan kecepatanpada kertas grafik (chart speed)sebesar 20 mmJrnenit Uji kekerasan benda uji dilakukan dengan menggunakanmetode Shore A (durometer) merk Zwick, sesuai dengan standar DIN53505 dan ISO R868, dan pembebanan 1 kg. Pengujian dilakukan dengan menempatkan indentor pada permukaan benda uji, kemudian diberikan beban 1 kg. Setelah itu, jarum penunjuk pacta alat akan bergerak untuk menunjukkan nilai kekerasanbendauji. Pencatatandilakukan jika jarnm penunjuk sudahmencapai posisi stabil.
BASIL DAN PEMBABASAN (4) Basil Pengamatan Struktur Mikro
dimana 110dan 11madalah masing-masing viskositas komposit dan viskositas matriks. Berdasarkan persamaan (1), modulus elastisitas komposit lebih dipengamhi oleh partikel serbuknya, karena modulus karet alam jauh lebih rendah dibandingkan denganmodulus serbuk. Sedangkanmodulus kekakuan dan viskositas dipengamhi oleh modulus dan viskositas matriksnya, dan meningkat secarakuadrat dengan meningkatnya fraksi partikel serbuk. Namun, untuk mencapai nilai optimalnya, perlu diberikan suatu coupling agent untuk membantu
Pacta Gambar 2, actabeberapa contoh struktur rnikro komposit dengan pengisi partikel setbuk SrM atau BaM. Dari pengamatanstruktur rnikronya, terlihat bahwa untuk komposit SrM memiliki sebaran partikel serbuk yang kurang merata dibanding dengan komposit BaM.
mengikat partikel dengan matriksnya. Umumnya ditambahkanbilamana sifat adesifantara partikel dengan matriks kurang baik.
TATA KERJA Dalam penelitian ini, bahan-bahan yang digunakan untuk membuat benda uji komposit magnet adalah serbuk heksaferit SrO.6Fe2O3(SrM) yang sudah dikalsinasi pactasuhu 1200°C sebagaibahan dasar magnet, dan bahan karet alam (1,4 Isoprene) sebagaibahan pengikat serbuk, serta heksaferit BaO.6Fe2O3 (BaM)
Gambar 2. Struktur mikro komposit. (a) komposit dengan 60% vol. SrM, (b) komposit dengan 70% vol. SrM, (c) komposit dengan 30%vol. BaM, dan (d) komposit dengan 50%vol. BaM.
27
Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal: 25 -30 ISSN: 1411-1098
Jurnal Sains Materi Indonesia Indonesian Journal ofMaterials Science
8ahkan untuk komposit 8aM, semuakomposisi daTi3050% fraksi volume serbuk 8aM memiliki sebaranyang merata. Untuk komposit SrM 70% serbuk terlihat bahwa partikeltersebarcukupmerata,namun tampakbahwakaret tidak dapat mengikat partikel denganbaik akibat fraksi volume yang cukup rendah. Pactakomposit SrM juga terlihat bahwa partikel serbuknya cenderung untuk teragJomerasi dalam matriksnya. Komdisi-kondisi tersebut dapat menyebabkan penurunan kekuatan tarik daTikompositnya. Penting untuk diketahui bahwa partikel serbuk SrM memiliki ukuran rata-rata1,6I-Ulldan beIbentukpipih, sedangkanpartikel selbuk8aM merniliki ukuran partikel 1,2 I-lmdenganbentukbulat (nodular). Denganperbedaan karakteristik tersebutmemungkinkan adanyaperbedaan sebaranpartikel dalam matriks antarakeduajenis selbuk tersebut.
denganbentuk yang lebih teratur memiliki kemampuan mengisikedalam matriks yang lebih baik (iaripada serbuk denganukuran yang lebih besardengan bentuk !;erpihan. lni ditunjukkan dengan basil pengujian tarik benda uji pada Gambar 3, yang menunjukkan bahan ~~omposit berbasisBaM, pada fraksi volume 50% serbuk, memiliki kekuatan tarik rata-rata sebesar3,84 MFa, lebih tinggi dari kekuatan tarik komposit SrM yang hanya sebesar 1,74 f'vfPa,pada fraksi volume yang sarna (Ii hat juga Tabell). Hal ini disebabkanantara lain karena distribusi serbuk8aM yang lebih homogendalam matriks, sehingga distribusi kekuatan kompositjuga lebih kuat dan merata. Faktor lain yang memungkinkan adalah karen;aukuran partikel YaIlglebih halus memiliki luaspermuka21Il kontak (dengan perbandingan fraksi volume yang SaI1l1a) yang lebih besar, sehingga ikatan antara permukaal1 serbuk denganmatriks karet menjadi lebih kuat.
Hasil U ji Mekanik Ada dua sifat mekanik komposit,
yakni
yang diuji
dapat diketahui
tegangan
komposit
ditarik
hingga
nilai
kekerasan
waktu
tarik dapat dilihat basil
pengujiannya
Tabell.
untuk benda uji
uji tarik dan uji kekerasan.
Dari
tarik dan perpanjangan
dapat dilihat
putus, sedangkan kompositnya. dalam
uji tarik putus daTi uji
Data-data
Tabell.
Data Sit'at Mekanik Benda Uji
Gambar 3. Perbandingan kekuatan tarik antara bahan komposit 50%BaM dengankomposit 50% SrM.
Ket:: .KA30BA = komposisi 30% serb uk BaM dan 700/0karet alamo .KA30SR = komposisi 30% .I'erbuk SrM dan 700/0karet alamo .KA = karet alam
Pengaruh Terhadap
Ukuran daD Bentuk Sifat Mekanik Komposit
Serb uk
Sifat mekanik bahan komposit sangatdipengamhi oleh sifat-sifat fisik dan mekanik bahan-bahan penytlsunnya. Ukuran dan bentuk partikel serbuk dapat mempengamhi modulus elastisitas dan kekuatan bahan komposit, seperti halnya bentuk daDukuran rasapenguat pacta baja yang dapat mempengaruhi kekuatan baja tersebut [7,8]. Sarna halnya dengan yang diungkapkan oleh Matthews dan Rawlings [6], bahwa geometri penguatlpartikel mempakan salah satuparameterutama dalam menentukan keefektifan penguatan,dengan kata lain, sifat mekanik komposit adalah fungsi bentuk dan ukuran dari penguat. Ukuran partikel yang lebih halus
28
Pactadasamya,penguatbeIbentuk partikel secara makro rnerniliki dimensiyang hampir sarnake seigalaarab [6]. Tapijika dilihat secaranrikro bentuk-benM~partikel dapat bulat, kubus, pelaVpipih, dan bentuk-bentuk lain yang tidak beraturan,dan bentuk-bentukpartikell tersebut dapat rnempengaruhi sifat rnekaniknya. Sebagaicontoh, partikel berbentuk pipih, sepertihalnya pactaserl>ukSrM, bisa rnenjadi penyebab penumnan kekuatan bahan, karena dapat menyebabkan konsentrasi tegangan pacta ujung-ujung partikel yang lancip. Namun,jika arah dan bentukpartikel dalam komposit diatur dalam arab tertentu (preferred orientation), maka dapat rneningkatkan kekuatanrnekanikrnaupunrnagnetik kompositdalarnarab tersebut, dan kornposit disebut sebagai bahan ani.\'otropik [6,9]. Ukuran partikel juga dapat rnempengamhi kekerasanbahankomposit. Tidak seperti kekuatantank bahan, kekerasanmenurun dengan ukuran partikel yang lebih ha.lus. Hal ini dapat dilihat dalarn Tabe .1yang rnenunjukkan bahwa, untuk fraksi volume yang sarna, kekerasan komposit BaM lebih rendah dibandingkan dengan kornposit SrM.
s
Sifat Mekanik Komposit Magnet Berbasis Heksaferit SrFe12019dan BaFe 120lPengan Perekal Karel Alam (Waluyo.T)
Pengaruh Fraksi Volume Serbuk Terhadap Sifat Mekanik Komposit Salah satu tujuan untuk membuat komposit magnetadalah untuk mendapatkansifat mekanik bahan yang lebih baik, terutama dalam hal tingkat fleksibilitas bahan. Bahan magnet hasil casting maupun sintering umunmyakernsdan mudahpatah. Penggunaankaretalan1 sebagaipengikat dimaksudkan untuk mengurangi sifatsifat tersebut. Karet alam tanpa partikel serbuk, kekucltan tariknya sangat rendah yaitu 0,51 MFa denganelongasi maksimum 810% (Ii hat Tabell). Jika karet alam diberi pengisi (filler) berupa serbuk magnet, dan disebut sebagaikomposit magnet, maka kekuatan tariknya akan mengalan1ikenaikan, sepertiyang terlihat dalam Galnbar 5 dan Gambar 6.Berdasarkan Gambar 4 dan Gambar 5, kekuatan tarik karet alam paling rendah dibanding kompositnya, namun perpanjangan putusnya paling besar.Secaraumun1,baik kompositberbasisSrM maupun BaM, kekuatan tarik meningkat, walaupun kenaikarn1ya sangat kecil. Namun, jelas sekali tampak bahwa perpanjangan maksimum komposit menurun dengan meningkatnya fraksi volume serbuk.
'iJL~__~
2OOp;(%)Em --~~.
Gamba/' 4. Kurva Tegangan-Regangan serbuk SrM.
komposit
berbasis
dapat terjadi jika matriksnya berupa polimer Dari Gambar7 dapatditunjukkan bahwa kekerasan komposit meningkat dengan bertambahnya fraksi volume serbuk. Hal ini disebabkankarena kekerasanserbuk jauh lebih tinggi daTi karet alam, daD semakin banyak partikel serbuk dalam matriks karet alam maka kekerasannyapunakan meningkat.
5 4
13
,
.2
! 1 40
50
".".._~,
60
Gambar 5 Kurva Tegangan-Regangan kompo.~it berbasis serbuk BaM
karet
Gambar 6 berikut membandingkan kekuatan tarik komposit SrM denganBaM. Kekuatantarik kompositBaM mengalami kenaikan yang cukup berarti, sedangkan komposit SrM hampir tidak mengalami kenaikan. Hal ini disebabkankarena sebaran partikel serbuk pacta komposit SrM kurang merata. Namun, secaraumum dapat dikatakan bahwa kekuatan komposit meningkat dengan bertambahnya fraksi volume serbuk, hal ini dapat dipahami karena, sesuai dengan persamaan (l.a) daD (l.b), modulus komposit akan meningkat denganbertambalmya fraksi serbukdaD kenaikan modulus jauh lebih besar denganbertanlbahnya fraksi serbukdibandingkan denganbertambahnya fraksi karet (E,erbuk»EkareJ. Dari data-data pengujian tersebut, jelas bahwa pactabahan komposit terjadi mekanisme penguatan (rei'!forcement) oleh adanya partikel serbuk. Ada 2 hal yang mungkin dapat menyebabkan terjadinya mekanisme penguatankomposit oleh partikel serbuk. Yang pertanla adalahkarenapartikel serbukmerniliki moduluselastisitas yang lebih tinggi daTikaret alam, yaitu sekitar 1,4 x 106 kg/cm2 untuk bahan BaMjauh lebih besar daTimodulus elastisita karet. Dan yang kedua ada.lahadanya ikatan permukaan yang kuat antara matriks dengan partikel serbuk. Mekanisme utama yang munkgin terjadi pacta daerah kontak antara partikel dengan matriks adalah adsorpsi daD pembasahan (wetting), interdifusi, gaya tarik elektrostatika, ikatan kimia dan ikatan mekanik, maupun kombinasi daTi ikatan-ikatan tersebut [6]. Kemampubasahanmatriks terhadappenguatmerupakan faktor penting dalampembuatankomposit karenadengan sifat ini matriks dapat mengikat partikel serbuk. Ikatanikatan lainnya sangat dipengaruhi oleh jenis matriks ataupun penguatnya, sebagai contoh ikatan interdifusi
alam dan
e0
.c
~c
... . .
p
i': i
~;'::~j
~15,J>-{} ~ E "
I
y_x--~
30
~
40
50
60
70
Fraksi VoL glrblJ< (%)
~"..
..,--X_A
;X_X~
...~
?~
L ~__: ~
1
:! z
x
[10
~
.:
u
'
,
,
~-_:_--~ ' ~
cr
Gombar 7. Perbandingannilai kekerasankomposit berbasis SrM denganBaM sebagaifungsi fraksi volumeserbuk.
KESIMPULAN Gambar 6. Perbandingankekuatantarik kompositSrM dengan BaM sebagaifungsi fraksi volume serbuk
Hasil-hasil yang telah dicapai pada penelitian ,ini
29
Vol. 2 No.1, Oktober 2000, hal : 25 -30 ISSN.. 1411-1098
JurnalSainsMateri Indonesia IndonesianJournal o/MaterialsScience adalah sebagaiberikut: -Dari analisis strukturmikro dapat diketahui bahwa karet alam mampu mengikat partikel serbuk dengan baik. yang diakibatkan oleh sifat rnampu-basahyang baik daTi karet alam terhadap kedua jenis serbuk lnagnetSrM dan BaM. NanlUn,daTisebaranpartikel serbuk terlihat bahwa sebaran partikel SrM dalam matriks kurang merata dibandingkandengansebaran partikel BaM. Bahkan pada komposit SrM terjadi penggumpalan (aglomerasi) partikel serbuknya. -Secara mekanik, partikel serbukmagnet memberikan
pengaruh penguatan pada kompositnya dan meningkat dengannaiknya fraksi volume serbuk.Hal ini sesuaiuntuk komposit BaM, namun tidak terjadi pada komposit SrM dimana dengan bertambahnya fraksi volume serbuk kekuatannya relatif tidak berubah. Hal ini diduga akibat oleh tidak meratanya sebaran partikel serbuk sehingga distribusi tegangantidak sarna pactabenda uji komposit SrM.
NAGDI, KHAIRI, RUBBER.,An Engineering material: Guideline for Users, Hanser Publisher. Barcelona.(1993). [5]. OKTORA, BENI, "Studi Pengaruh Temperatur Perendaman terhadap Kekuatan TekanKompo.S'it Serat gelas/Polie.\'ter ", Tugas Akhir, .Jurusan Metalurgi FruI, Depok. 1996. [6]. MATHEWS, F.L. & RAWLINGS, R.D. Composite Materials: Engineering and science, Chapman & Hall Publisher, London, (1994). [7]. ANGUS, H.T., CastIron: Phy.\'ical and Engineer[4].
ing Properties. London, (1976). DAVIS, l.R., CastIron,ASMSpecialtyHandbook, (1996). [9]. HULL, DEREK, An Introduction to Composite MateriaL\',PressUniversity of Cambridge Publisher Inc., New York (1981). [8].
NamaPenanya
Ela (institut Sains Teknologi AI-Kamal)
Berdasarkan hasil-hasil tersebut diatas, dapat disimpulkan bahwa : -Pentingnya mengontrol kehomogenan sebaran partikel serbukdalam matriks karet alam,dan ini juga berarti perlu mengontrol bentuk, ukuran daD distribusi ukuran partikel serbuknya. -Pacta tahap ini, untuk komposit SrM, peningkatan jumlah fraksi volume serbuk diikuti dengan penumnan sifat mekanik (ksususnyategangantank) sehingga dalam penggunaannya perlu dilakukan ko mp romi/ pe rti mbangan -pertim bangan tertentu. Kemungkinan pellingkatan sifat mekanik untuk fraksi volume serbuk yang tinggi adalah dengan meningkatkan sebaranpartikel sehomogenmungkin atau dengan penambahan coupling agent.
SARAN Ada kemungkinan bahwa ukuran dan bentuk partikel mempengaruhi kehomogenan partikel serbuk dalan1matriks, serta sifat mekanik bahan,sehinggaperlu dikaji lebih lanjut untuk menentukan ukuran dan bentuk partikel setbukyang paling optimal.
DAFTARACUAN II]
[2]. [3].
30
MIYAHARA, "Ferrite Permanent magnet Indu,5tt:yfi}r Card & Tape application, Dai Nihon Inki Chemical Compan.y", dipresentasikanpacta2mInternational Symposium on Magnetic Industry di China 1999,hat: 67-73. Biro PusatStatistik. Jakarta 1997. Ma gneticM etersystems-Resin -bonded-magnets. hnpll\\~\'\\ magneticS)stems.con1/resin 1 htm
Pertanyaan 1. Sejauh mana pengaruh Temperatur pacta proses pembentukan komposit Magnet terhadap sifat Magnet? 2. Temperaturblending yang digunakan 100°C,padahal bisa sarnpaitemperatur 181°C. Kenapadipilih 100°C. Jawaban 1. Temperatur sangatberpengaruh pada pembc~ntukan komposit magnet, dimana dalam pembentulkannya karet alam mengalami swelling oleh ada pemanasan, kemudian serbuk magnet (SrM atau BaM) I)1lasukke dalamnya sehingga terbentuk magnet komp,osit. 2. Sebenarnya disarankan proses belnding pa,dasuhu 181°C dan sebaiknya proses dilakukan dlibawah 181°C. Pemilihan suhu 100°C sebenarnya tidak direkomendasi. Nama Penanya Pertanyaan
: Siti Wardiyati~(p3IB)
.;~fJ. I
I. Apabilasuhublendingdinaikkanmet1iadi:i: 181,17°C, Apakah tidak berpengaruhterhadap stuktur daripada SrM ataupun BaM ? 2. Apakah yang terjadi bila suhu blending mendekati 3()()°c. Jawaban
I
I. Suhu blending dinaikkan sampai 181,17°C tidak berpengaruh pacta struktur SrM atau BaM, karena SrM atau BaM dalam bentuk oksida (StO fe2O~ atau BaO6Fe2OJ yang mempunyai titik leleh tinggi (:i: 1300°C). 2. Bila Sllhublending mendekati300°C maka karetalam sebagai matriks tidak dapat digunakan karena melebihi titik lelehnya.
Kembali ke Jurnal
