STUDI SIFAT MAGNET DAN SIFAT MEKANIS BAHAN MAGNET STRONTIUM HEXAFERRITE YANG DISINTESIS DARI STRONTIUM CARBONATE DAN HEMATITE

M. IQBAL MUHARRAM R, Ir. M.Waziz Wildan, M.Sc., Ph.D.

2014 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Magnet adalah salah satu jenis bahan teknik yang esensial untuk dikembangkan. Kebutuhan pada magnet diketahui selalu meningkat seiring meningkatnya juga kebutuhan dan perkembangan bidang industri juga kelistrikan. Dalam perkembangan keilmuan magnet, ditemukan bahwa Strontium Hexaferrite (SrFe12O19) yang termasuk jenis magnet ferrite, merupakan jenis bahan magnet permanen yang memiliki koersifitas yang tinggi. Sifatnya yang potensial tersebut dan juga biaya prosesnya yang rendah membuatnya dinilai layak untuk dieksplorasi lebih jauh sehingga kemudian ditemukan komposisi dan proses yang tepat dalam memproduksinya dengan potensi optimal pada aspek sifat magnet dan mekanisnya. Dalam penelitian ini, yang menjadi fokusnya adalah penentuan suhu pemanasan (kalsinasi) terbaik untuk mensintesis SrFe12O19 dan pengamatan sifat magnet dan sifat mekanisnya setelah bahan tersebut melalui proses sintering. SrFe12O19 disintesis dari reaksi strontium carbonate (SrCO3) dan hematite (Fe2O3). Serbuk SrCO3 dan serbuk Fe2O3 yang telah dipilih hingga berukuran ≤ 200 mesh dicampur dengan komposisi 1 mol SrCo3 dan 6 mol Fe2O3, pencampuran tersebut dilakukan pada turbula mixer selama 5 jam untuk didapatkan campuran yang homogen. Campuran tersebut kemudian dipanaskan pada suhu 950 °C, 1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, dan 1150 °C, masing-masing ditahan (holding time) selama 5 jam. Hasil kalsinasi ini kemudian diuji karakterisasi dengan XRD (X-Ray Diffractometer) untuk membaca suhu terbaik kalsinasi. Setelah didapatkan suhu terbaik reaksinya, serbuk SrFe12O19 diproduksi pada suhu itu kemudian dipadatkan (compaction) secara uniaxial dengan tekanan 30 MPa untuk didapatkan green body berbentuk silindris berdiameter 15 mm. Green body tersebut di-sintering pada suhu 950 °C, 1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, dan 1150 °C dengan holding time selama 1 jam. Hasil sintering ini kemudian diuji densitasnya dengan metoda Archimedes dan diuji sifat kemagnetannya dengan VSM (Vibrating Sample Magnetometer) yang meliputi pengukuran rapat fluks (B) dan medan magnet (H). Pembuatan spesimen green body juga dilakukan dalam bentuk balok untuk pengujian ketangguhan impact. Pengujian sifat mekanis pada spesimen meliputi uji kekerasan, uji tekanan, dan uji ketangguhan impact. Kemudian juga dilakukan pengamatan struktur mikro pada spesimen dengan SEM (Scanning Electron Microscopy).

Magnet is a kind of material engineering that essential to be developed. Needs of this material are known increasing as long as the increase of the need and development in sectors of industry and electricity. In the discovery and the development of magnetic science, Strontium Hexaferrite (SrFe12O19) has been discovered as a kind of ferrite magnet that has a high coercivity. The making of this material has a low cost process. These characeristics are potentially explored and examined more to find the best method of producing SrFe12O19 that magnetically and mechanically has the optimum properties. The focus of this examination is finding the best temperature of calcination to synthesize SrFe12O19 and knowing the effects of sintering process to its magnet and mechanical properties. SrFe12O19 is synthesized by the reaction of mixing strontium carbonate (SrCO3) and hematite (Fe2O3). The ≤ 200 mesh powder of SrCO3 and Fe2O3 are selected then mixed by the ratio of 1 mol SrCO3 and 6 mol Fe2O3 in the turbula mixer for 5 hours. Afterwards the mixture calcined in 950 °C, 1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, and 1150 °C, respectively holded for 5 hours. The results of those calcinations then characterized by XRD (X-Ray Diffractometer) so the best temperature of calcination to produce SrFe12O19 can be definitely defined. The powder of SrFe12O19 that calcined in the best temperature then uniaxially compacted by the 30 MPa pressure in order to make its 15 mm diameter cylindrical green body. The green body then sintered in 950 °C, 1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, and 1150 °C with 1 hour of holding time to make it become sintered body. The density of sintered body then examined by the Archimedes method, and then its magnetic characteristics examined by VSM (Vibrating Sample Magnetometer) including the measurement of its magnetization (B) and magnetic field (H). The green body forming of a speciments also processed in a bar form for impact examination. The mechanical examinations of the speciments are including the examination of its hardness, pressure strength, and impact strength. The observation of speciments microstructure then obtained by the SEM (Scanning Electron Microscopy).

Kata Kunci : magnet, ferrite, strontium hexaferrite, kalsinasi, sintering