Prosiding Seminar Nasional Bahan Magnet ISerpong, 11 Oktober 2000 ISSN1411- 7630

BAHAN Ba-Sr FERIT SEBAGAI KOMPONEN MAGNETSUBSTITUSI IMPOR UNTUK INSTRUMEN SEDERHANA

;3-'

R. Dadan Rumdan, Rio Seto Y.PPAU, Mikroelektronika -lIB,

JI. Ganesa No.1 0, Bandung")

I

diJ-ABSTRAK

BAHAN Ba-Sr FERIT SEBAGAI KOMPONEN MAGNET SUBSTITUSI IMPOR UNTUK INSTRUMENSEDERHANA. Properti magnetik optimum Ba-Sr Ferit diperoleh melalui pengubahan temperatur sintering, waktu tahan, clanpengaturan laju waktu pendinginan dari temperatur sintering, kemudian mengamati perilakunya dengan mengukur parameterinduksi remanensi (Br), gaya koersif (Hc), clan energi maksimum (BH)maks. Kondisi proses sintering terbaik yang menghilsilkanproperti ini terjadi pada temperatur sintering 1125 .C, waktu tahan 180 menit, clan laju pendinginan pada 2 kecepatan,10 .C/menit clan 40 .C/menit. Hasil riset lain yang berhasil diamati adalah induksi remanensi Br ternyata dipengaruhi secarasignifikan oleh perubahan temperatur sintering clan waktu tahan, sedangkan gaya koersif Hc clan energi maksimum (BH)makshanya oleh perubahan temperatur sintering.

Kata Kunci : Fent, komponen magnet, instrumen sederhana

ABSTRACT

Ba-Sr FERRIT AS MAGNETIC COMPONENT IMPORT SUBSTITUTE FOR SAMPEL INSTRUMENTS. Theoptimum Ba-Sr Ferrite magnetic property is found through varying the temperature of the sintering process, the holding time, andthe cooling rate from the sintering temperature, and observing the behaviour by measuring the induction remanerce (Br), co~rciveforce (Hc), and maximum energy (BH)max parameters. The best sintering condition that gives this property was achieved atsintering temperature 1125 °C, holding time 180 minutes, and two cooling rate levels, 10 °C/minute and 90 .C/minute. Otherresults gained from the reseach were the influence of induction remanence due to variations in sintering temperature and holdingtime, and coercive force and maximum energy are only influenced by the variation of sintering temperature.

Key Word: Ferrite, magnetic component, simple instrumel

PENDAHULUAN

Kebijakan kandungan lokal atau substitusi impormempakan satu upaya untuk menempatkan lebih banyakkomponen lokal di dalam instrumen daD produkelektronika. Kebijakan ini mendorong para peneliti untukmendapatkan material yang sesuai yang dapat diperolehlokal untuk menggantikankomponen impor. Salah satuhasil adalah pemanfaatan Ba-Sr Ferit yang sanggupmenghasilkan rapat fluksi magnetik 1500 gauss, melebihikomponen magnet yang umum dipakai pada instmmensederhana seperti meteran air daD sejenisnya denganrapat fluksi magnetik dalam rentang 500-1000 gauss.

Penerapan kebijakan substitusi impor mempakanupaya pemerintah agar industri dapat berkembang di

Indonesia. Satu jenis industri yang perin dikembangkanadalah komponen, khususnya komponen magnetik.Spektrum aplikasi komponen magnetik yang begitu lebarternyata masih belum roenarik menjadi sebuah industriyang potensial, padahal material dasar magnet sepertiBa-Sr Fent tersedia. Penelitian ini mencoba memanfaatkanmaterial Ba-Sr Ferit untuk dijadikan komponen magnet

dengan ruang lingkup kegiatan mencakup teknik dasarpembuatan atau manufaktur magnet permanen Ba-Sr Feritmenggunakan gabungan bahan teknis daD bahan proanalisis dan karakterisasi. Berdasarkan basil karakterisasidapat ditentukan apakah magnet yang dibuat layak secarateknis menggantikan komponen impor.

Yang Menjadi parameter keberhasilan daTipeneltian yang dilakukan ini adalah besarnya nilai induksiremanen (Br), gaya koersif (Hc), daD energi maksimum

[(BH)maks].

HIPOTESA

Sifat kemagnetan Ba-Sr- Ferit dipengaruhi olehbeberapa variabel di dalam proses pembuatannya, salahsatunya adalah sintering. Kondisi sintering yang dapatdivariasikan adalah temperatur sintering, holding timeatau waktu tahan pada temperatur sintering, dan lajupendinginan dati temperatur sintering. Pengaruh darimasing-masing parameter tersebut terhadap sifat

54

Bahan Ba;.Sr Ferit Sebagai Komponen Magnet Substitusi lmpor Untuk lnstrumen Sederhana (R Dadan Rumdan)

Prosiding Seminar Nasional Bahan Magnet ISerpong, 11 Oktober 2000 ISSN 1411 -7630

Analisa pengaroh berbagaikondisi sintering terhadapkemagnetan dilakukanmenggunakan Yate sAlgorithm. Tigatabel berikut memperlihatkan pengaroh tersebut terhadap nilai rata-rata Br, Hc, dan Bhmaks.

Tabel 6. Gaya Koersif (Dc)

Tabel 7. Energi maksimum (Bh)maks

Tabe! 8. Data Pengujian Open Pore

No. Berat I r Berat 2 (gr) re

4.81454.9264.79364.8852

5 48201 48265 0 6176 48821 5 201 03899 03899 33047 4748 47547 00067 00067 0 6516 I8 47565 50151 01891 0 189.1 16~ I

56

Bahan Ba-Sr Ferit Sebagai Komponen Magnet Substitusi Impor Untuk Instrumen Sederhana (R Dadan Rumdan)

Gambar 1. Contoh strukturmikro daTi sampel magnetpenelitian dilakukan dengan temperatur sintering 1250. C,holding time 60 menit, daD laju pendinginan 40 .C.

terlihat bahwa ukuran butirnya cenderung tidakhomogen dan acta butir-butirnya yang berukuranlebih dari 2 ~. Hal ini menyebabkan sifat kemagnetandati magnet meteran air lebih baik dari magnet basilpenelitian, karena ukuran butir memang berpengaruhterbadap sifat kemagnetan. Bila ukuran butir kecil (+l~n) maka kemungkinan akan didapatkan butirdengan domain tunggal. Jika hal ini terjadi, maka bilasampel telah dimagnetisasi akan sui it untukdihilangkan sifat kemagnetannya. Artinya bila medanmagnet untuk magnetisasi dihilangkan, maka sampelakan tetap mempunyai nilai induksi remanen yangtinggi. Dan apabila sampel akan didemagnetisasimaka akan dibutuhkan medan magnet dengan arabyang berlawanan dengan medan magnet untukmagnetisasi yang sangat besar, artinya dibutuhkangaya koersif yang besar. Hal inikarma bila butirkecil,maka akan banyak batas butir yang dapatmenghambat pergerakan dinding domain sehinggaproses demagnetisasi akan sulit. Bahkan bila butirhanya mengandung 1 domain (ukuran butir:i: 1 J.Ull,maka prdses demagnetisasi dengan pergerakandinding domain tidak dapat terjadi karena yangadahanya barns butir.Jadi proses demagnetisasi hanyadapat terjadi dengan pemutaran domain. Pactamaterial anisotropi yang uniaksial proses ini lebihsulit daripada pergerakan dinding domain.

5. Dari struktur mikro sampel penelitian tidak terlihatdengan jelas perbedaan ukuran butirnya. Tetapisecara umum ukuran butirnya tidak homo gen. Daridata basil pengujian ftaksi volume open pore dapatdiketahui bahwa secara umum sampel dengantemperature sintering 1250 DC. Hal ini menandakanbahwa pacta sampel dengan temperatur sintering1250 °C terjadi proses diffilsi yang lebih banyak yangmenyebabkan penutupan porositas yang lebih besar

daripada sampel dengan temperatur sintering1125 DC. Hal ini dapat berpengaruh terhadap sifatkemagnetan, terutama gaya koersifkarena porositasdapat menghambat pergerakan dinding domainsehingga proses demagnetisasi lebih sulit. Sehinggadengan porositas yang lebih banyak maka gayakoersif akan lebih besar. Hal ini dapat kita libat darinilai Hc sampel-sampel yang disinter pacta temperatur1125 °C lebih besar dari sampel dengan temperatursintering 1250 DC.

Contoh kurva histerisis basil pengujian ditunjukan pactaGambar 3 .

Gambar 2. Struktur mikro magnet meteran air

Untuk mendukung ana1isa Yate s algorithmidealnya hams diketahui besar ukuran butir dan rasabahan. Namun karena faktor teknis yang tidak bisadihindarkan hal ini be1um bisa dilaksanakan.

Analisis daTi ketiga tabe1 (analisis Yate s Algo-rithm) di alas memberikan:1. Variasi temperatur sintering dengan 1125 °C dan

1250°C serta holding time pacta temperatur sinteringselarna 60 menit dan 180 menit secara bersarna-sarnaberpengaruh cukup signifIkan terhadap induksiremanensi (Br) sampe1 magnet penelitian.

2. Gaya koersif (H c) dan energi maksimum (BHmaks)hanya dipengaruhi secara signifikan oleh variasi

temperatur sintering.3. Kondisi sintering yang menghasilkan gaya koersif,

induksi remanensi dan Bf[ maksimum daTi magnetpenelitian yang paling bail. yaitu dengan temperatursintering ll25°C, holding tinepada temperatur .\'in-teri ng se1arna 180 menit, se:dangkan laju pendinginandapat dengan 1aju pendi.nginan 10°C/menit ataudengan laju pendinginan 40°C/menit.

4. Dari struktur mikro magne:t meteran air terlihat bahwabutir-butirnya cendernnt~ homogen dengan ukuranbutir kurang dari 2 ~m. Sedangkan untuk magnetbasil penelitian, secara wnum daTi struktur mikronya

Prosiding Seminar Nasional Bahan Magnet ISerpong, 11 Oktober 2000 ISSN 1411- 7630

el" .1.51 kG J -.25 .0 kG H-Co11Hc8 .1.27 kOe J -.5 .0 kG J-CoilHcJ .3.17 kOe J -.75 .0 kG HIHknie' 9 kOe J -1 .0 kG H2BHmax ..5 MG-Oe J -1.25 .0 kG dH/dl8A ..76 kG J .1.5 .0 kG H-RangeHA .-65 kOe J .1.75 .0 kG J-RangeHs .-13.88 kOe J -2 .0 kG Real temp

J -180 .0 kG SoIl-Temp.J -200 .0 kG Thickness

( .'~I.At'Slk r,.", koell\ 1991 '~12/91 Al'ea

JH26XI SPl Date: 05.0519: 0JH26XI SPl Testld by: Dadan3 Snape. Ring3 Mellrial. Flrritl4 Job for : Tuga5~knirle-5 Info BeSrFe-.~le-5 Info BeSrFe-.~24 Info BaSrFe-.~

45 mmRes.file BaSrFe-4~

252&2 cm"2 Sample BaSrFe-..

Gambar 3. Kurva histerisis

KESIMPULAN DAFTARPUSTAKA

Beberapa kesimpulan dapat diambil daTi basilanalisis di atas: .

1. Variasi temperatur sintering dengan 1125°C. daD1250°C serta holding time pada temperatur sinteringselama 60 meDii dan 180 meDii secara bersama-samaberpengaruh secara signifikan terhadap induksiremanensi (Br) sampel magnet penelitian.

2. Gaya koersi.f (Hc) daD ere rgi maksimum (BHmaks)hanya dipengaruhi secara signifikan oleh variasi

temperatur sintering.3. Kondisi sintering yang rnenghasilkan gaya koersif,

induksi remanen daD BH maksimum daTi magnetpene1itian yang paling baik yaitu dengan temperatursintering 1125 °C, holding time pada temperatursintering se1ama 180 meDii, sedangkan 1aju

pendinginan dapat dengan laju pendinginan10 °C/menit atau dengan 1aju pendinginan40°C/menit

[1]. GOLDMAN, ALEX, Modern Ferrite Technology,Van Nostrand Reinhold, (1990).

[2]. CALLISTER, W. D, Materials Science &Engineering, John Willey & Sons, (1999).

[3]. WOHLFART,E.P., Ferromagnetic Material,Publishing Company, (1982).

[4]. E.P, BOX, GEORGE, Statistics for Elperimenter, JohnWilley & Sons, (1994).

[5]. Inorganic Phases, Alphabetical Index, InternationalCentre for Diffraction Data, (1983).

[6J. REED, JAMES.S, Principles of Ceramics Processing,John Willey & Sons.Inc., (1995).

58