Abstrak — Penelitian  Radar  Absorbing  Material  (RAM)  kali ini  bertujuan  untuk  membuat Polymer  Matrix  Composite (PMC) dengan reinforce berupa  Barium  Heksaferit  sebagai bahan  magnetik  dan  matriks  polimer  PAni  sebagai  bahan dielektrik. Pembuatan komposit ini bertujuan untuk meningkatkan  kualitas  dari  RAM.  Komposit  RAM  disintesis dengan  metode  polimerisasi  in  situ.  Komposit  RAM  tersebut dilapiskan pada baja kapal grade A tipe AH36 dengan metode Dallenbach layer, ketebalan 6mm dengan variasi jumlah lapisan single  layer,  double  layer  dan  multilayer .  Analisa  terhadap ikatan  kimia,  sifat  konduktivitas  listrik,  struktur  mikro  dan sifat reflection  loss dari  komposit  RAM  dilakukan  dengan pengujian  FTIR,  LCR-meter,  SEM  dan  VNA.  Dari  hasil penelitian,  diperoleh  bahwa  penyerapan  paling  optimal  pada jumah  lapisan multilayer dengan reflection  loss sebesar  - 49,028dB pada frekuensi penyerapan 8,2 GHz.
Kata kunci — Dallenbach layer , jumlah lapisan, Polianilin

## I. PENDAHULUAN
ALAH satu teknologi pertahanan yang dapat meningkatkan  kemampuan  armada  kapal  perang  ialah kapal  siluman.  Teknologi  kapal  siluman  merupakan teknologi  yang  membuat  kapal  tidak  terdeteksi  oleh  Radar. Kapal  siluman  dikembangkan  melalui  dua  cara,  yakni  RAS ( Radar Absorbing Structure ) dimana rekayasa terletak pada desain  sudut  kapal  dan  RAM  ( Radar  Absorbing  Material ) dengan  merekayasa  material  yang  digunakan  pada  lapisan kapal.
Barium  Heksaferit  mempunyai  sifat  kemagnetan  dengan tingkat  kestabilan  tinggi  terhadap  pengaruh  medan  magnet luar  pada  suhu Barium  Hexaferrite banyak  dipilih  dalam berbagai aplikasi yang berhubungan dengan sifat kemagnetan  terutama  pada Radar  Absorbing  Material (RAM).  Dari  aplikasi  Barium  Heksaferit,  telah  banyak  pula dilakukan  penelitian  tentang  penggunaan  polimer  konduktif pada  aplikasi  RAM.  Berdasarkan  penelitian  [1]  yang  telah dilakukan,  RAM  terbuat  dari  2  bahan  utama  yaitu  material dielektrik  dan  material  magnetik.  Apabila  dipadukan  akan menghasilkan penyerapan yang paling optimum.
Polimer konduktif sendiri adalah material yang mempunyai  konduktivitas  tinggi  dengan  mengatur  tingkat konsentrasi  doping  [2].  Jenis  Polimer  yang  memiliki  sifat termal yang baik dan konduktivitas yang tinggi antara lain
adalah  Polianilin  (PAni).  Material  polimer  jenis  ini  jika dibandingkan dengan polimer konduktif lainnya adalah lebih mudah disintesis baik secara kimia maupun elektrokimia [3].
Jenis  Polimer  yang  memiliki  sifat  termal  yang  baik  dan konduktivitas  yang  tinggi  antara  lain  adalah  Polianilin (PAni). Sebelumnya telah ada beberapa penelitian yang telah di  lakukan  [4],  telah  mensintesis Barium  Hexaferrite menggunakan  metode  sol-gel  dan  komposit  BaM/PAni menggunakan  metode  polimerisasi  in  situ  dengan  variasi rasio  berat  (PAni/BaM  =  1/2,  1/1,  2/1)  yang  menghasilkan reflection  loss optimum  pada  2/1  yaitu  -12  dB  dengan frekuensi 21.5 GHz.
Untuk  tujuan  penyerapan  dengan  minimum  refleksi  dan pita  penyerapan  yang  lebar,  impedansi  medium  gelombang datang  harus  sesuai  dengan  impedansi  material  penyerap. Selain itu, gelombang elektromagnetik yang masuk ke dalam material  dapat  dilemahkan  dan  diserap  material  dengan ketebalan  tertentu.  Penyerap  dengan  jumlah  lapisan single layer tidak  dapat  optimal  dalam  menghasilkan  minimum refleksi  dengan  pita  yang  lebar.  Oleh  karena  itu,  perlu dikembangkan  jumlah  lapisan double  layer dan multilayer . Penelitian  sebelumnya  [5]  berhasil  memperluas  pita penyerapan  dan  meningkatkan  rugi  refleksi  dengan  jumlah lapisan double  layer menggunakan  material  komposit  BaM dari  pasir  besi/PAni.  Sedangkan  penelitian  Nuraini  [6] berhasil memperluas pita penyerapan dan meningkatkan rugi refleksi  dengan  jumlah  lapisan Multilayer menggunakan material  komposit  Hematit/PAni.  Pada  penelitian  kali  ini, metode  yang  digunakan  adalah  polimerisasi in situ . Dengan menggunakan  metode  tersebut,  terdapat  beberapa  kelebihan seperti  reagen  yang  dipakai  lebih  mudah  didapat  dan  lebih hemat  energi.  Perhatian  utama  pada  penelitian ini ditujukan pada jumlah lapisan terhadap reflection loss dari gelombang mikro pada komposit RAM.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Material
Pada  penelitian  kali  ini  digunakan  Barium  Heksaferrit sebagai  material  magnetik.  Hal  ini  dikarenakan  Barium Heksaferit mempunyai sifat magnetic yang tinggi dan stabil, sehingga  cocok  diaplikasikan  sebagai  penyerap  radar. Sedangkan  Polianilin  dan  Carbon  black  digunakan  sebagai material  dielektrik  dikarenakan  nilai  konduktivitasnya  yang cukup  tinggi,  sehingga  dapat  membantu  penyerapan gelombang  elektromagnetik  dari  radar.  Barium  Heksaferit

## Pengaruh Jumlah Lapisan Terhadap
Reflection Loss pada Komposit Barium Heksaferit /
Polianilin sebagai RAM ( Radar Absorbing Material )
S
Lita Nurricha Wahyuni, Widyastuti dan Rindang Fajarin. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: wiwid@mat-eng.its.ac.id
yang  digunakan  diperoleh  dari  sintesis  dengan  metode  sol- gel.  Untuk  mensintesis  komposit  BaM/PAni  dilakukan proses  polimerisasi  in  situ  dimana  bahan-bahan  yang digunakan  adalah  serbuk  Barium  Heksaferit,  monomer (anilin), DBSA Dodecylbenzene Sulfonic Acid (C 18 H 30 O 3 S), Amonium Peroksidisulfa  ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), Aseton, Aquades.

## B. Sintesis Barium Heksaferit/Polianilin
Proses sintesis komposit pada penelitian ini menggunakan metode  polimerisasi  in  situ.  Perbandingan  yang  digunakan antara Barium Heksaferrit dengan Monomer (Anilin) adalah 3 : 7. Anilin yang diperoleh dalam bentuk monomer dengan wujud  cair  berwarna  coklat  bening  ditambahkan  dengan DBSA  yang  berwujud  cair  dengan  warna  bening  sebagai dopan  asam  protonik  sebanyak  2,3  gram  yang  kemudian dilarutkan menggunakan aquades, kemudian larutan tersebut diaduk  menggunakan magnetic  stirrer selama  15  menit sampai  warnanya  menjadi  putih  keruh  dan  mengeluarkan busa.  Setelah  itu,  ditambahkan  serbuk  Barium  Heksaferit yang berwarna hitam dan dilakukan pengadukan menggunakan magnetic  stirrer selama  15  menit  hingga warnanya  menjadi  hitam  keruh,  dilanjutkan  dengan penambahan  APS  yang  berwujud  cair  bening  dan  telah diencerkan  dengan  aqudes    sebagai  inisiator  atau  oksidator dalam  proses  polimerisasi  sebanyak  2,8  gram.  Penambahan APS tersebut dilakukan pada lingkungan dengan temperatur ~0 o C,  selanjutnya  proses  pengadukan  dilakukan  selama  8 jam  dengan  temperatur  ~0 o C.  Setelah  proses  pengadukan selama  8  jam,  akan  terbentuk  endapan  berwarna  hijau  yang selanjutnya  akan  disaring  menggunakan  kertas  penyaring. Kemudian,  endapan  tersebut  akan  dicuci  menggunakan larutan aceton dan aquades. Setelah dicuci, endapan tersebut dikeringkan  diatas  permukaan  kaca  selama  ±24  jam. Selanjutnya,  endapan  yang  kering  dihaluskan  dan  terbentuk serbuk  komposit  RAM  (BaM/PAni)  yang  berwarna  hijau tua.

## C. Proses Pelapisan
Serbuk  komposit  berwarna  hijau  tua  yang  terbentuk, selanjutnya  dicampurkan  dengan  cat  epoxy  berwarna  abu- abu  yang  kemudian  akan  dilapiskan  pada  baja  grade  A  tipe AH36. Sebelum dilapisi dengan material RAM, baja terlebih dahulu  dipreparasi  sesuai  standar  sampel  pengujian  VNA. Perbandingan massa komposit dengan cat epoxy sebesar 1 : 9.  Sedangkan  pada  jumlah  lapisan  double  layer  dan multilayer  ditambahkan  serbuk carbon black yang berwarna hitam  dengan  komposisi  30wt%  dari  komposit  RAM (BaM/PAni). Selanjutnya, cat, RAM dan carbon black yang sudah  tercampur  dilapiskan  pada  baja  sesuai  variasi ketebalan  lapisan  dan  jumlah  lapisan  yang  telah  ditentukan. Setelah itu, proses pengeringan lapisan cat + komposit RAM selama ±3 hari.

## D. Karakterisasi
Untuk  mengetahui  karakteristik  dari  material  komposit RAM,  maka  dilakukan  beberapa  karakterisasi,  yakni pengujian  SEM-EDX  yang  digunakan  untuk  mengetahui morfologi dan kandungan unsur yang ada pada  BaM, PAni, CB,  komposit  BaM/PAni,  Komposit  BaM/PAni  yang ditambahkan  CB,  dan  hasil  pelapisan  ( single  layer,  double layer  dan  multilayer ),  selanjutnya  FTIR  untuk  mengetahui ikatan  apa  saja  yang  terbentuk  pada  polimer  PAni,  BaM, CB,  komposit  BaM/PAni  dan  komposit  BaM/PAni  yang
ditambahkan  CB,  lalu  LCR-meter  untuk  mengetahui  nilai konduktivitas  listrik  dari  masing-masing  material  (PAni, komposit  BaM/PAni,  Carbon  black,  Komposit  +  CB)    dan VNA  digunkan  untuk  mengetahui  nilai  reflection  loss  pada masing-masing spesimen.

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Hasil Pengujian SEM-EDX
Pengujian  SEM  kali  ini  dilakukan  pada  5  sampel  untuk karakterisasi  awal,  yakni  BaM,  PAni,  komposit  BaM/PAni (Barium Heksaferrit/Polianilin), Carbon black dan Komposit BaM/PAni  +  CB.  Pada  Gambar  1  menampilkan  hasil  dari pengujian  SEM  dengan  beberapa  perbesaran.  Gambar  1c menunjukkan  morfologi  dari  komposit  BaM/PAni,  pada gambar  tersebut  memperlihatkan  bentuk  morfologi  dari BaM/PAni yang berupa globular. Partikel BaM terlihat pada morfologi  komposit  BaM/PAni  yaitu  berbentuk  heksagonal dan  poligonal.  Sementara  itu,  terdapat  beberapa  kabut  yang merupakan aglomerasi pada permukaan komposit BaM/PAni Hal  ini  disebabkan  adanya  sisa  pelarut  saat  proses polimerisasi  [7].  Pada Gambar  1c dan Gambar  1d menunjukkan  bahwa  CB  mempunyai  morfologi  berbentuk serpih atau flake.
Gambar  1.  Hasil  Pengujian  SEM  (a)  BaM  Perbesaran  2000x,  (b)  PAni perbesaran  5000x,  (c)  BaM/PAni  perbesaran  5000x,  (d)  Carbon  black perbesaran 1000x dan (e) BaM/PAni + CB perbesaran 3000x.
Pengujian SEM dengan perbesaran 3000X juga dilakukan pada  masing-masing  material  yang  telah  dicampur  dengan cat  epoxy  dan  kemudian  dilapisakan  pada  baja  kapal. Gambar 4.4a merupakan morfologi pada lapisan single layer dimana  pengujian  SEM  dilakukan  pada  satu  titik, Gambar 2b sampai Gambar 2d menunjukkan morfologi dari lapisan double layer dimana dilakukan pengujian SEM pada 3 titik. Dan  pada Gambar  2e sampai Gambar  2i menunjukkan
(a) (b) (c) (d) (e) BaM PAni BaM CB
(b)
morfologi  dari  lapisan  multilayer  yang  dilakukan  pengujian SEM pada 5 titik.
G Gambar  2.  Hasil  Pengujian  SEM  Perbesaran  3000x  (a) Single  layer ,  (b) lapisan pertama double layer , (c) batas lapisan pertama dan lapisan kedua double  layer (d)  lapisan  kedua double  layer ,  (e)  lapisan  pertama multilayer ,  (f)  batas  lapisan  pertama  dan  lapisan  kedua multilayer ,  (g) lapisan kedua multilayer , (h) batas lapisan kedua dan ketiga multilayer dan (i) lapisan ketiga multilayer .
Distribusi komposisi partikel yang terdapat pada komposit BaM/PAni  dianalisa  menggunakan  EDX.  Analisa  ini dilakukan pada area tertentu sehingga didapatkan komposisi secara umum. Hasil EDX  ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar  3.  Hasil  Pengujian  EDX  (a)  BaM  perbesaran  2000x,  (b)  PAni perbesaran  2000x  (c)  BaM/PAni  perbesaran  20000x  (d)Carbon  black perbesaran 2000x dan (e) BaM/PAni + CB perbesaran 1000x .
Pada  hasil  pengujian  EDX  tersebut,  muncul  unsur  C,  O, N,  Ba,  Fe,  Ni  dan  Zn  pada  pengujian  sampel  BaM/PANi. Dimana  hal  ini  menunjukkan  bahwa  telah  terbentuknya komposit  BaM/PAni,  dimana  unsur  C,  O  dan  N  merupakan unsur yang terbentuk pada polimer PAni. Dan pada Gambar 3e muncul unsur C, O, S, Al, N, Ba, Ni.

## B. Hasil Pengujian FTIR
Pengujian  ini  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  mengetahui ikatan-ikatan  yang  ada  pada  polimer  (PAni),  BaM,  CB, untuk  mengetahui  adanya  kandungan  BaM  pada  komposit BaM/PAni  yang  telah  dibuat  dan  ikatan  pada  komposit BaM/PAni  yang  telah  ditambahkan  CB.  Hasil  pengujian FTIR  untuk  sampel  PAni  dan  komposit  BaM/PAni ditunjukkan  oleh  Gambar  3.  Dari  grafik  tersebut  diperoleh sejumlah peak yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi ikatan-ikatan apa saja yang terdapat pada PAni (Gambar 3a) dan  adanya  ikatan  lain  pada  komposit  BaM/PAni  (Gambar 4b)  .  Untuk  mengkonversikan  peak-peak  pada  grafik  hasil pengujian  FTIR  menjadi  keterangan  ikatan,  dapat diperoleh dari  data  tabel  yang  terdapat  di Handbook  FTIR, sehingga diperoleh  Tabel  1.  Jumlah  dan  ketinggian  peak  pada  grafik pengujian  FTIR  kedua  sampel  tidak  jauh  berbeda,  namun pada  komposit  PAni/BaM  ditemukan  adanya  ikatan  M-O pada  532,  478,  466,  429  cm -1 ,  dimana  ikatan  tersebut menunjukkan bahwa adanya ikatan logam pada sampel yang diuji.  Ikatan  logam  tersebut  merupakan  ikatan  dari  BaM dengan  oksigen  dari  polimer.  Sehingga,  dapat  disimpulkan bahwa  proses  pembuatan  komposit  berhasil  dengan  adanya ikatan antara BaM dengan PAni pada komposit BaM/PAni.

## BaM
Lapisan pertama (c) (d) (e) (f) CB Lapisan pertama (i) (h) (g)
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 1285 1470 1027 (c) (b) Tran smit ta n ce ( %) Wavenumber (cm -1 ) (a) 405 537 569 412 422 432 415 423 458 897 1143 1286 1471 1557 1024 908 1149
Gambar  4.  Hasil  FTIR  pada  (a)  BaM  (b)  PAni  dan  (c)  Komposit BaM/PAni.
Tabel 1 Gugus Ikatan Hasil FTIR pada PAni dan Komposit BaM/PAni Jenis Gugus Fungsi Bilangan gelombang cm -1 PAni BaM/PAni C=C quinoid stretching 1557 1557 C=C  benzene stretching 1285 1286 C-N vibrasi 1149 1143 S=O stretching N=Q=N (Q adalah quinoid) 1024 1027 C-H benzene deformasi 908 897 M-O - 453, 423,415

## C. Hasil Pengujian LCR-meter
Hasil  dari  pengujian  LCR-meter  ini  ditunjukkan  oleh Tabel  2,  dari  tabel  tersebut  diketahui  nilai  konduktivitas listrik  PAni  sebesar  8.79809  x  10 -8 S/cm,  konduktivitas listrik  komposit  BaM/PAni  sebesar  1.77744  x  10 -5 S/m, konduktivitas  listrik  CB  sebesar  3.89051  x  10 -3 S/cm  dan konduktivitas  listrik  komposit  +  CB  sebesar  2.99134  x  10 -2 S/cm.
Tabel 2 Konduktivitas Listrik material RAM. Material Konduktivitas Listrik (S/cm) PAni 8.79809 x 10 -8 BaM/PAni 1.77744 x 10 -5 CB 3.89051 x 10 -3 BaM/PAni + CB 2.99134 x 10 -2
Gambar 5. Hasil FTIR pada (a) Carbon Black (b) Komposit BaM/PAni dan (c) Komposit BaM/PAni + CB.
Dari  grafik  tersebut  diketahui  bahwa  CB  memiliki  peak pada wave  number 978,  868,  745,  665,  530,  468,  436  dan 421cm -1 .  Jumlah dan ketinggian peak pada grafik pengujian FTIR  sampel  komposit  BaM/PAni  dan  sampel  Komposit BaM/PAni  + CB tidak jauh berbeda,

## D. Hasil Pengujian VNA
8 10 12 -50 0 50 100 R ef le ct io n Lo ss (d B) Frekuensi Penyerapan (GHz) Multilayer 6mm Double layer 6mm Single layer 6mm
Gambar  6.  Hasil  Pengujian  VNA Single  Layer Double  Layer dan Multilayer pada ketebalan 6mm.
Tabel 3
Rugi refleksi Radar Absorbing Material (RAM).
Jumlah lapisan Reflection Loss (dB) Absorption band (GHz) Cat epoxy -2,977 8 Single layer -32,029 8,57 Double layer -35,352 8,7 Multilayer -49,028 8,2
Dari  hasil  pengujian  VNA  diketahui  nilai reflection  loss dari  3  sampel  yang  telah diuji  (Tabel  3.), berdasarkan tabel tersebut  nilai reflection  loss terendah  diperoleh  dari  sampel lapisan multilayer dengan  ketebalan  6mm  sebesar  -49,028 dB pada pita penyerapan 8,2 GHz, sedangkan nilai reflection loss tertinggi berasal dari sampel lapisan single layer dengan ketebalan  6mm  sebesar  -32,029  dB  pada  pita  penyerapan 8,57  GHz.  Dimana  semakin  negatif  atau  besar  nilai reflection loss maka semakin besar pula daya serap  material terhadap gelombang mikro [8].
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 40 60 80 415 423 458 1027 1286 1471 1557 2193. 93 % Tr an smit ta n ce Wavenumber (cm-1) 2355. 12 20 54 .98 978. 05 868. 60 745. 12 665. 96 530. 44 468. 72 436. 17 421. 12 1143 897 1682. 76 1538. 7
1428. 08 1282. 71
1207. 48 1049. 18 977. 1 865. 6 614. 02 533. 38 452. 73 434. 74 424. 57 412. 51
(a) (b) (c)

## III. KESIMPULAN
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  dapat  diperoleh kesimpulan, bahwa:
Penyerapan  optimum  akibat  pengaruh  variasi  jumlah lapisan  dimiliki  oleh  jumlah  lapisan multilayer dengan reflection  loss sebesar  -49,028dB  pada  frekunsi  8,2GHz, diikuti  dengan  lapisan double  layer dengan reflection  loss sebesar  -35,352dB  pada  frekunsi  8,7GHz  dan  terakhir lapisan single  layer dengan reflection  loss sebesar  - 32,029dB  pada  frekunsi  8,57GHz.  Hal  ini  disebabkan  oleh pengaruh  adanya carbon  black yang  mempunyai  nilai konduktivitas yang tinggi.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Park,  K.Y.,  Sang-Eui  Lee,  Chun-Gon  Kim,  Jae-Hung  Han,
(2006),  “Fabrication  and  Electromagnetic  Characteristics  of Electromagnetic  Wave  Absorbing  Sandwich  Structures”, Composites Science and Technology , Vol.66, hal.576–584.
[2] Wan,  M.,  (2008),  “Conducting  polymers  with  micro  or nanometer structure”, Tsinghua University Press, Beijing.
[3] Nasution,  E.L.Y.,  dan  Astuti,  (2012),  “Sintesis  Nanokomposit PAni/Fe 3 O 4 Sebagai  Penyerap  Magnetik  Pada  Gelombang Mikro”, Jurnal Fisika Unand , Vol. 1, No. 1, hal.37-44.
[4] HaoTing,  T.,  and  Kuo-Hui,  Wu.,  (2010),  “Synthesis, characterization  of  polyaniline/BaFe 12 O 19 composites  with microwave-absorbing  properties”, Journal  of  Magnetism  and Magnetic Materials , Vol.322, hal.2160–2166.
[5] Amalia,  L.,  (2014), Pelapisan  Double  Layer  dengan  Metode Dallenbach  Layer  Menggunakan  Polianilin  dan  Barium  M- Heksaferit  Sebagai  Radar  Absorbing  Material  (RAM). Tesis  S2 Jurusan Fisika FMIPA, ITS, Surabaya
[6] Nuraini, U., (2015), Pelapisan Multilayer dengan Menggunakan Polianilin dan Hematit sebagai Radar Absorbing Material  (RAM) ”,  Tesis  S2  Jurusan  Fisika  FMIPA,  ITS, Surabaya.
[7] Jiang  J.,  L-Hong  Ai,  Lin-Y.L.,  (2010),  “Poly(aniline-co-o- toluidine)/BaFe 12 O 19 composite:
Preparation
and characterization”, Materials Letters, Vol.64, hal.888–890.
[8] Phang,  S.W.,  Tadakoro,  M.,  Watanabe,  J,dan  Kuramoto,  N. 2008.  “Synthesis,  Characterization  and  Microwave  Absorbtion
Property of Doped Polyaniline Nanocomposite Containing TiO2 Nanoparticles and Carbon Nanotube,”Synthetic Metals, No.158, hal. 251-258.