## PISTON
Komposit Magnet Permanen Berbasis NdFeB –Epoxy Resin dan Karakterisasinya
Mulyadi 1, *, Djuhana 1 , dan  Ramlan 2
1 Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Pamulang, Tangerang Selatan
2 Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sriwijaya, Palembang, Sumatera Selatan.
E-mail: *dosen01545@unpam.ac.id
Masuk : 28 Februari 2018          Direvisi : 26 Maret 2018       Disetujui : 18 Mei 2018
Abstrak: Telah dibuat komposit magnet permanen NdFeB dengan polimer epoksi resin (ER). Serbuk magnet yang digunakan adalah NdFeB tipe MQP-B+. Proses pencampuran dilakukan dengan menggunakan variasi komposisi 98% NdFeB dan 2%ER, 96% NdFeB dan 4% ER, 92% NdFeB dan 8% ER (dalam persen berat). Selanjutnya campuran tersebut dicetak dengan metode compress  moulding menggunakan  cetakan  berdiameter  18  mm.  Gaya  tekan  yang  digunakan  sebesar  10  tonf.  Hasil  yang didapatkan dari proses pencetakan merupakan sampel berbentuk pellet yang kemudian dikeringkan di dalam mesin pengering pada suhu 80 o C selama 4 jam. Pengujian yang dilakukan meliputi pengukuran bulk density , fluks magnetik dan histerisis loop menggunakan VSM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan perekat epoksi resin menurunkan nilai densitas dan sifat magnet. Sampel komposit magnet NdFeB yang memiliki karakteristik yang baik adalah sampel dengan komposisi 2% dan 4% epoksi resin , dimana sampel ini memiliki densitas =5,52 g/cm 3 dan 4,47 g/cm 3 , fluks magnetik = 1064 Gauss dan 1005 Gauss, serta memiliki remanensi 95 emu/g dan 85 emu/g,  nilai koersivitas = 400 Oe dan 3500 Oe.
Kata kunci: . NdFeB, komposit magnet, epoksi resin, fluks magnetik, bulk densitas
Abstract: The NdFeB permanent magnet composites have been made with epoxy resin (ER) polymers. The magnetic powder used is NdFeB type MQP-B +. The mixing process was carried out using variations in the composition of 98% NdFeB and 2% ER, 96% NdFeB and 4% ER, 92% NdFeB and 8% ER (in weight percent). Furthermore, the mixture was formed by using compress molding method using a mold 18 mm in diameter. The compressive force used is 10 tonf. The results obtained from the compaction process are pellet shaped samples which are then dried in a drying machine at 80 o C for 4 hours. Tests carried out include measurements of bulk density, magnetic flux and loop hysteresis using VSM. The results showed that the addition of epoxy resin adhesive decreased the value of density and magnetic properties. The NdFeB magnetic composite samples that have good characteristics are 2% and 4% epoxy resin compositions, where this sample has a density = 5.52 g/cm 3 and 4.47 g/cm 3 , magnetic flux = 1064 Gauss and 1005 Gauss, and has remanence of 95 emu/g and 85 emu/g, coercivity value = 400 Oe and 3500 Oe.
Keywords : NdFeB, magnet composite, epoxy resin, Flux magnetic, bulk density

## PENDAHULUAN
Material  magnet  tergolong  material  yang  strategis,  karena  material  ini  banyak  dijumpai  dalam  kehidupan manusia sehari-hari. Baik di Industri maupun di rumah tangga akan dijumpai peralatan-peralatan atau mesin yang didalamnya terdapat komponen yang terbuat dari material magnet [1]. Sebagai contoh semua motor listrik baik di Industri maupun  yang digunakan pada peralatan rumah tangga terdapat komponen magnet, peralatan kesehatan maupun sensor-sensor dan alat filter menggunakan komponen dari magnet [2]. Material magnet dibagi menjadi dua golongan yaitu magnet permanen yang disebut juga dengan nama hard magnet dan satu golongan lagi adalah magnet  lunak  atau  dikenal  denagn  nama soft  magnet [2,3].  Perbedaan  secara  teknis  terletak  pada  gaya koersivitasnya,  umumnya  magnet  permanen  memilki  kurva  histeresis  loop  yang  lebar  dan  memiliki  nilai koersivitas >  500  Oe. Sedangkan  magnet lunak  memiliki  kurva histeresis loop  yang  sempit dan  memiliki nilai koersivitas < 500 Oe [3] .
Jenis magnet permanen berdasarkan material pembentuknya  yaitu berbasis (Ba, Sr, Pb) - Ferrite , AlNiCo, SmCo,  serta    magnet  logam  tanah  jarang  yang  dikenal  berbasis  NdFeB  [4].  Dari  berbagai  magnet  permanen tersebut bahwa  magnet yang memiliki sifat magnet  terbesar  adalah magnet NdFeB. Saat ini magnet jenis ini banyak di produksi dari luar negeri dan banyak dipergunakan pada industri otomotif, komputer, divais pembangkit energi dan lain-lain. Di Indonesia sendiri kebutuhan magnet NdFeB masih diimport dari Cina dan Jepang,  bahan baku di dalam negeri seperti logam tanah jarang dan pasir besi banyak terdapat di alam. Oleh karena itu saat perlu dilakukan  riset  tentang  magnet  NdFeB  agar  kedepan  dapat  muncul  industri  magnet  NdFeB  di  Indonesia. Diharapkan kedepan import magnet permanen NdFeB dapat di kurangi.
Produk magnet permanen NdFeB ada dua macam yaitu sintered magnet NdFeB dan bonded magnet NdFeB. Tentunya sintered magnet NdFeB di buat melalui proses powder metalurgi dan proses sintering pada suhu tinggi. Sedangkan bonded magnet NdFeB merupakan jenis magnet yang dibuat dari campuran partikel magnetik NdFeB dengan perekat dari bahan polimer, dan produk ini dikenal dengan nama komposit magnet permanen [5]. Polimer merupakan senyawa  organik yang memiliki rantai ikatan  yang panjang, contoh polimer yang sering digunakan pada pembuatan komposit magnet antara lain : Nylon, rubber, epoksi resin atau jenis-jenis plastik termosetting [5,6].
Penelitian  ini  membahas  tentang  komposit magnet  permanen  NdFeB  yang  dibuat  menggunakan  polimer epoxy  resin  melalui  metoda  penekanan  ( cold  pressing )  serta  karakterisasinya.    Pembuatan  dilakukan  dengan memadukan polimer dengan  partikel  magnetik  NdFeB.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh variasi komposisi polimer terhadap sifat fisis dan sifat magnet.

## METODOLOGI
Penelitian ini menggunakan bahan baky berupa serbuk magnet NdFeB  jenis MQP B+ yang dibeli dari Cina dan menggunakan perekat polimer epoxy resin. Alat yang digunakan pada penelitian kali ini ialah neraca digital, alat-alat gelas, dies mould ,mesin hidraulik dan alat pengering. Alat ukur yang digunakan antara lain:  gaussmeter, Vibrating Sample Magnetometer (VSM).  Adapun tahapan pelaksanaan penelitian meliputi :

## Proses Pencampuran Bahan Baku
Tahapan ini menimbang serbuk magnet dan cairan epoxy resin (ER) sesuai komposisi yaitu : 98% NdFeB dan 2%ER , 96% NdFeB dan 4% ER, 92% NdFeB dan 8% ER (dalam persen berat) dengan massa total sampel seberat  7  gram.  Kedua  bahan  tersebut  kemudian  dicampurkan  secara  manual  menggunalan  beaker  glass  dan spatula sampai homogen.

## Pencetakan Sampel
Pencetakan  sampel uji berbentuk  pelet berdiameter 18 mm  dan tebal 6  mm  menggunakan dies  mould  dan digunakan  penekanan  dengan  mesin  hidraulik  dengan  gaya  sebesar  10  Tonf.    Sampel  pelet  yang  dihasilkan selanjutnya di keringkan pada suhu 80oC selama 4 jam menggunakan mesin pengering.

## Proses Magnetisasi
Sampel  pelet  komposit  NdFeB  yang  telah  di  keringkan    dimagnetisasi  menggunakan  impulse  mahnetizer dengan tegangan DC 1100 Volt.

## Karakterisasi
Karakterisasi yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi sifat fisis (densitas) , sifat magnet (Fluks magnetik dan sifat kemagnetan bahan atau histerisis loop).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengukuran bulk densitas  dilakukan untuk mengetahui bagaimana sifat fisis dari sampel komposit NdFeB dengan variasi komposisi epoxy resin. Pengujian ini dilakukan untuk seluruh sampel dengan komposisi polimer yang berbeda-beda. Hasil pengujian densitas diperlihatkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Hubungan antara variasi komposisi epoksi resin dengan bulk density.
Dari  grafik  diatas  dapat  dilihat  bahwa  semakin  banyak  penambahan  komposisi  epoksi  resin  maka  akan cenderung  menurun   nilai  densitas  nya.   Hal ini  dikarenakan  adanya  perbedaan  densitas  antara polimer epoksi resin dengan partikel magnetik, dimana densitas epoxy resin sekitar 1,5 g/cm 3 sedangkan densitas serbuk magnetik sekitar 6 – 7 g/cm 3 [6,7].
Semakin  banyak  epoksi  resin  maka    kandungan  partikel  magnetik  berkurang,  sehingga  densitas  komposit akan menurun.  Nilai densitas tertinggi pada sampel dengan 2 % dan 4 % epoxy resin dengan nilai masing-masing adalah : 5,52 g/cm 3 dan 5,47 g/cm 3 .
Pengujian sifat magnet dilakukan untuk mengetahui sifat magnet (fluks magnetik) dari sampel komposit yang dibuat.  Fluks  magnetik  merupakan  besaran  sifat  magnet  yang  menyatakan  besarnya  kuat  medan  magnet  pada permukaan sampel. Pengujian ini dilakukan untuk seluruh sampel dengan komposisi epoksi resin yang berbeda- beda.  Pengukuran  fluks  magnetik  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  gaussmeter.  Hasil  pengukuran  fluks magnetik menggunakan gauss meter diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Hubungan antara variasi komposisi dengan Fluks Magnetik.
Dari  grafik  diatas  dapat  dilihat  bahwa  semakin  banyak  penambahan  epoksi  resin  maka  akan  cenderung menurun nilai fluks magnetik dari sampel komposit  magent. Hal ini terjadi dikarenakan sifat dasar dari polimer itu sendiri adalah non-magnetik. Sehingga ketika komposisi epoksi resin semakin banyak menyebabkan nilai fluks magnetik dari sampel komposit akan mengecil.  Pengujian sifat magnet dilakukan juga menggunakan Vibrating Sample Magnetometer (VSM) untuk sampel komposit dengan variasi penambahan epoksi resin 2 %, 4 % dan 8 %. Kurva hasil pengukuran VSM diperlihatkan pada Gambar 3.
Pada  Gambar  3  terlihat  bahwa  ketiga  sampel  komposit  yang  dibuat  menunjukkan  pola  histerisis  magnet permanen  karena  memiliki  histerisis  loop  yang  lebar  dan  ketiganya  memiliki  nilai  koersivitas  diatas  500  Oe. Hanya saja perbedaan dari ketiga sampel tersebut bahwa sampel denagn komposisi 2 % dan 3 % memiliki nilai remanesi  paling  besar  dibandingkan  dengan  sampel  dengan  8  %  epoksi  resin,  yaitu  masing-masing  memiliki remanensi 95 emu/g dan 85 emu/g. Sedangkan nilai koersivitas nya adalah 4000 Oe dan 3800 Oe. Berdasarkan hasil kurva histeresis loop (Gambar 3)  diperoleh parameter-parameter sifat magnet dari komposit magnet NdFeB yaitu diperoleh nilai remanensi (mr) dan nilai koersivitas (Hc) seperti diperlihatkan pada Tabel 1
Gambar 3. Kurva histeresis komposit magnet NdFeB dengan variasi komposisi epoksi resin
Tabel 1. Karakteristik sifat magnet sampel komposit NdFeB
% Epoksi Resin Remanensi emu/g Koersivitas Oe 2 95 4000 4 85 3800
8 65 2750

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan maka dapat di simpulkan sebagai berikut :Telah berhasil dibuat komposit magnet permanen  NdFeB dengan komposisi epoksi resin  2 %,  4  % dan  8 % berat.Komposisi epoksi resin  memberikan  pengaruh  yang  siqnifikan  terhadap  densitas,  fluks  magnetik  dan  kurva  histerisis.  Sampel komposit magnet NdFeB yang memiliki karakteristik yang baik adalah sampel dengan komposisi 2 % dan 4 % epoksi resin , dimana sampel ini memiliki densitas =5,52 g/cm 3 dan 4,47 g/cm 3 , fluks magnetik = 1064 Gauss dan 1005 Gauss, serta memiliki remanensi 95 emu/g dan 85 emu/g , nilai koersivitas = 400Oe dan 3500 Oe..

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Sardjono P, Kurniawan C, Sebayang P dan Muljadi, Aplikasi Magnet Permanen di Indonesia: Data Pasar dan Pengembangan Material Magnet Seminar Nasional Ilmu Pengetahuan Teknik, 28 - 29 November 2012 [2]  Malkinski  L  2012 Advanced  Magnetic  Materials ,  Published  by  InTech  Janeza  Trdine  9,  51000  Rijeka, Croatia
[3]  Kirchmayr H R 1996 J. Phys. D: Appl. Phys. 29 2763
[4]  Brown D, Ma B -M dan Chen Z 2002 Journal of Magnetism and Magnetic Materials 248 432
[5]  Sojer D, Kull I, Kobe S, Kova J dan McGuiness P J 2013 MTAEC9 47 (2) 223
[6]  Stajčić A P, Stajić-Trošić J T, Grujić A S, Stijepović M Z, Lazić N L, Žák T and Aleksić R R 2012 Hem. Ind. 66 (3) 301
[7]  Drak M and Dobrzański L A 2007 Journal of Achievements in Materials  and Manufacturing Engineering
20 (1-2)