1. Pendahuluan
Ada dua jenis ferit yang banyak digunakan dalam teknologi, yakni ferroxcube dan ferroxdure. Ferroxcube, atau ferit spinel pertama kali dibuat di Laboratorium Phillips oleh Snoek (1946). Sifat-sifat khas ferroxcube antara lain resistivitas listrik tinggi, koersivitas rendah, dan permeabilitas magnetik tinggi. Karena itu ferroxcube digolongkan dalam kelas bahan magnet lunak. Penggunaan ferroxcube terutama dalam bidang elektronika frekuensi tinggi, yakni sebagai induktan dan transformator frekuensi tinggi.
Beberapa tahun setelah ferroxcube yang pertama dibuat, di laboratorium yang sama telah ditemukan suatu ferit jenis baru yang dinamakan ferroxdure (Went, et al, 1952), dengan struktur heksagonal. Selain resistivitas listriknya tinggi, bahan ini mempunyai sifat magnetik yang berlawanan dengan ferroxcube, yakni koersivitasnya sangat tinggi dan permeabilitas magnetiknya rendah. Oleh karena itu bahan ini digolongkan dalam kelas bahan magnet keras dan sangat baik digunakan sebagai magnet permanen. Berbeda dengan bahan magnet permanen lainnya, ferroxdure tidak mengandung Ni atau Co yang mahal harganya. Itulah sebabnya bahan ini mempunyai nilai ekonomi yang penting.
Penggunaan ferit untuk magnet permanen pertama kali dikemukakan oleh Kato dan Takei (1938). Akan tetapi karena bahannya mempunyai (BH)\(_{maks}\) terlalu kecil, maka magnet tersebut tidak banyak kegunaannya. Ferroxdure dengan (BH)\(_{maks}\) = 1 MGOe mulai banyak digunakan sejak tahun 1952. Dalam tahun 1957 magnet ferit barium dengan (BH)\(_{maks}\) = 3,5 MGOe berhasil dibuat dan terdapat dipasaran. Sampai tahun 1962 kebanyakan magnet ferit adalah ferit barium. Akan tetapi akhir-akhir ini ferit strontium mulai berperan dan menggantikan ferit barium dan magnet logam (Cochardt, 1963).
Dalam rangka pembuatan magnet permanen yang murah, telah dibuat polikristal ferroxdure atau juga dinamakan ferit heksagonal jenis M, BaFe<sub>1.2</sub>O<sub>1.9</sub>.
Ada dua cara pembuatan polikristal ferit lieksagonal, yakni dengan cara endapan kimia (Haneda & Kojima, 1974) dan cara serbuk metalurgi (Baretka & Ridge, 1968). Cara pertama tidak efisien untuk produksi besar-besaran dan tidak praktis karena memerlukan pengawasan dan ketelitian yang tinggi. Oleh karena itu dalam percobaan ini telah dipakai cara kedua yang lebih praktis dan sederhana pelaksanaannya.
Campuran serbuk \(BaCO_3\) dan \(Fe_2O_3\) dalam perbandingan yang dikehendaki digiling lalu dipanaskan pada suhu kalsinasi selama beberapa jam. Dengan menambahkan fluks 0.5% NaF pada campuran tersebut suhu kalsinasi dapat diturunkan sebesar \(150^{\circ}C-200^{\circ}C\) (Baretka, 1968).
Karakterisasi hasil pembuatan ini dilakukan dengan difraksi sinar-X, difraksi
neutron, dan pengukuran magnetik konvensional. Hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan hasil pengukuran cuplikan BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub> buatan pabrik Sumitomo, Jepang. Dapat disimpulkan bahwa sifat-sifat cuplikan hasil pembuatan ini tidak berbeda jauh dari cuplikan buatan pabrik Sumitomo, sehingga dapat digunakan sebagai bahan magnet permanen.
2. Cara pembuatan ferit heksagonal BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub>
2.1 Mekanisme pembentukan ferit barium
Ferit heksagonal pada umumnya dibuat dengan cara standar pembuatan keramik, yakni dengan mencampur oksida MO (M = Ba, Sr, Pb), Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, dan MeO (Me = Zn, Mg, Mn) dan memanaskannya pada suhu kalsinasi. Komposisi kimia ferit barium dapat digambarkan dalam diagram terner dengan BaO, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, dan MeO sebagai puncak-puncak segitiga sama sisi (gambar 1). Ada beberapa jenis ferit yang dapat dibuat dari ketiga bahan baku tersebut. Yang paling baik digunakan untuk magnet permanen ialah jenis M, BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub>. Menurut diagram terner, bahan ini dapat dibuat dari BaO dan Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> sebagai bahan awal. Akan tetapi, dalam percobaan ini telah dipakai serbuk BaCO<sub>3</sub> dan Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> sebagai bahan awal.
Gambar 1 Diagram terner menunjukkan komposisi berbagai ferit barium. Me adalah kation divalen
Beberapa peneliti sebelumnya telah mempelajari reaksi antara BaCO<sub>3</sub> (serbuk) dengan Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (serbuk) pada berbagai suhu (Erchak et al, 1946; Suchet, 1956;
Sadler et al, 1964). Akan tetapi tidak ada kesepakatan mengenai jumlah fasa yang terbentuk. Menurut Goto dan Takada (1960) hanya tiga fasa yang terbentuk, yakni BaO, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (BaFe<sub>2</sub>O<sub>4</sub>), 2BaO, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (Ba<sub>2</sub>Fe<sub>2</sub>O<sub>5</sub>). dan BaO, 6 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub>). Dari ketiga fasa tersebut hanya BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub> yang bersifat magnetik. Berdasarkan ketiga fasa yang terbentuk Goto dan Takada (1960) berhasil membuat diagram fasanya (gambar 2). Dari diagram fasa tersebut dapat disimpulkan bahwa suhu pembentukan BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub> adalah di atas 800°C dan melebur pada 1600°C. Perbandingan molar BaO:Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> dalam larutan padat fasa BaO, 6 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> adalah 18,2 : 81,8 (BaO, 4,5 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) pada suhu 1350°C dan 16,7 : 83,3 (BaO, 5,0 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) pada suhu 800°C.
Gambar 2 Diagram fasa sistem BaO Fe<sub>2</sub> O<sub>3</sub>
- Menurut Baretka dan Ridge (1968) reaksi antara BaCO<sub>3</sub> dengan Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> dalam larutan pada terjadi dalam dua tahap :
- (i) B1CO3 (scrbuk) + FerO. (serbuk Bal-c2Oa (scrbuk) + Coi(g,rs)
- (ii) BrFerOo (serbuk) + 5 Fc:O: (serbuk) .'----- BaFc,rO,n (serbuk)
Kcdua reaksi terscbut tcrjadi pada komposisi I BaCo. : (r FcrO3. Reaksi (i) dinrLrlai di sekitar 600'C dan pada srrhu 800'C mt-ncapai naksinunr. I'rd;r wirktu itulah BaO. Fe,03 mulai bercaksi dcngan kclebihan Fc,O. rncnrbcntuk BuO, 6 Fe, O, . Di atas 850'C, BaOlre, O, mLrJai nreDghilang dan 90'il dari sclrrrrrh reaksi (ii) tcrjadi pada suhu Il00'C. Dilihrt darr rrrckurisnre reaksi di utls, BaCO. terurai dan langsung bcrcaksi dengan Fe203. Itulah scbabnya padil reaksi ini tidak ditemukan BaO patla setitp tahrp. Barctka ( 1968) tehh rrrcnrrnjukkan bahwa dengan mernberi fluks 0,57 Na[] dalarn cal.npuran BaCO3 dun FcrO,, suhu kalsinasj turun sebesar 150"C 200'C. Hal ini n:enrprrnvar rcrrrrtungan ekononli dalanr pembuatan ferit heksagonrl. Dengan penrmbahan tluks NaF fcrit mulsi terbentuk pada suhu 700"C dln pembentukan meniadi lcbih selnpurna pada suhu di sckitar 900"C, yang tanpa penarlbahan t'luks lranr terjadi pada suhu I100"C.
Penggilingan serbuk ntemegang peranan penting dalam pembuatan rnagnct permanen. Dengan penggilingan, ukuran bulir mengecil dai multidontain lrnenjatli sitryle donain, sehingga rnenaikkan koersivitas. Penggilingan sclarna 24 janr akan menaikkan koersivitas akan tetapi penggilingan lebih dari 24 jam nrenyebabkan penurunan koersivitas (Haneda & Kojirna, 1974). Hal ini terjadi krrt-na timbul cacat dan slress pada polikristal selama digiling.
2.2 Prosedur pembuotan feit heksagoral
Dalanr percobaan ini dibuat tiga cuplikan nrasing-masing Lrcratnya I00 granr dengan perbandhgan non-stoikhiornetrik I : 5,5; I : 5,7;dan 1 : 5,9.
Bahan baku yang dipakai buatan pabrik Merck, Jernran Barat dengan kerlurnian: BaCO. (991). Fer03 (99%), dan NaF (99%). Setclah serbuk BaCO, dan Fe, O, dengan perbandingan yang telah ditetapkan dicarlpur dengan 0,57 NaF. lalu digiling dengan bola-bola baja dalam mediur.n alkohol (200 cc) schma 5.5 jam. Canrpuran tersebut dikeringkan dalam orel pada suhu 80"C 100'C supaya alkoholnya menguap. Kemudian campuran itu dintasukkan kc dalam tungku dan suhunya dinaikkan dengan lajLr 7"C-1O"C/mcnit sampai rtrencapai 900"C dan dibiarkan pada suhu ini selama 6 janr. Maka terjadilah reaksi penrbentukan ferit dan setiap partikel mengelontpok dan memadat. Hasilnya digiling hingga tercapai ukurau yang dikehendaki. Sebagian ditcliti dengan diiraksr sinar-X dan difraksi neutron. Untuk pengukuran magnetik, serbuk terit dicetak dan ditekan dalam bentuk toroida. Ganbar 3 menunjukkan aliran langkah-langkah dalam pembuatan l'erit heksagonal.
Gambar 3 Diagram aliran langkahlangkah pembuatan lerit heksagonal.
3. Karakterisasi ferit heksagonal
Karakterisasi ferit heksagonal hasil percobaan ini dilakukan dengan difraksi neutron, difraksi sinar-X, dan pengukuran magnetik. Hasilnya dibandingkan dengan hasil pengukuran pada cuplikan buatan pabrik Sumitomo. Khususnya untuk pengukuran magnetik, hasilnya juga dibandingkan dengan hasil pengukuran cuplikan ferit spinel. \(Ni_{0.50} Zn_{0.50} Fe_2 O_4\).
3.1 Difraksi sinar-X
Penyediaan cuplikan
Gorter (1957) telah menunjukkan bahwa \(BaFe_{12}O_{19}\) bersifat feromagnetik kolinear dengan arah magnetisasinya sejajar dengan sumbu c. Oleh karena itu, apabila serbuk \(BaFe_{12}O_{19}\) ditaruh dalam medan magnet kuat, kristalitnya akan berorientasi dengan sumbu c searah dengan medan magnet luar. Maka pola difraksi sinar-X cuplikan ini menunjukkan penambahan intensitas puncak-puncak (OO\(\ell\)) dengan \(\ell\) = genap, sedangkan puncak-puncak lainnya rendah.
Cuplikan terarah dapat dibuat dengan mencampur serbuk BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub> dengan pengikat, dalam percobaan ini dipakai gondorukem yang dilarutkan dalam alkohol. Campuran tersebut ditebarkan merata di permukaan pelat kaca, kemudian diberi medan magnet tegak lurus pada pelat kaca sebesar 4 kGauss, selama 24 Dalam selang waktu tersebut, alkohol menguap dan cuplikan menjadi keras. Apabila cuplikan dikeluarkan dari medan magnet, orientasi kristalit tidak berubah dan arah sumbu c tetap tegak lurus pada pelat kaca. Analisis sinar X dilakukan pada suhu kamar dengan difraktometer buatan Phillips dengan sumber radiasi MoK\(\alpha\) (\(\lambda = 0.71069\) Å) dan filter Zr. Pola difraksi dari salah satu cuplikan yang telah dibuat dalam percobaan ini dapat dilihat dalam gambar 4a dan 4b, masing-masing untuk cuplikan terarah (H = 4 kGauss) dan tak terarah (H = O). Gambar 5a dan 5b menunjukkan salah satu cuplikan buatan pabrik Sumitomo, Jepang. Telah pula dibuat pola difraksi dari Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> dan BaCO<sub>3</sub> untuk perbandingan. Ternyata puncak-puncak kedua zat tersebut tidak muncul dalam pola difraksi ferit barium. Untuk memastikan lagi kemurnian ferit barium hasil buatan ini, telah diteliti adanya puncak-puncak yang sesuai dengan α-BaO.Fe<sub>2</sub>O<sub>4</sub> (pada 1100°C) dan β-BaO,Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> (pada 950°C) menurut tabel Hanawalt. Puncak-puncak tersebut ternyata tidak muncul. Dari analisis difraksi sinar-X tersebut di atas diperoleh hampir 90% posisi puncak difraksi cuplikan dalam percobaan ini sesuai dengan tabel Hanawalt. Tabel 1 menunjukkan hasil pengukuran parameter kisi untuk tiga cuplikan yang dibuat (5,5-,5,7-, dan 5,9-BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub>), tiga cuplikan Sumitomo (3241, 3234, dan 3226), dibandingkan dengan tabel Hanawalt.
Gambar 4 Difraksi sinar-X dari 5,7-BaFe\(_{12}\)O\(_{19}\) untuk cuplikan searah, H = 4 kGauss (a) dan tak terarah, H = 0 (b)
Gambar 5 Pola difraksi sinar-X dari cuplikan 3234 buatan Sumitomo untuk cuplikan terarah H = 4 kGauss (a) dan tak terarah H = 0 (b)
Tabel 1 Parameter kisi beberapa cuplikan BaFe\(_{1\,2}\)O\(_{1\,9}\) ditentukan dengan difraksi sinar-X; MoK\(\alpha\), \(\lambda\) = 0,71069 Å
| Cuplikan | Parameter kisi (Å) | ||
|---|---|---|---|
| 5,5 - BaFe1 2O1 9 | \(a = 5.83 \pm 0.004\) | \(c = 23,65 \pm 0,49\) | |
| 5,7 — BaFe1 2 O1 9 | \(a = 5,90 \pm 0,03\) | \(c = 23,37 \pm 0,20\) | |
| \(5.9 - BaFe_{12}O_{19}\) | \(a = 5,88 \pm 0,01\) | \(c = 23,21 \pm 0,04\) | |
| 3241 BaFe1 2O1 9 | \(a = 5.84 \pm 0.03\) | \(c = 23,74 \pm 0,59\) | |
| 3234 BaFe1 2 O1 9 | \(a = 5,84 \pm 0,03\) | \(c = 23,47 \pm 0,31\) | |
| 3226 BaFe1 2O1 9 | \(a = 5.88 \pm 0.01\) | \(c = 23,20 \pm 0,03\) | |
| Tabel Hanawalt | a = 5,876 | c = 23,17 | |
3.2 Difraksi neutron
Serbuk ferit barium diayak melalui ayakan 325 mesh lalu dimasukkan ke dalam wadah cuplikan berupa silinder vanadium. Difraksi neutron dilakukan dengan difraktometer neutron Pusat Penelitian Teknik Nuklir, dengan \(\lambda = 1,071\) Å, pada suhu kamar. Gambar 6 dan 7 masing-masing menunjukkan pola difraksi neutron salah satu cuplikan yang dibuat dan cuplikan buatan pabrik Sumitomo. Untuk lengkapnya pola-pola difraksi tersebut juga dibandingkan dengan hasil percobaan Aleshko-Ozhevskii, Faek, dan Yamzin (1969) yang dilakukan dengan \(\lambda = 1,22\) Å pada suhu T = 4.2 K. Hasil pengukuran parameter kisi dengan difraksi neutron sesuai dengan hasil difraksi sinar-X.
3.3 Pengukuran magnetik
Penyediaan cuplikan
Untuk pengukuran magnetik, serbuk ferit harus dicetak berbentuk toroida, dengan ukuran diameter luar 2,21 cm, diameter dalam 1,71 cm, dan tinggi 0.58 cm. Pencetakan dilakukan dengan cara penekanan kering (dry-pressing). Bubuk dicampur dengan 2% polyvinil alkohol (PVA) yang dilarutkan dalam air. PVA ini berlaku sebagai pengikat. Lalu dibubuhkan 1% asam stearat sebagai pelincir. Setelah dimasukkan ke dalam alat pencetak kemudian ditekan sampai mencapai 8 ton, dan dibiarkan selama dua puluh menit. Toroida lalu dipanaskan (sintering) dengan laju kenaikan suhu 2°C-3°C/menit sampai mencapai 400°C dan ditahan selama 1 jam, kemudian dinaikkan suhunya (10°C-11°C/menit) sampai 1250°C dan ditahan selama 3,5 jam. Setelah mendingin toroida dililiti dengan kawat tembaga setebal 0,45 mm untuk lilitan primer dan setebal 0,2 mm. untuk lilitan sekunder. Dengan cara ini telah dibuat tiga jenis toroida, masing-
Gambar 6 Pola difraksi neutron cuplikan 5,7-BaFe<sub>12</sub> O<sub>19</sub>
Gambar 7 Pola difraksi neutron cuplikan 3234 buatan Sumitomo
nrasing dari cuplikan 5,7-llaFe rrO,e (dibuat dalarr percobaatr ini)' 3234 (dibuet cli prbrik StLntitotno), dan Nio.oZnoroI-c.q (dibuat oleh Hidayat Braliim. l98l ). Tabel I nrencantunlkan datil lelgkap ketiga toroida terscbut.
Tabel 2 Data fisika toroida untuk pengukuran magnetik
| Cuplikan | m (X 1O '?ks) | pr | (x 10 -m) | A (x 1o-' 3 m2 ) | N I | N 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BaFe r 2 Ore t32341 | 3,4507 | 0,01 | 5,962 | 1 ,24 | 100. | JIJ |
| BaFet2Ore (5,7 ) | 3,0146 | 0,06 | 0,64 | 100 | 433 | |
| Nio,ro zno.ro Fe: O. | 3,0133 | 0.03 | 5,7 49 | o,7 4 | 59 | 300 |
- massa setelah dipress
i keliling rata rata
N 1 jumlah lilitan primer
N J - tumlah liliian sekunder
I'eugukura rt jirut histeresis
l'crgukrrrln lirlt histeresis diilkLrkan dcngln D.C. Hystcresis'lraecr. bLtatln Yokogrrwa Ii['c1rjk Works (YI-W). Jcpans. Alat ini ltrdaya 40 VA, sehinggl lranyr dapat nrcngLrkur baltm nragnct lunrk. Llntttk bahan nragnt't kerls tlibutrrhkrn alat klrrrsLrs clengrn daya -100 VA. Ojclt karcll alat tcrrtbut tidirk tcrsedia. pcngtrkLrran jirat hi:teresis dilakrrkan clcrrgan daya 40 VA. (lanrbar 8 nrcnLrnjukkrrn .iinrt histcrcsisNinruZno-.nFcrOo.l)lri bcnttrkrtya, te'rlihatichsjirat ini tergolong bahrn nrrgnct lunrk. I'cngtrkrtntrt jiriit n)cnghir\ilkan. lcrrancnsi l0-<0 gauss. kocrsivitas 0,5 Oc tlan /-r, In,rksinlLrt)) 1 129. (irrtttbar 9 dan I0 nrasing-rtta sin g nrcnLrnjLrkkun jirilt ltistcrcsis eLrplikrirt 5.7-BaFr'11O,e clan 3134. KcdLu jirilt rlcrrLrnjukkun b:rltvli hat'ga Ii,,,,r1, bclrrrn tcfci!piri rntskil)uJ1 Ilargil H tchh ncnclpr-ri lrarga tcrbcsar'lrng daqrrl dihlsilkln alat tcrscbut (3t)0Oc). Ini nrenunjukkan bahwa kedua bahan itu tergolong bithan lnagnet kcras. Hargaharga rern:rnensi dan koersivitas tak dapat ditcntukan karena Bn,u tr ! tak t('rcapai.
Data clari pabri-k Surnitorno mcnunjukkan remancnsi cuplikan 3234 besarnya 4.01 kGeLrss. koersivitasnya 2,01 kOc. dan (BH)rotr,. 3,58 MGOe. Dari
pengukuran jirat histeresis kedua cuplikan tersebut dapat ditentukan \(\mu_r\) maksimum yaitu 6,38 untuk cuplikan 5,7-BaFe<sub>1,2</sub>O<sub>1,9</sub> dan 2.02 untuk cuplikan 3234.
Pengukuran spektrum magnetik
Yang dimaksud dengan spektrum magnetik ialah kurva \(\mu'\) dan \(\mu''\) dari permeabilitas awal sebagai fungsi frekuensi. Untuk ferit polikristal, apabila interaksi magnetik diabaikan maka suseptibilitas resultannya adalah,
\[\chi = \frac{(\mu_0 - 1)}{4\pi} = 1/3 \left( \frac{M_s}{H_{\phi}^4} + \frac{M_s}{H_0^4} \right)\] (3.1)
dengan \(\mu_O\) adalah permeabilitas awal, \(M_s\) adalah magnetisasi jenuh suatu domain, dan \(H^A\) adalah medan anisotropi.
Frekuensi resonansi magnetiknya adalah
\[\omega_r = \gamma \left( H_\phi^A \ H_\theta^A \right)^{\gamma_2}; \tag{3.2}\] di sini \(\gamma\) adalah perbandingan giromagnetik. \(H_{\phi}^{A}\) adalah medan anisotropi yang timbul apabila vektor magnetisasi dibelokkan dengan sudut \(\phi\) di dalam bidang magnetisasi mudah (easy magnetization). \(H_{\theta}^{A}\) adalah medan anisotropi yang timbul apabila vektor magnetisasi diputar sebesar sudut \(\theta\), keluar dari bidang magnetisasi mudah.
Untuk ferit spinel \(H_{\phi}^{A} = H_{\theta}^{A} = H^{A}\), sehingga (3.1) menjadi
\[(\mu_O - 1) = 8\pi/3 \, (M_S/H^A);\] (3.3)
di sini \(H^A\) kecil, yakni \(10^2 - 10^4\) A/m.
Frekuensi resonansi magnetiknya menjadi
\[\omega_r = \gamma H^A \text{ atau } f_r \left( \mu_O - 1 \right) = 4/3 \gamma M_s. \tag{3.4}\]
Untuk ferit BaFe<sub>12</sub>O<sub>19</sub> yang mempunyai arah magnetisasi mudah ke arah sumbu c, \(H_{\phi}^{A} = H_{\theta}^{A} = H^{A}\); akan tetapi \(H^{A}\) besar yaitu 10<sup>6</sup> A/m, sehingga permeabilitas awalnya 10<sup>2</sup> lebih kecil dari ferit spinel. Hal ini terbukti dari hasil percobaan.
Dengan adanya kehilangan daya (losses), permeabilitasnya dapat dituliskan sebagai
\[\mu = \mu' - i\mu'' \tag{3.5}\] dengan \(\mu' = \mu_0\) adalah permeabilitas awal dan tan \(\delta = \mu''/\gamma \mu'\) menunjukkan kehilangan daya.
\(\mu'\) dan \(\mu''\) dapat diukur dengan LCR-meter.
Apabila toroida dialiri arus bolak-baiik dengan frekuensi /, maka imp. ,Jansinya
\[Z = R_{s} + ifL_{s} \tag{3.6}\]
dengan \[R_s = f(N^2 A/\ell) \mu''\] (3.7)
\[L_{s} = (N^{2}A/\mathfrak{L})\mu'. \tag{3.8}\]
N, A, dan I masing-masing adalah jumlah lilitan, luas penampang, dan keLiling rata-rata toroida {tabel 2). Dalam percobaan ini hanya p' yang diuktrr. Pada prinsipnya apabila p' diketahui sebagai fungsi frekuensi, maka p" dapat dihitung dengan relasi Kmme$-Kronig. Harga-harga p' telah ditentukan menggunakan LCR-meter buatan Hewlet-Packard dimulai dari I kHz s/d l0 MHz. Gambar 1l menunjukkan hasil pengukuran spektrum magnetik ketiga cuplikan tersebut.
Spektrum magnetik ferit spinel menunjukkan bahwa g'konstan pada harga 500 sampai terjadi resonansi pada frekuensi 2 MHz, lalu menurun dengan tajam. Bersamaan dengan ini ir" naik dengan tajam yang berarti kehilangan daya semakin besar. Penelitian terdahulu (Smith & Wijn, 1969) menunjukkan bahwa permeabilitasnya konstan pada tt' = 250 dan tedadi resonansi magnetik di sekitar 6 MHz. Penyimpangan puncak resonansi tersebut masih dalam batasbatas yang diperkenankan, yakni antara I - 100 MHz (Van den Broek & Stuyts, 1977).
Bentuk spektrum magnetik kedua ferit heksagonal hampir serupa. Pada ferit 5,7-BaFe,rO' harga p' konstan di sekitar 6 dan resonansi terjadi di sekitar 4 MHz, sedangkan cuplikan 3234 menunjukkan g' konstan di sekitar 5 dengan puncak resonansi di sekitar 5 MHz. Menurut peneliti terdahulu (Smit & Wijn, 1969) bentuk spektrum ferit heksagonal amat tergantung pada texture-nya. Untuk texture acak, 1r' konstan pada harga 2,5 dan puncak resonansi terjadi di sekitar 20 MHz; di atas frekuensi tersebut harga g' menurun dengan tidak terlarnpau cepat. Pada frekuensi 500 MHz harga p' mulai menurun dengan drastis.
4. Pembicaraan dan kesimpulan
Dalam proses pembentukan ferit heksagonal jenis M, telah ditambahkan fluks 0,5% NaF untuk menurunkan suhu kalsinasi (Baretka, 1968). Karakterisasi dengan difraksi sinar-X maupun difraksi neutron tidak menunjukkan adanya fasa kedua. Jadi, dipandang dari sudut struktur kristaLnya, ferit yang dibuat dalam percobaan ini telah memenuhi syarat. Akan tetapi, jika dipandang dari sifat-sifat magnetnya, agak berbeda dengan ferit buatan pabrik Sumitomo. Ada beberapa parameter yang perlu diperhatikan dalam pembentukan sifat+ifat
Gambar 11 Spektrum magnetik cupłikan-cuplikan \(Ni_{0,50}Zn_{0,50}Fe_2O_4\), 5,7-Ba\(Fe_{12}O_{19}\) dan cupłikan 3234 buatan Sumitomo
magnetik ferit, yakni ukunn bulir, perlakuan panasr dan kepadatar, porositas. Dalam percobaan ini penggilingan perlu diperbaiki untuk dapat mencapai ukuran bulir kurang dari I pm. Perlakuan panas pada 1000"C selama satujam dapat meninggikan koersivitas (Haneda & Kojima, 1974), sedangkan rapat massa dapat dipertinggi dengan menambah fluks 5% Bi203 pada campuran BaCO3 dan FerO. (Bradley, i969). Hal ini penting karena jika rapat massanya tinggi, sifat listrik, magnet, dan mekanik menjadi optimum.
Alihirnya perlu dicatat bahwa pengukuran magnetik dalanr percobaan ini telah dilakukar pada serbuk yang orientasi kristalitnya acak, sedangkan dalam pembuatan magnet permanen, serbuk ferit ditekan dalam medan magnet kuat. Ini menyebabkan sifat magnetiknya menjadi jauh lebih baik.
Ucapan terima kasih
Pembuatan cuplikan ferit dan pengukuran spektrum magnetik dilakukan di Lembaga Fisika Nasional, LIPI, pengukuran jhat histeresis dilakukan di Lembaga Elektroteknika Nasional, LIPI, sedangkan difraksi neutron dilakukan di Pusat Penelitian Teknik Nuklir (PPTN) BATAN. Pada kesempatan ini kami ucapkan terima kasih kepada ketiga lembaga temebut.