Material magnetik

21

Transcript of Material magnetik

Page 1: Material  magnetik
Page 2: Material  magnetik

PENDAHULUAN• BAHAN MAGNETIK MERUPAKAN BAHAN INDUSTRI YANG PENTING

• PADA UMUMNYA TERDAPAT DUA JENIS UTAMA YAITU BAHAN MAGNET LUNAK DAN KERAS

• MAGNET LUNAK UNTUK APLIKASI YANG MEMBUTUHKAN BAHAN YANG DENGAN MUDAH DAPAT

DIMAGNETISASI DAN DEMAGNETISASI

• MAGNET KERAS DIGUNAKAN UNTUK APLIKASI YANG MEMBUTUHKAN MAGNET PERMANEN YANG

TIDAK MUDAH UNTUK DIDEMAGNETISASI

• BAHAN MAGNETIK MEMILIKI SIFAT-SIFAT FISIS KEMAGNETAN SEPERTI MEDAN MAGNET,

INDUKSI MAGNET, MAGNETISASI, DAN LAINNYA

Page 3: Material  magnetik

MATERIAL MAGNETIK

• MAGNETIK ADALAH SUATU FENOMENA MISTERIUS YANG MENARIK,

DIMANA MATERIAL DAPAT DITARIK ATAU DITOLAK MAUPUN DIPENGARUHI

TANPA BERSENTUHAN SECARA LANGSUNG.

Page 4: Material  magnetik

SIFAT DASAR KEMAGNETAN• INDUKSI MAGNET : KETIKA ARUS DIALIRKAN PADA SEBUAH KUMPARAN YANG MELILIT BESI

LUNAK MAKA TERJADI ORIENTASI PADA PARTIKEL-PARTIKEL YANG ADA DALAM BESI. ORIENTASIINI MENGUBAH/ MENGARAHKAN PADA KUTUB UTARA DAN SELATAN.

• PERMEABILITAS MAGNET : DERAJAT MAGNETISASI MATERIAL YANG MERESPON MEDANMAGNET LINIER DARI LUAR (Μ)

• SUSEPTIBILITAS :M = H, DIMANA ADALAH BERDIMENSI SKALAR DAN DISEBUT DENGANSUSEPTIBILITAS MAGNETIK

• MEDAN MAGNET : SUATU MEDAN YANG DIBENTUK DENGAN MUATAN LISTRIK YANMENYEBABKAN MUNCULNYA GAYA DI MUATAN LISTRIK YANG BERGERAK LAINNYA.

• GERAK MAGNETIS (Θ) : JUMLAH DARI SEMUA ARUS DALAM BEBERAPA PENGHANTAR YANG DILINGKUPIOLEH MEDAN MAGNET (ATAU OLEH GARIS FLUKS MAGNETIK)

• FLUKS MAGNETIK (Φ) : JUMLAH DARI SEMUA GARIS FLUKS MAGNETIK; INI BERARTI BAHWA FLUKSSAMA BESAR DISEBELAH DALAM DAN DISEBELAH LUAR KUMPARAN.

Page 5: Material  magnetik

EFEK TEMPERATUR TERHADAP SIFAT MAGNET

EFEK TEMPERATUR PADA BAHAN FERROMAGNETIK

• PADA TEMPERATUR BATAS DI ATAS 0 K, ENERGI PANAS MENYEBABKAN DIPOLE

MAGNETIK PADA BAHAN FERROMAGNETIK MENYIMPANG DARI JAJARANNYA.

• OLEH KARENA ITU, PERUBAHAN ENERGI MENYEBABKAN JAJARAN PARALEL DARI

DIPOLE MAGNETIK PADA BAHAN FERROMAGNETIK DIIMBANGI OLEH RANDOM

EFEK ENERGI PANAS. AKHIRNYA, KEMAGNETAN PADA BAHAN FERROMAGNETIK

MENGHILANG, DAN MATERIAL MENJADI PARAMAGNETIK. (TEMPERATUR CURIE)

Page 6: Material  magnetik

• PADA TEMPERATUR YANG TINGI, LEBIH TINGGI DARI PERPINDAHAN ACAK AKANMEMPENGARUHI SPIN, DAN LEBIH SULIT UNTUK MENJADI SPIN YANG TERTATAUNTUK MEMPERTAHANKANNYA.

• NAMUN KETIKA TEMPERATUR TURUN, SPIN DENGAN SPONTAN MELURUS SENDIRI,SEHINGGA SEMUA TITIK PADA ARAH YANG SAMA.

• PROSES PEMBENTUKAN SPIN-SPIN YANG TERTATA DISEBUT DENGAN PROSESMAGNETISASI, ADAPUN SEBALIKNYA PROSES PENGACAKAN DARI SPIN YANGTERTATA DISEBUT DENGAN DEMAGNETISASI.

nmmV

NM

Page 7: Material  magnetik

MAGNETOSTATICS DAN HISTERESIS

• KEMAGNETAN ADALAH DENSITAS VOLUME MOMEN MAGNETIK YAITU: JIKA

VOLUME TERTENTU MEMILIKI M MAGNETISASI MAKA ELEMEN VOLUME D V

MEMILIKI MOMEN MAGNETIK D M = M D V.

Arah magnetisasi

Page 8: Material  magnetik

• HISTERESIS LOOP PADA MAGNET TERJADI

SELAMA MAGNETISASI, MEDAN MAGNET

MENINGKAT PADA MATERIAL SAMPAI TITIK

JENUH TERCAPAI.

Page 9: Material  magnetik

DOMAIN MAGNET

A. DOMAIN FERROMAGNETIK• DOMAIN ADALAH DAERAH DI DALAM KRISTAL DIMANA SEMUA

SEL SATUAN PADA DAERAH TERSEBUT MEMILIKI ORIENTASIMAGNETIK YANG SAMA.

• PADA SUHU TINGGI, DIPOLE MAGNETIK DARI ATOM INDIVIDUALTERORIENTASI SECARA ACAK. SELAMA PENDINGINAN DI BAWAHTEMPERATURE CURIE, TC, TERJADI PERTAUTAN ANTARA DIPOLEMAGNETIK DARI ATOM YANG BERDEKATAN

• PERTAUTAN INI MENGHASILKAN ORIENTASI-ORIENTASIMAGNETIK YANG SAMA PADA BANYAK SEL SATUAN SEHINGGAHASILNYA ADALAH TERBENTUKNYA SUATU DOMAIN.

Page 10: Material  magnetik

Domain magnetik pada lapisan baja karbon yang dipanaskan

Page 11: Material  magnetik

• KETIKA MEDAN MAGNET EKSTERNAL

DIBERIKAN PADA SEBUAH BAHAN ATAU

KRISTAL MAGNETIK, DOMAIN-DOMAIN

YANG MEMILIKI ORIENTASI MAGNETIC

YANG PARALEL DAN SEARAH DENGAN

ARAH MEDAN MAGNET AKAN TUMBUH

DENGAN MENGORBANKAN DOMAIN-

DOMAIN BERDEKATAN YANG

ORIENTASINYA TEGAK LURUS ATAU

BERLAWANAN DENGAN ARAH MEDAN

MAGNET.

Pertumbuhan domain magnet dan rotasi orientasi magnetik

Page 12: Material  magnetik

PENENTUAN STRUKTUR DOMAIN FERROMAGNETIKBERDASARKAN TIPE ENERGI

• STRUKTUR DOMAIN SUATU BAHAN MAGNET DAPAT DITENTUKAN OLEH

BEBERAPA TIPE ENERGI DENGAN STRUKTUR DOMAIN YANG PALING STABIL

DITENTUKAN OLEH KESELURUHAN ENERGI POTENSIAL SUATU BAHAN YANG

MINIMUM.

Page 13: Material  magnetik

1. PERUBAHAN ENERGI

• ENERGI POTENSIAL PADA SEBUAH DOMAIN BAHAN MAGNET SOLID

MENJADI RENDAH KETIKA DIPOL-DIPOL ATOM BERORIENTASI PADA ARAH

YANG SAMA. ARAH ORIENTASI INI BERBANDING LURUS DENGAN

PERUBAHAN ENERGI.

Page 14: Material  magnetik

2. ENERGI MAGNETOSTATIK• ENERGI MAGNETOSTATIK ADALAH ENERGI POTENSIAL MAGNETIK SUATU

BAHAN MAGNET YANG DIHASILKAN OLEH MEDAN MAGNET EKSTERNAL.

Reduksi energi magnetostatik oleh perubahan susunan domain magnet

Page 15: Material  magnetik

3. ENERGI ANISOTROPI MAGNETOKRISTALIN

• MERUPAKAN ENERGI YANG DIBUTUHKAN SELAMA PROSES MAGNETISASI

SUATU BAHAN UNTUK MEROTASI DOMAIN MAGNETIK AKIBAT KRISTAL

ANISOTROPI.

• SEBAGAI CONTOH PERBEDAAN ENERGI ANISOTROPI MAGNETOKRISTALIN

PADA MAGNETISASI ARAH KRISTAL [111] DAN [100] PADA BESI BCC ADALAH

SEKITAR 1,4 X 104 J/M3.

Page 16: Material  magnetik

4. ENERGI DINDING/BATAS DOMAIN

• DINDING DOMAIN ADALAH BATAS ANTARA DUA DOMAIN DIMANA

KESELURUHAN MOMEN MAGNETIK PADA ORIENTASI YANG BERBEDA.

Energi dinding domain dan pengaruh ketebalan dindingdomain terhadap tingkat energi

Page 17: Material  magnetik

5. ENERGI MAGNETOSTRIKSI

• ENERGI AKIBAT TEKANAN MEKANIK YANG DIAKIBATKAN OLEH

MAGNETOSTRIKSI PADA BAHAN MAGNETIK

Energi magnetostriksi pada domain magnet

Page 18: Material  magnetik

MAGNET LUNAK DAN MAGNET KERAS• MAGNET KERAS MENARIK MATERIAL YANG MENGALAMI MAGNETISASI MENUJU DIRINYA

• MAGNET LUNAK DAPAT MENGALAMI MAGNETISASI DAN TERTARIK KE MAGNET LAIN

• PERBEDAAN ANTARA MAGNET PERMANEN, ATAU MAGNET KERAS DENGAN MAGNET LUNAK JELAS

TERLIHAT PADA LOOP HISTERISIS

Page 19: Material  magnetik

A. SIFAT- SIFAT MAGNET PERMANEN (KERAS)Material

Magnetik

Remanensi

Br

V.s/m2

Medan Koersif

-Hc

kA/m

Hasil kali

Demagnetisasi

Maksimum

BHmax, kJ/m3

Baja karbon

biasa

1 4 1

Alnico V 1,2 55 34

Feroxdur

(BaFe12O19)

0,4 150 20

RE-Co 1,0 700 200

Nd2Fe14B 1600

Page 20: Material  magnetik

B. SIFAT- SIFAT MAGNET- MAGNET LUNAKMaterial Magnetik Induksi saturasi

Bs

V.s/m2

Medan koersif

-Hc

A/m

Permeabelitas Relatif

Maksimum

μr (max)

Besi murni (bcc) 2,2 80 5000

Lembaran

transformator

silikon ferit

(berorentasi)

2,0 40 15000

Permalloy, Ni-Fe 1,6 10 2000

Superpermalloy, Ni-

Fe-Mo

0.2 0.2 100.000

Feroxcube A,

(Mn,Zn)Fe2O4

0,4 30 1200

Feroxcube B, (Ni,

Zn)Fe2O4

0,3 30 700

Gelas metalik

(Fe81B13,5Si3.5C2

1.5 1 100.000

Page 21: Material  magnetik

SEKIAN DAN TERIMA KASIH