BAHAN MAGNET

Disusun oleh Kelompok 1:

Imron Wahyudi (2408100001)

Rizky Nur Diansyah(2408100007)

Desica Alfiana (2408100011)

Setya Hadi (2408100021)

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

BAHAN MAGNET Magnetik adalah suatu fenomena

misterius yang menarik, dimana material (ferromagnetik) dapat ditarik atau ditolak maupun dipengaruhi tanpa bersentuhan secara langsung.

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. Orientasi ini mengubah/ mengarahkan pada kutub utara dan selatan.

Permeabilitas Magnet : derajat magnetisasi material yang merespon medan magnet linier dari luar (µ)

Suseptibilitas :M = H, Dimana adalah berdimensi skalar dan disebut dengan suseptibilitas magnetik

Medan Magnet : suatu medan yang dibentuk dengan muatan listrik yan menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya.

Gerak magnetis (Θ) : jumlah dari semua arus dalam beberapa penghantar yang dilingkupi oleh medan magnet (atau oleh garis fluks magnetik)

Fluks magnetik (Φ) : jumlah dari semua garis fluks magnetik; ini berarti bahwa fluks sama besar disebelah dalam dan disebelah luar kumparan.

EFEK TEMPERATUR TERHADAP SIFAT MAGNET Efek Temperatur pada Bahan

Ferromagnetik

Pada temperatur batas di atas O 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)

Pada temperatur yang tingi, lebih tinggi dari perpindahan acak akan mempengaruhi spin, dan lebih sulit untuk menjadi spin yang tertata untuk 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 proses magnetisasi, adapun sebaliknya proses pengacakan dari spin yang tertata disebut dengan demagnetisasi.

nmmV

NM

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

Histeresis loop pada magnet terjadi selama magnetisasi, medan magnet meningkat pada material sampai titik jenuh tercapai.

DOMAIN MAGNETA. Domain Ferromagnetik Domain adalah daerah di dalam kristal

dimana semua sel satuan pada daerah tersebut memiliki orientasi magnetik yang sama.

Pada suhu tinggi, dipole magnetik dari atom individual terorientasi secara acak. Selama pendinginan di bawah temperature Curie, Tc, terjadi pertautan antara dipole magnetik dari atom yang berdekatan

Pertautan ini menghasilkan orientasi-orientasi magnetik yang sama pada banyak sel satuan sehingga hasilnya adalah terbentuknya suatu domain.

Domain magnetik pada lapisan baja karbon yang dipanaskan

Ketika medan magnet eksternal diberikan pada sebuah bahan atau kristal magnetik, domain-domain yang memiliki orientasi magnetik 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

PENENTUAN STRUKTUR DOMAIN FERROMAGNETIK BERDASARKAN 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.

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.

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

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.

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 dinding domain terhadap tingkat energi

5. ENERGI MAGNETOSTRIKSI Energi akibat tekanan mekanik yang

diakibatkan oleh magnetostriksi pada bahan magnetik

Energi magnetostriksi pada domain magnet

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

A. SIFAT- SIFAT MAGNET PERMANEN (KERAS)

Material Magnetik

RemanensiBr

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

B. SIFAT- SIFAT MAGNET- MAGNET LUNAK

Material Magnetik Induksi saturasiBs

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