PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat...

30
PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe 3 O DARI PASIR BESI SEBAGAI BAHAN PENYERAP RADAR PADA FREKUENSI X DAN Ku BAND Oleh : Henny Dwi Bhakti Dosen Pembimbing : Dr. Mashuri, M.Si

Transcript of PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat...

Page 1: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe3O𝟒 DARI PASIR BESI SEBAGAI BAHAN

PENYERAP RADAR PADA FREKUENSI X DAN Ku BAND

Oleh :

Henny Dwi Bhakti

Dosen Pembimbing :

Dr. Mashuri, M.Si

Page 2: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

PENDAHULUAN

Page 3: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Latar Belakang

Dibutuhkannya bahan penyerap radar untuk sistem pertahanan

Produksi masal bahan penyerap radar yang murah

Cadangan pasir besi Lumajang yang mengandung magnetit terbaik di

Indonesia

Page 4: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Batasan Masalah

Pembentukan bahan penyerap gelombang mikro dari pasir besi

Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe3O4

Page 5: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Tujuan

Menemukan cara produksi masal Fe3O4 dari pasir besi dengan metode yang mudah dan terjangkau

Mengetahui kemampuan pasir besi sebagai material penyerap gelombang radar

Mengetahui efek ukuran partikel Fe3O4 terhadap penyerapan gelombang radar

Page 6: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

TINJAUAN PUSTAKA

Page 7: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Pasir Besi Kandungan utama

Besi (II) oksida (FeO)

Besi (III) oksida (Fe2O3)

Besi (II, III) oksida (Fe3O4)

Page 8: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Magnetit

Merupakan mineral ferimagnetik dengan rumus kimia Fe3O4

Larut secara lambat dalam asam klorida

Merupakan mineral yang paling bersifat magnetik dari semua mineral yang ada di bumi

Sifat kemagnetan dari magnetit terkait erat dengan konfigurasi elektron

Page 9: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Struktur kristal magnetit

(a) Posisi ion logam dalam kristal

tetrahedral (A). (b) Posisi ion logam

dalam oktahedral (B)

(c) Gabungan tetrahedral dan

oktahedral (d) Kubik magnetit

Spinel

Page 10: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Material Penyerap Gelombang Mikro

Syarat material menjadi penyerap radar adalah memiliki resistivitas, permitivitas dan permeabilitas rendah

Faktor yang mempengaruhi tingkat penyerapan gelombang

intrinsik ekstrinsik

Page 11: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Metode untuk mereduksi RCS (Radar Cross Section)

shaping Aktif dan pasif loading

Distribusi loading

Penyerapan gelombang mikro

Proses disipasi Konversi ke

energi panas

Page 12: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

METODOLOGI PERCOBAAN

Page 13: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Bahan Alat

Pasir besi

Alkohol 70%

Aquades

HCl

NH4OH

Gelas ukur

Gelas beker

Magnet permanen

Neraca digital

oven

Magnetik stirer

pipet

tissue

Kertas saring

plastik

Pengaduk

Page 14: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Sintesis Fe3O4 dari pasir besi

Pasir disangrai

Diekstraksi dengan magnet permanen

Dibersihkan dengan aquades

Dibersihkan dengan ultrasonic cleaner

Dikeringkan

Page 15: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Variasi ukuran partikel Fe3O4

2. Ball miling

Miling 3 jam

Miling 5 jam

Miling 7 jam 3. Kopresipitasi

1. Pasir dasar

Page 16: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

XRF

• Kandungan Elemen

XRD

• Karakteristik sampel

SEM

• Morfologi & ukuran partikel

VSM

• Sifat kemagnetan

VNA

• Daya Penyerapan Bahan

Page 17: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Page 18: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Identifikasi magnetit Fe3O4 dari pasir besi

Ukuran partikel masing-masing sampel

Sifat Magnetik magnetit Fe3O4

Absorbsi magnetit Fe3O4

Page 19: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Hasil XRF

No Compound prosentase

1 Fe 87.21 ± 0.75 %

2 Ti 6.42 ± 0.03 %

3 Si 1.1 ± 0.03 %

4 Al 1 ± 0.6 %

5 Bi 0.93 ±0.04 %

6 Eu 0.72 ± 0.101 %

7 Mn 0.5 ± 0.02 %

8 V 0.48 ± 0.05 %

9 Ca 0.42 ± 0.0004 %

10 Br 0.34 ± 0.002 %

11 Re 0.3 ± 0.007 %

12 P 0.2 ± 0.03 %

13 Cr 0.11 ± 0.009 %

14 Ni 0.06 ± 0.01 %

15 Zn 0.06 ± 0.004 %

16 Yb 0.0 ± 0.03 %

Page 20: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Uji XRD

Page 21: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Uji SEM

(a) pasir dasar (b) Fe3O4 miling 3

jam (c) Fe3O4 miling 5

jam dan (d) Fe3O4 miling 7

jam.

Page 22: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Ukuran Partikel menggunakan SEM

No Sampel Ukuran Partikel (μm)

1 Pasir dasar 155.4

2 Fe3O4 Miling 3 jam 3.399

3 Fe3O4 Miling 5 jam 2.842

4 Fe3O4 Miling 7 jam 2.422

Page 23: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Hasil Uji VSM

-60

-40

-20

0

20

40

60

-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Mo

men

Mag

net

(em

u/g

r)

Field (tesla)

Grafik histerisis

pasir dasar

pasir 3 jam

pasir 5 jam

pasir 7 jam

kopresipitasi

Page 24: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Nilai Ms, Hc, Mr

Sampel Ms

(emu/gr)

Hc (Tesla) Mr

(emu/gr)

Pasir dasar 34.09 0.0625 0.0252

Fe3O4Miling 3 jam 38.86 0.0469 0.0144

Fe3O4 Miling 5 jam 32.1194 0.015 0.0013

Fe3O4Miling 7 jam 42.466 0.019 0.0215

Fe3O4 kopresipitasi 20.32 0.0013 0.0185

Page 25: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Identifikasi absorbsi dengan VNA

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

6.0

0

6.3

2

6.6

4

6.9

6

7.2

8

7.6

0

7.9

2

8.2

4

8.5

6

8.8

8

9.2

0

9.5

2

9.8

4

10

.16

10

.48

10

.80

11

.12

11

.44

11

.76

12

.08

12

.40

12

.72

pasir dasar

3 jam

5 jam

7 jam

kopresipitasi

frekuensi (GHz)

RL (d

B)

sampel RL (dB) Frekuensi (GHz)

Pasir dasar -16.98 11.60

Fe3O4 Miling 3 jam -15.89 12.24

Fe3O4 Miling 5 jam -13.8 10.8

Fe3O4 Miling 7 jam -12.15 11.60

Fe3O4 kopresipitasi -14.57 11.60

Pada X-Band

Page 26: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

13

.04

13

.28

13

.52

13

.76

14

.00

14

.24

14

.48

14

.72

14

.96

15

.20

15

.44

15

.68

15

.92

16

.16

16

.40

16

.64

16

.88

17

.12

17

.36

17

.60

17

.84

RL

(dB

)

pasir dasar

3 jam

5 jam

7 jam

kopresipitasi

Sampel RL (dB) Frekuensi (GHz)

Pasir dasar -29.86 17.76

Miling 3 jam -19.04 17.68

Miling 5 jam -21.02 17.52

Miling 7 jam -26.31 16.64

kopresipitasi -31.24 16.48

Pada Ku-Band

Page 27: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

KESIMPULAN DAN SARAN

Page 28: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Kesimpulan

• Telah ditemukan cara produksi masal Fe3O4 dari pasir besi dengan metode yang mudah dan terjangkau dengan cara ekstraksi pasir besi menggunakan magnet permanen.

• Fe3O4 hasil ekstraksi dari pasir besi menggunakan magnet permanen mampu digunakan sebagai bahan penyerap radar.

• Pada frekuensi X-Band pasir dasar memiliki kemampuan penyerapan yang paling baik, sedangkan pada frekuensi Ku-Band Fe3O4 kopresipitasi memiliki kemampuan penyerapan yang paling baik.

Page 29: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3

Saran

Saran untuk Penelitian selanjutnya adalah sebaiknya pasir yang akan di miling telah terlebih dahulu dikopresipitasi agar terbebas dari pengotor.

Page 30: PENGARUH UKURAN PARTIKEL Fe O𝟒 DARI PASIR BESI … · mikro dari pasir besi Analisis sifat magnet dan penyerapan magnetit Fe 3 O 4 . Tujuan . Menemukan cara produksi masal Fe 3