Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    1/9

    See discussions, stats, and author profiles for this publication at: http://www.researchgate.net/publication/228436626

    PELAPISAN Ni PADA MAGNET BONDED Nd-Fe-

    B DENGAN METODE ELEKTROPLATING

    CONFERENCE PAPER JULY 2012

    CITATION

    1READS

    118

    3 AUTHORS, INCLUDING:

    Candra Kurniawan

    Indonesian Institute of Sciences

    18PUBLICATIONS 1CITATION

    SEE PROFILE

    Available from: Candra Kurniawan

    Retrieved on: 21 October 2015

    http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_1http://www.researchgate.net/profile/Candra_Kurniawan?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_7http://www.researchgate.net/institution/Indonesian_Institute_of_Sciences?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_6http://www.researchgate.net/profile/Candra_Kurniawan?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_5http://www.researchgate.net/profile/Candra_Kurniawan?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_4http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_1http://www.researchgate.net/publication/228436626_PELAPISAN_Ni_PADA_MAGNET_BONDED_Nd-Fe-B_DENGAN_METODE_ELEKTROPLATING?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_3http://www.researchgate.net/publication/228436626_PELAPISAN_Ni_PADA_MAGNET_BONDED_Nd-Fe-B_DENGAN_METODE_ELEKTROPLATING?enrichId=rgreq-4a8c21d0-14be-4150-a931-d130a0d6f555&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzIyODQzNjYyNjtBUzo5ODczNzYxNTU0MDIzMUAxNDAwNTUyMjkwODgw&el=1_x_2
  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    2/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    PELAPISAN Ni PADA MAGNET BONDEDNd-Fe-B DENGAN METODE

    ELEKTROPLATING

    Candra Kurniawan1)

    , Hayati M.A. Sholiha2)

    Perdamean Sebayang1)

    1)Pusat Penelitian Fisika LIPIGd. 440, Kawasan PUSPIPTEK, Serpong

    Telp : (021) 7560570, Fax : (021) 75605542)

    Departemen Fisika, UIN Syarif HidayatullahJl. Ir. H. Juanda No. 95, Ciputat

    E-mail :[email protected]

    ABSTRAK

    Magnet permanen berbasis Nd-Fe-B memiliki keunggulan yaitu energi produk yang palingtinggi dibandingkan magnet permanen jenis lainnya, namun memiliki kelemahan yaitu rentanterhadap timbulnya reaksi oksidasi yang menimbulkan korosi. Tulisan ini membahas mengenaipelapisan logam Nikel pada magnet permanen bonded Nd-Fe-B dengan metode elektroplating

    untuk meningkatkan ketahanannya terhadap korosi. Eksperimen dilakukan pada magnet bondedNd-Fe-B dengan komposisi polimer epoxy resin 3 wt%. Proses pelapisan dilakukan dengan variasiwaktu elektroplating selama 30, 60, 90, dan 120 menit dan variasi rapat arus 20 dan 40 mA/cm2

    untuk mendapatkan ketebalan dan ketahanan korosi optimum. Berdasarkan hasil eksperimendiketahui terdapat beberapa sampel magnet Nd-Fe-B yang memiliki indikasi gagal terlapisi,sedangkan magnet bondedNd-Fe-B yang berhasil dilapisi dianalisis aproksimasi ketebalan lapisan,sifat fisis, sifat magnet, dan ketahanan korosinya dengan direndam dalam larutan HCl 18,5 wt%.

    Berdasarkan uji korosi terlihat bahwa pelapisan optimum dihasilkan pada rapat arus 20 mA/cm2

    dan waktu pelapisan selama 30 menit dengan defisit massa setelah uji korosi sebesar 0,94 gdibandingkan dengan sampel tanpa pelapisan yang mengalami defisit massa terbesar yaitu 2,75 g.

    Kata Kunci:BondedNd-Fe-B, elektroplating, pelapisian Ni.

    ABSTRACT

    Permanent magnets based on Nd-Fe-B has the advantage of the high remanences,coercivities, and high energy products compared to other types, but it also has the disadvantagewhich has a poor corrosion resistance. This paper discusses the nickel metal coating on apermanent magnet bonded Nd-Fe-B by electroplating method to improve the corrosion resistance.

    Experiments use bonded magnets Nd-Fe-B with the polymer epoxy resin composition 3 wt%.

    Coating process conducted by varying the time of plating of 30, 60, 90, and 120 minutes and thecurrent density variation of 20 and 40 mA/cm

    2to obtain the optimum thickness and corrosion

    resistance. The experimental results showed that there are a few of the Nd-Fe-B which is failedcoated, while the successfully coated bonded magnet Nd-Fe-B are analyzed the layer thicknessapproximation, physical properties, magnetic properties and corrosion resistance by dipped in aHCl solution 18.5 wt%. The corrosion test shows that the optimum coating sample obtained at the

    current density of 20 mA/cm2and the coating time of 30 minutes which had a mass deficit after the

    corrosion test of 0.94 g compared with the failed coated sample with a largest mass deficit of

    2.75 g.

    Keyword: bonded Nd-Fe-B, electroplating, Ni coating.

    mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]
  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    3/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    PENDAHULUAN

    Magnet permanen berbasis tanah jarang seperti Nd2Fe14B merupakan magnet permanen

    generasi baru dengan kualitas magnet yang paling tinggi yang telah digunakan pada berbagai

    macam aplikasi industri seperti otomotif, komunikasi, dan energi terbarukan. Dibandingkan dengan

    magnet permanen jenis lain seperti berbasis Ferrite yang menghasilkan remanensi magnet (Br)

    hanya sampai sekitar 4,5 kG, magnet permanen berbasis tanah jarang terutama berbasis Nd-Fe-B

    dapat menghasilkanBrsampai 14 kG dalam bentuk magnet sintered[1,2]. Dalam bentuk komposit

    polimer/bonded, magnet Nd-Fe-B bisa menghasilkan Br hingga 8 kG [2,3]. Selain itu magnet

    permanen Nd-Fe-B juga dikenal karena memiliki koersivitas magnet (Hc) dan energi produk

    (BHmax) yang sangat tinggi [3,4]. Disamping beberapa kelebihan tersebut, terdapat kelemahanmendasar yang dimiliki oleh magnet permanen berbasis Nd-Fe-B, yaitu memiliki Temperatur Curie

    (Tc) yang rendah yaitu berkisar pada suhu 310oC [5,7]. Selain itu magnet Nd-Fe-B sangat rentan

    terhadap terjadinya oksidasi yang dapat menyebabkan timbulnya korosi. Timbulnya korosi ini

    disebabkan adanya fase kaya-Nd pada batas butir, yang mengakibatkan terbatasnya aplikasi

    pemanfaatan magnet permanen Nd-Fe-B [8,9].

    Usaha untuk meningkatkan ketahan korosi pada magnet Nd-Fe-B telah dilakukan melalui

    berbagai cara, diantaranya adalah dengan penambahan aditif seperti SiO2, MgO, dan ZnO [12,14],

    ataudengan cara melapisi permukaan magnet dengan polimer resin epoxy [10,16] maupun logamseperti Al, Ni, Zn, Cr, Cu, dan Sn [6,7,11,13,16]. Proses pretreatmentpelapisan Ni pada magnet

    Nd-Fe-B biasanya dilakukan dengan menggunakan larutan aktivator seperti larutan PdCl2/EtOH,

    dibandingkan proses pelapisan Ni pada Carbon Steelyang menggunakan proses elektroplating Ni-

    strike sebagai adesif pelapisan Ni [15]. Pada penelitian ini dilakukan pelapisan Ni pada magnet

    bondedNd-Fe-B menggunakan pelapisan Ni-strikesebagai pelapis awal dan adesif untuk pelapisan

    dengan larutan Ni-watts, serta dipelajari karakteristiknya seperti densitas, aproksimasi ketebalan

    lapisan, sifat magnet dan ketahanan korosinya setelah direndam dalam larutan HCl 18,5 wt%

    selama 5 jam.

    METODOLOGI

    Penelitian ini diawali dengan membuat magnet bondedNd-Fe-B menggunakan epoxy resin

    3 wt% sebagai binder yang dicampur dalam kondisi inert. Campuran serbuk Nd-Fe-B kemudian

    dikompaksi menggunakan penekan hidrolik dengan beban 5,6 tonf. Setelah dikompaksi sampel

    kemudian dikeringkan dalam oven yang dialiri gas N2 pada suhu 80oC selama 2 jam. Sampel

    magnet tidak dimagnetisasi terlebih dahulu untuk memudahkan pada saat proses elektroplating

    dilakukan. Sebelum dilakukan proses elektroplating, sampel diberikan beberapa perlakuan.

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    4/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    Pertama, sampel dihaluskan permukaannya menggunakan Silicon Carbide #500 sampai #1000,

    kemudian dibilas dengan aquades. Setelah itu sampel dibersihkan dari pengotor dengan cara

    merendam didalam larutan USC aseton dengan agitasi ultrasonic selama 60 detik, dan dibilas lagi

    dengan aquades. Pelapisan Nikel dilakukan pada sampel magnet bondedNd-Fe-B dua jenis larutan.

    Pertama adalah larutan Ni-Strikeyang digunakan sebagai pelapis awal untuk meningkatkan adesif

    dari hasil elektroplating Nikel dengan komposisi seperti ditunjukkan Tabel 1. Pelapisan dengan

    larutan Ni-Strike masing-masing dilakukan selama 60 detik dengan rapat arus (J) sebesar 500

    mA/cm2.

    Tabel 1.Komposisi Larutan Ni-Strike

    Komposisi Larutan Jumlah

    NiCl2 250 g/L

    HCl (37%) 125 mL/L

    Air terdeionisasi 500 mL

    Suhu proses 28oC

    Waktu pelapisan 60 detik

    Proses selanjutnya dilanjutkan dengan proses elektroplating menggunakan larutan Ni-Watts

    dengan komposisi seperti ditunjukkan pada Tabel 2. Pelapisan menggunakan larutan Ni-watts

    dilakukan dengan variasi rapat arus sebesar 20 mA/cm2 dan 40 mA/cm

    2, dengan masing-masing

    variasi waktu pelapisan selama 30, 60, 90, dan 120 menit. Sebagai anoda digunakan Ni-sheet78%,

    sedangkan sebagai katoda adalah sampel magnet bondedNd-Fe-B.

    Tabel 2.Komposisi LarutanNi-Watts

    Komposisi Larutan Jumlah

    NiCl2 45 g/L

    NiSO4 330 g/L

    H3BO3 40 g/L

    Air Terdeionisasi 500 mL

    Suhu proses 60 oC

    pH 4

    Karakterisasi sampel hasil elektroplating Nikel dilakukan dengan mengukur aproksimasi

    ketebalan lapisan, densitas, karakterisasi sifat magnet, dan uji korosi. Pengukuran densitas sampel

    magnet dilakukan dengan metode Archimedes, yaitu mengukur perbandingan massa sampel

    dengan reduksi massanya saat ditimbang didalam air. Pengukuran aproksimasi ketebalan lapisan

    Nikel dilakukan dengan menggunakan persamaan (1),

    A

    mmt

    Ni

    01 (1)

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    5/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    dengan m1 adalah massa sampel setelah elektroplating, m0 adalah massa sampel sebelum

    elektroplating,A adalah luasan magnet yang dilapisi. Karakterisasi sifat magnet sampel dilakukan

    menggunakan BH-Curve Tracer (Permagraph C GmbH Dr. Streingroever) untuk mendapatkan

    remanensi magnet (Br), koersivitas magnet (Hc), dan energi produk (BHmax). Uji korosi dilakukan

    dengan cara merendam masing-masing sampel magnet yang telah dilapisi Nikel tersebut dalam 500

    mL larutan HCl 18,5% selama 5 jam. Tingkat korosi diukur dengan membandingkan massa

    sebelum uji dan massa setelah uji korosi.

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    Hasil elektroplating Ni pada magnet bonded Nd-Fe-B ditunjukkan pada Tabel 3.

    Berdasarkan Tabel 3, sampel magnet bonded Nd-Fe-B yang dilapisi Ni divariasikan rapat arus

    sebesar 20 mA/cm2dan 40 mA/cm

    2.,dan variasi waktu elektroplating selama 30, 60, 90, dan 120

    menit. Berdasarkan perhitungan aproksimasi ketebalan lapisan terlihat bahwa semakin lama waktu

    pelapisan menghasilkan peningkatan ketebalan lapisan Ni pada substrat. Hal ini dapat dimengerti

    karena waktu elektroplating yang semakin lama dapat meningkatkan reduksi ion Ni pada anoda dan

    ditransfer melalui larutan Ni-watts untuk menempel dan membentuk lapisan Ni pada substrat

    magnet bonded Nd-Fe-B. Adanya variasi rapat arus juga mempengaruhi tebal lapisan Ni yang

    terbentuk. Pada Tabel 3 secara keseluruhan terlihat bahwa rapat arus sebesar 40 mA/cm2

    menghasilkan tebal lapisan Ni yang lebih besar dibandingkan dengan rapat arus 20 mA/cm2. Pada

    proses pelapisan Ni-wattsternyata tidak semua sampel berhasil dilapisi, hal ini dapat terlihat pada

    Tabel 3 bahwa sampel yang gagal dilapisi diindikasikan dari berkurangnya massa sampel

    dibandingkan massa awal sebelum pelapisan. Dengan demikian sampel yang gagal tersebut

    kemudian dapat dijadikan pembanding bagi sampel lainnya yang berhasil dilapisi.

    Tabel 3.Hasil pengukuran tebal lapisan Ni yang terbentuk pada substrat Nd-Fe-B.

    NoRapat Arus

    (mA/cm2

    )

    Waktu

    (menit)

    Massa Awal

    (gr)

    Massa

    akhir (gr)

    Massa

    terdeposisi (gr)

    tebal lapisan

    (m)

    1 20 30 14,92 15,02 0,102 8,40

    2 20 60 18,17 18,18 0,015 1,22

    3 20 90 17,10 Sampel rusak

    4 20 120 15,03 15,19 0,159 13,49

    5 40 30 14,37 14,37 -0,002 Gagal

    6 40 60 16,49 16,68 0,190 15,53

    7 40 90 16,81 17,11 0,299 24,26

    8 40 120 17,78 17,74 -0,045 Gagal

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    6/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    Pengukuran densitas sampel bonded Nd-Fe-B setelah elektroplating ditunjukkan pada

    Tabel 4. Berdasarkan data tersebut tampak bahwa terjadi fluktuasi densitas yang terjadi pada

    sampel magnet setelah proses elektroplating. Dibandingkan dengan sampel yang gagal dilapisi

    terlihat bahwa tidak terdapat perbedaan mencolok pada perubahan densitas sampel. Secara teoretis,

    densitas logam Ni sebesar 8,909 g/cm3dibandingkan dengan magnet bondedNd-Fe-B komersil

    yang memiliki densitas sekitar 5,2 g/cm3 maka adanya pelapisan logam Ni akan sedikit

    meningkatkan densitas dari magnet bondedNd-Fe-B tersebut. Pendekatan tersebut sesuai dengan

    hasil eksperimen yang telah dilakukan. Pada Tabel 4 terlihatbahwa magnetbondedNd-Fe-B yang

    berhasil dilapisi Ni memiliki densitas yang lebih besar dibandingkan sampel yang gagal (tak

    terlapisi).

    Tabel 4. Densitas sampel setelah elektroplating Ni.

    No Sample

    Densitas

    (gr/cm3)

    1 4,91

    2 5,34

    3 4,56

    4 5,23

    5 5,20

    6 5,33

    7 5,228 5,08

    Magnet bonded Nd-Fe-B hasil proses elektroplating kemudian dianalisis sifat magnetnya

    seperti ditunjukkan pada Tabel 5. Dari perbandingan kualitas magnet yang dihasilkan seperti

    remanensi, koersivitas, dan energi produk/BHmax tampak bahwa tidak terjadi perbedaan yang

    signifikan antara sampel yang terlapisi Ni dengan yang tidak. Sedikit perbedaan terjadi pada

    remanensi (Br) antara proses elektroplating dengan rapat arus 20 mA/cm2dan 40 mA/cm

    2. Tampak

    bahwa rapat arus yang lebih besar menghasilkan rata-rata remanensi magnet yang lebih kecil. Hal

    ini dapat disebabkan oleh bertambahnya komposisi Ni pada magnet bondedNd-Fe-B setelah proses

    elektroplating. Logam Nikel merupakan bahan ferromagnetik namun tidak memiliki nett-domain

    magnet jika diberikan medan magnet eksternal seperti pada proses magnetisasi. Remanensi

    merupakan besar fluks magnet residu yang dimiliki suatu bahan magnetik, sehingga menunjukkan

    suatu bahan merupakan magnet permanen atau bukan. Bertambahnya ketebalan lapisan Nikel yang

    memiliki remanensi magnet rendah menyebabkan ikut menurunnya nilai remanensi magnet yang

    dihasilkan magnet bondedNd-Fe-B setelah proses elektroplating.

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    7/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    Tabel 5.Karakteristik magnet Nd-Fe-B setelah elektroplating Ni.

    No

    Sample

    Waktu pelapisan

    (menit)

    Rapat arus

    (mA/cm

    2

    )

    Remanensi

    (Br-KG)

    Koersivitas

    (HcJ - Koe)

    Energi max (BH

    max - MGOe)1 30 20 4,83 7,895 4,8

    2 60 20 5,16 7,666 5,21

    3 90 20 5,29 7,896 5,46

    4 120 20 5,28 7,824 5,64

    5 30 40 5,02 7,95 4,54

    6 60 40 5,02 7,696 5,11

    7 90 40 5,08 7,824 5,08

    8 120 40 4,84 7,574 4,3

    Tabel 6.Perubahan massa Nd-Fe-B pada uji korosi direndam dalam HCl 18,5% selama 5 jam.

    No Sampel

    Waktu Pelapisan

    (menit)

    Rapat Arus

    (mA/cm2)

    Perubahan Massa

    setelah uji (gr)

    1 30 20 -0,94

    2 60 20 -3,21

    3 90 20 -2,75

    4 120 20 -1,64

    5 30 40 -2,25

    6 60 40 -1,52

    7 90 40 -1,79

    8 120 40 -1,85

    Pengujian ketahanan korosi sampel magnet bonded Nd-Fe-B yang telah dilakukan

    elektroplating logam Ni dilakukan dengan merendam di dalam larutan HCl 18,5% selama 5 jam.

    Hasil pengukuran reduksi massa sampel untuk masing-masing variasi elektroplating ditunjukkan

    pada Tabel 6. Berdasarkan data hasil eksperimen tersebut tampak bahwa pengaruh waktu proses

    elektroplating tidak terlalu berpengaruh terhadap berkurangnya reduksi massa setelah perendaman

    untuk uji korosi. Variasi rapat arus saat proses elektroplating juga tidak memiliki tren korelasi yang

    jelas, sehingga ketahanan korosi optimum terlihat pada sampel yang memiliki reduksi massa paling

    kecil yaitu tampak pada sampel 1. Dibandingkan dengan sampel hasil elektroplating yang gagal

    dilapisi terlihat memiliki ketahanan korosi yang kurang baik. Hal ini dapat ditunjukkan pada kedua

    variasi perlakukan rapat arus elektroplating. Pada kedua jenis variasi tersebut tampak secara umum

    sampel magnet bonded Nd-Fe-B yang berhasil dilapisi Ni memiliki ketahanan korosi yang lebih

    baik dibandingkan sampel yang gagal. Pengecualian terjadi pada sampel 2, dengan waktu

    elektroplating 60 menit dan rapat arus 20 mA/cm2. Magnet pada sampel 2 memiliki reduksi massa

    yang paling besar dibandingkan semua sampel. Hal ini dapat disebabkan homogenitas pelapisan

    yang rendah sehingga meninggalkan luas permukaan magnet yang tidak terlapisi cukup besar.

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    8/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    Permukaan magnet yang tidak terlapisi dapat dengan mudah berinteraksi dengan oksigen dan

    terjadi oksidasi. Korosi yang terjadi kemudian dapat terlepas dari permukaan sampel yang

    menimbulkan reduksi massa yang cukup besar.

    KESIMPULAN

    Telah dilakukan proses elektroplating Ni pada substrat magnet bonded Nd-Fe-B untuk

    meningkatkan ketahanan korosi dan dianalisis juga karakteristik fisis dan magnet dari masing-

    masing variasi sampel. Proses elektroplating dilakukan dengan menggunakan elektroplating Ni-

    strikesebagai adesif pelapisan Ni-watts. Berdasarkan hasil eksperimen ditunjukkan bahwa variasi

    waktu menghasilkan ketebalan aproksimasi lapisan Ni yang berkorelasi positif terhadap waktu

    elektroplating. Namun waktu pelapisan kurang berpengaruh pada densitas, sifat magnet, dan ujikorosi yang telah dilakukan. Variasi rapat arus menunjukkan terjadi korelasi positif pada

    aproksimasi tebal lapisan dan berkorelasi negatif pada remanensi sampel setelah elektroplating.

    Berdasarkan sampel hasil elektroplating, sampel dengan ketahanan korosi terbaik dihasilkan pada

    sampel 1, dengan ketahanan korosi tertinggi walaupun memiliki ketebalan lapisan Ni, densitas, dan

    sifat magnet yang tidak terlalu besar.

    UCAPAN TERIMA KASIH

    Ucapan terima kasih penulis ucapkan pada Dr. Kemas A. Zaini Thosin atas penggunaan

    fasilitas laboratorium korosi selama eksperimen. Penelitian ini merupakan bagian dari kegiatan

    awal program Tematik Pusat Penelitian Fisika LIPI tahun 2012.

    DAFTAR PUSTAKA

    1. C. Benabderrahmane, P.Berteaud,M.Valle au, C.Kitegi,K.Tavakoli,N.Be chu,

    A.Mary,J.M.Filhol, M.E. Couprie. Nd2Fe14B and Pr2Fe14B magnets characterisation and

    modelling for cryogenic permanent magnet undulator applications, Nuclear Instruments

    and Methods in Physics Research A669 (2012): 16.

    2.

    David Brown, Bao-Min Ma, Zhongmin Chen. Developments in the processing and

    properties of NdFeb-type permanent magnets, Journal of Magnetism and Magnetic

    Materials248 (2002): 432440.

    3. P. Campbell, D.N. Brown, Z.M. Chen, P.C. Gusci, D.J. Miller and B.M. Ma. R2Fe14B-Type

    Isotropic Powders for Bonded Magnets, Proceeding 18thInternational Workshop on High

    Performance Magnets and Their Application, Annency (France) 2004: 1-9.

    4. A. S. Kim and F. E. Camp. High performance NdFeB magnets,J. Appl. Phys. 79 (8), 15

    April 1996: 50355039.

  • 7/24/2019 Pelapisan Ni Pada Magnet Bonded Nd-fe-b Dengan Metode Elektroplating

    9/9

    Seminar Nasional Fisika 2012 ISSN 2088-4176Pusat Penelitian Fisika-LIPI

    Serpong, 45 Juli 2012_______________________________________________________________________________________

    ____________________________________________________________________________________Pelapisan Ni pada MagnetBondedNd-Fe-B dengan Metode Elektroplating

    (Candra Kurniawan, dkk.)

    5. Yang Luo, Nin Zhang. Temperature and Domain Structure and Magnetization in NdFeB

    Magnets.J. Appl. Phys. 81 (8), 15 April 1987: 3445-3447.

    6.

    I. Skulj, H. E. Evans, I. R. Harris. Oxidation of NdFeB-type magnets modified with

    additions of Co, Dy, Zr and V,J Mater Sci(2008) 43:13241333.

    7. S. Pandian and V. Chandrasekaran, G. Markandeyulu, K. J. L. Iyer, and K. V. S. Rama

    Rao. Effect of Al, Cu, Ga, and Nb additions on the magnetic properties and microstructural

    features of sintered NdFeB,J. of Appl. Phys., Vol. 92 (10), 2002: 6082-6086.

    8. M. Drak, L.A. Dobrzaski. Corrosion of Nd-Fe-B permanent magnets, Journal of

    Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, Volume 20 Issues 1-2 (2007):

    239-242.

    9. A. Saliba-Silvaa, R.N. Fariaa, M.A. Bakerb, I. Costa. Improving the corrosion resistance of

    NdFeB magnets: an electrochemical and surface analytical study, Surface & Coatings

    Technology185 (2004) 321328.

    10.Peter C. Guschl and Peter Campbell. Rare-Earth FeB Powder Coating for Improvements

    in Corrosion Resistance, Flux Aging Loss, and Mechanical Strength of Bonded Magnets,

    IEEE Transaction on Magnetics, Vol. 41, No. 10, 2005: 3859-3861.

    11.Shoudong Mao, Hengxiu Yang, Feng Huang, Tingting Xie, Zhenlun Song. Corrosion

    behaviour of sintered NdFeB coated with Al/Al2O3multilayers by magnetron sputtering,

    Applied Surface Science257 (2011) 39803984.

    12.MO Wenjian, ZHANG Lanting, LIU Qiongzhen, SHAN Aidang, WU Jiansheng, Komuro

    Matahiro, SHEN Liping. Microstructure and corrosion resistance of sintered NdFeB

    magnet modified by intergranular additions of MgO and ZnO,Journal of Rare Earths, Vol.

    26, No. 2, Apr. 2008, p. 268-273.

    13.A. Walton, J.D. Speight, A.J. Williams, I.R. Harris. A zinc coating method for NdFeB

    magnets,Journal of Alloys and Compounds306 (2000) 253261.

    14.

    X.G. Cui, M.Yan, T.Y.Ma, W.Luo, S.J.Tu. Effect of SiO2 nanopowders on magneticproperties and corrosion resistance of sintered NdFeB magnets, Journal of Magnetism

    and Magnetic Materials321 (2009) 392395.

    15.Sudiro Toto, Kusnandar, Hubby Izzudin, Kemas A. Zaini Thosin. Analisis Struktur Mikro

    Lapisan Bond Coat NiAl Thermal Barrier Coating (TBC) pada Paduan Logam Berbasis

    Co,Jurnal Ilmiah Teknik Mesin CAKRAM, Vol. 2(1), 2008: 15-19.

    16.Purwanto Setyo, M. Ihsan, Mujamillah, Eko Yudho P., dan Wihatmoko P. Optimalisasi

    Sifat-Sifat Mekanik dan Tahan Korosi Bahan Rigid Bonded Magnet (RBM) dengan

    Pelapisan Logam Ni,J. Mikroskopi dan Mikroanalisis, Vol. 5 (2), 2002: 39-42.