Magnet dan besi berani

Magnet atau disebut besi berani memiliki daya tolak menolak dan tarik menarik yang kadang-kadang membuatkan kita kagum. Merenung keajaiban dan misteri di sebalik besi yang pelik itu. Walaupun kewujudan magnet telah berabad tahun disedari, namun keistimewaannya menjadikannya cukup unik dan misteri bagi mereka-mereka yang selalu berfikir.

Tanpa disedari, kita menggunakan bahan-bahan yang memiliki sifat magnetik, memiliki daya tarik menarik dan daya tolak menolak jika didekatkan di antara kutub-kutub mereka. Yang menarik adalah bagaimana hal itu boleh terjadi. Kadang-kadang pertanyaan ini muncul di benak pemikiran kita. Cuba bayangkan jika anak kita, atau saudara kita bertanya tentang itu?? Tentunya dengan mudah kita menjawab ‘”Memang begitulah … itu sudah sifatnya !!, mengapa tanya soalan-soalan begitu, kalau dijelaskan susah nak faham!! “. Itu mungkin sebagian jawapan kita sebagai orang yang dianggap lebih mengetahui. Tapi ada hal yang lebih menarik dari pertanyaan itu, iaitu daya pemikiran kritis seseorang kadang-kadang muncul akibat dari sesuatu yang terjadi. Kejadian yang susah difahami yang kita fikirkan kadang-kadang menjadikan kita sehebat Newton. Lihat sejarah newton, yang dalam dakwaan beliau idea itu datang dari gugurnya sebuah epal, atau Archimides yang diilhami dari ketakutannya pada raja untuk menentukan ketulenan mahkota diraja.

Sadar atau tidak sadar kita berada dalam dunia yang penuh dengan fenomena yang belum tersingkap, dan tuhan memberikan kebebasan pada kita untuk menyingkap misteri itu. Penelitian tentang bahan yang menarik ini telah dimulakan sejak awal abad ke-20. Usaha dan kerja keras para ilmuwan akhirnya berhasil pada tahun 1982 ilmuwan dari Jepun menemukan material baru bahan magnet yang memiliki daya tarik yang cukup kuat, iaitu bahan berunsurkan logam tanah jarang. Yang menjadi pertanyaan untuk kita adalah mengapa bahan ini memiliki daya tarik satu sama lain?


Daya tarik menarik ini diakibatkan oleh medan magnet, menghasilkan medan magnet. Ada berbagai cara diantara dihasilkan ketika muatan listrik yang bergerak. Hal ini terjadi ketika arus mengalir pada sebuah konduktor, pertama kali diamati oleh Oersted pada tahun 1819. Medan magnet juga dapat dihasilkan dari magnet tetap. Pada ketika ini tidak ada arus yang mengalir, akan tetapi gerak orbital dan spin elektron ( dinamakan “Amperican currents”) bahan magnet tetap yang telah melalui proses magnetisasi terlebih dahulu dengan menggunakan medan magnet luar.

Pertama yang harus diketahui adalah mengapa campuran ini memiliki sifat magnet. Misalnya kita sebut bahan magnet yang terkenal berunsur NdFeB, variasi kandungan dari setiap unsur mempengaruhi sifat bahan tersebut, baik dari kekuatan materialnya maupun daya tarik dari bahan magnet tersebut. Daya tarik ini dipengaruhi oleh ukuran-ukuran butiran pada bahan yang terbentuk. Ukuran-ukuran butiran yang terbentuk ini tergantung pada proses pertumbuhan kristal yang terjadi ketika pembuatan material. Penelitian akhir-akhir ini diperoleh bahwa semakin kecil butiran yang terbentuk pada material (nano composite) maka semakin besar kekuatan magnet untuk menarik atau menolak (medan magnet remanen), hal ini terjadi diprediksikan kerana adanya interaksi lain antara butiran..

Setelah bahan magnet terbentuk dengan ukuran butiran dan struktur kristal tertentu kemudian dilakukan proses magnetisasi, yaitu memberikan medan magnet luar agar memiliki medan magnet sendiri. Hal ini harus kita ketahui bahwa pada saat bahan magnet terbentuk menjadi kristal itu belum memiliki daya tarik terhadap logam. Setelah diberi medan magnet luar bahan baru akan memilki medan magnet , cara pemberian medan magnet ini dilakukan secara perlahan-lahan sehingga nilai tertentu (saturasi), kemudian diturunkan perlahan sampai suatu nilai saturasi dengan arah medan magnet yang berlawanan, setelah itu diturunkan pada akhirnya, bahan akan memiliki daya tarik pada logam.

Aplikasi bahan magnet ini sangat besar peranannya dalam dunia industri, hampir semua barang-barang elektronik menggunakan bahan magnet. Negara Indonesia yang memiliki kekayaan alam yang cukup besar masih mengimpor bahan-bahan magnet tetap kepada negara asing.

Bidang industri, misalnya pada sebuah kenderaan lebih dari sepuluh komponennya menggunakan bahan magnet, kita ambil contoh bahan-bahan magnet yang digunakan pada kendaraan misalnya starter motor, alternator, engineeexhaust brake actuator dan engine shut down alternator, windows wippers, winsscreen wipers, windscreen washers, Air blower fan , Electric Horn dan lain sebagainya. Selain itu bahan magnet juga banyak digunakan untuk spindle motor (CD-ROM), steper motor ( VCR, Printer) dan jenis brush motor ( automotive, small appliance). Contoh di atas adalah hanya sebagian kecil dari penggunaan bahan-bahan magnet.

Berbagai bahan magnet telah banyak di hasilkan terutama bahan magnet SmCo,NdFeB, bahan Yttrium Iron Garnet (YIG, Y3-2xCa2xFe5-x-yInyVxO12), bahan (Sm,R)Mn2Ge2 dan bahan-bahan lainya. Selain itu ada jenis bahan yang menunjukan gejala megnetostriksi, ditandai dengan terjadinya perubahan dimensi akibat adanya pengaruh medan magnet luar, bahan-bahan ini disebut bahan magnetostriktif, salah satu bahan yang terkenal untuk kumpulan ini adalah Terfenol-D. Bahan-bahan ini adalah bahan-bahan magnet tetap dan memiliki sifat megnet pada suhu ruang. Selain bahan-bahan yang memiliki sifat magnet pada suhu ruang ada juga bahan-bahan yang diteliti pada suhu rendah kurang dari 10 Kelvin. Salah satunya adalah bahan yang diteliti oleh keluarga ABX3. misalnya yang diteliti di Lab ESR jurusan Fizik FMIPA UI yaitu NH4CuCl3, bahan ini memiliki fenomena-fenomena yang menarik, tidak mampu dijelaskan secara makroskopik, tapi lebih tepat dijelaskan dengan pendekatan interaksi mikroskopik ( Quantum spin system). Penelitian pada bidang ini terus berkembang ditandai dengan penemuan bahan-bahan alternatif pengganti bahan magnet sebelumnya dengan segala keunggulan dan kekurangannya.

Walau apapun bahan yang membina sesebuah magnet, ia adalah ilham dari kewujudan medan magnet bumi. Manusia cuma meniru apa yang telah mereka kaji. Sesungguhnya Allah SWT itu Maha Mencipta segala apa yang Dia telah ciptakan...

Sumber : http://teguhinside.blogspot.com