Magnet neodimium-besi-boron (NdFeB) adalah magnet permanen terkuat yang diproduksi secara massal. Kekuatannya bertumpu pada neodimium dan praseodimium. Tetapi magnet ini punya kelemahan: kekuatannya turun ketika panas. Untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu tinggi, seperti motor penggerak kendaraan listrik, dibutuhkan dua elemen lain dalam jumlah kecil, yaitu disprosium (Dy) dan terbium (Tb). Jumlahnya sedikit, tetapi perannya sangat menentukan, dan pasokannya termasuk yang paling rawan di seluruh rantai logam tanah jarang.
Masalah Magnet NdFeB pada Suhu Tinggi
Setiap magnet permanen memiliki koersivitas, yaitu ketahanan terhadap kehilangan kemagnetan akibat medan magnet berlawanan atau panas. Koersivitas magnet NdFeB menurun cukup tajam ketika suhunya naik. Di dalam motor traksi EV yang bekerja pada beban tinggi, suhu magnet bisa naik jauh di atas suhu ruang. Jika koersivitasnya tidak cukup, magnet bisa kehilangan sebagian kemagnetannya secara permanen, dan performa motor turun.
Bagaimana Disprosium dan Terbium Bekerja
Ketika sebagian atom neodimium dalam kristal magnet diganti dengan disprosium atau terbium, medan anisotropi magnetiknya meningkat. Dengan kata lain, arah magnetisasi di dalam butir kristal menjadi jauh lebih sulit dibalik. Hasilnya, magnet tetap stabil pada suhu operasi yang lebih tinggi.
Terbium lebih efektif, tetapi lebih langka. Per satuan berat, terbium memberikan peningkatan koersivitas lebih besar dibanding disprosium. Namun terbium jauh lebih jarang dan termasuk logam tanah jarang termahal.
Ada harga yang harus dibayar. Penambahan Dy dan Tb sedikit menurunkan remanensi, yaitu kekuatan medan magnet yang dihasilkan. Karena itu jumlahnya selalu dioptimalkan seminimal mungkin sesuai kebutuhan suhu kerja.
Aplikasi Lain di Luar Magnet
Terbium dipakai sebagai fosfor hijau pada lampu dan layar, serta dalam paduan magnetostriktif Terfenol-D yang berubah dimensi saat diberi medan magnet. Paduan ini dimanfaatkan pada sonar dan aktuator presisi.
Disprosium dipakai pada batang kendali reaktor nuklir karena kemampuannya menyerap neutron, serta dalam beberapa aplikasi laser dan pencahayaan khusus. Gambaran lebih luas tentang aplikasi seperti ini dibahas dalam aplikasi logam tanah jarang di luar kendaraan listrik.
Pasokan yang Sangat Terkonsentrasi
Disprosium dan terbium termasuk kelompok HREE (logam tanah jarang berat). Sumber utamanya adalah lempung adsorpsi ion (ion-adsorption clay) di China bagian selatan dan Myanmar, yang secara alami relatif kaya unsur berat dan bisa diekstraksi dengan pelindian sederhana. Sebagian besar deposit di negara lain didominasi unsur ringan seperti cerium dan lantanum, dengan kandungan Dy dan Tb yang kecil.
Konsentrasi ini membuat pasokan Dy dan Tb sangat rentan terhadap kebijakan dan gangguan di segelintir lokasi. Pada 2025, China memberlakukan kontrol ekspor terhadap sejumlah logam tanah jarang menengah dan berat, termasuk disprosium dan terbium, yang memperlihatkan betapa mudahnya elemen ini menjadi alat tawar dalam geopolitik rantai pasok. Selain itu, penambangan lempung adsorpsi ion dengan metode yang tidak terkendali menimbulkan dampak lingkungan yang serius, terutama pencemaran tanah dan air oleh bahan kimia pelindi.
Pemisahan Dy dan Tb dari elemen lain juga menantang karena sifat kimia sesama logam tanah jarang sangat mirip, sebagaimana dibahas dalam proses ekstraksi dan pemurnian logam tanah jarang.
Upaya Mengurangi Ketergantungan
Grain boundary diffusion (GBD). Daripada mencampur Dy atau Tb ke seluruh volume magnet, teknik ini hanya mendifusikannya ke batas butir, tempat pembalikan magnetisasi biasanya dimulai. Dengan cara ini, kebutuhan Dy dan Tb dapat dikurangi secara signifikan tanpa banyak mengorbankan koersivitas. Teknik ini kini banyak dipakai produsen magnet.
Penghalusan butir. Magnet dengan ukuran butir lebih halus secara alami memiliki koersivitas lebih tinggi, sehingga kebutuhan elemen berat bisa ditekan.
Desain motor yang lebih dingin. Sistem pendingin yang lebih baik menurunkan suhu kerja magnet, sehingga magnet dengan kadar Dy lebih rendah bisa dipakai.
Daur ulang. Memulihkan Dy dan Tb dari magnet bekas, seperti dibahas dalam daur ulang logam tanah jarang dari elektronik bekas, menjadi sumber pasokan sekunder yang semakin penting.
Teknologi alternatif. Sebagian produsen kendaraan mengembangkan motor tanpa magnet tanah jarang. Pembahasannya ada di artikel magnet alternatif non-rare earth.
Kecil Jumlahnya, Besar Pengaruhnya
Disprosium dan terbium hanya mengisi porsi kecil dalam komposisi magnet, tetapi tanpa keduanya banyak motor berperforma tinggi tidak dapat bekerja andal. Karena itu, siapa pun yang menganalisis risiko rantai pasok magnet neodimium perlu memperhatikan Dy dan Tb secara khusus, bukan hanya neodimium. Bagi Indonesia yang sedang menjajaki hilirisasi logam tanah jarang, keberadaan unsur berat dalam deposit domestik, misalnya pada mineral ikutan timah, menjadi faktor yang menentukan nilai strategis proyek tersebut.
