Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"[ABSTRAKSkripsi ini membahas mengenai pengaruh penambahan unsur Molibdenum-Niobium yang seimbang (berdasarkan persentase masa) pada paduan Zirkonium, untuk diaplikasikan di biomaterial, terutama material tulang buatan. Proses dilakukan dengan metalurgi serbuk, dimana pengujian terdiri dari uji densitas, XRD, uji kekerasan, uji SBF, dan struktur mikro (OM dan SEM). Penambahan Molibdenum dan Niobium pada paduan Zirkonium, berfungsi untuk meningkatkan sifat mekanis, dimana kedua unsur tersebut tidak mengganggu sistem pada tubuh. Hasil optimal ditunjukkan oleh sampel Zr-5Mo-5Nb, dimana Zr-5Mo-5Nb memiliki densitas dan porositas yang optimal, serta kekerasan yang diperoleh menyerupai tulang buatan Ti-6Al-4V, yaitu 38.1 HRC. Ketiga sampel memiliki struktur mikro yang serupa berbeda dan memiliki bioaktivitas yang baik dengan terbentuknya lapisan hidroksiapatit pada permukaan sampel.

---

ABSTRACTThe focus of this study is to investigate the effect of adding Molybdenum-Niobium element equally (based on weight percentage) in Zirconium alloys, for biomaterial application, especially for artifiicial bone. The process is base on powder metallurgy, which testing consist of density test, XRD, hardness test, SBF test, and microstructure test (OM and SEM). The purpose to adding Molybdenum and Niobium to Zirconium alloys, is to increase mechanical properties, without being harmful to human body. Zr-5Mo-5Nb sample is the optimum composition base on density and porosity, and also the hardness is similar to Ti-6Al-4V, which is 38.1 HRC. All of samples have similar microstructure and good bioactivity properties by forming hydroxyapatite layer on the surface of samples.;The focus of this study is to investigate the effect of adding Molybdenum-Niobium element equally (based on weight percentage) in Zirconium alloys, for biomaterial application, especially for artifiicial bone. The process is base on powder metallurgy, which testing consist of density test, XRD, hardness test, SBF test, and microstructure test (OM and SEM). The purpose to adding Molybdenum and Niobium to Zirconium alloys, is to increase mechanical properties, without being harmful to human body. Zr-5Mo-5Nb sample is the optimum composition base on density and porosity, and also the hardness is similar to Ti-6Al-4V, which is 38.1 HRC. All of samples have similar microstructure and good bioactivity properties by forming hydroxyapatite layer on the surface of samples., The focus of this study is to investigate the effect of adding Molybdenum-Niobium element equally (based on weight percentage) in Zirconium alloys, for biomaterial application, especially for artifiicial bone. The process is base on powder metallurgy, which testing consist of density test, XRD, hardness test, SBF test, and microstructure test (OM and SEM). The purpose to adding Molybdenum and Niobium to Zirconium alloys, is to increase mechanical properties, without being harmful to human body. Zr-5Mo-5Nb sample is the optimum composition base on density and porosity, and also the hardness is similar to Ti-6Al-4V, which is 38.1 HRC. All of samples have similar microstructure and good bioactivity properties by forming hydroxyapatite layer on the surface of samples.]"

"Zirkonium-Niobium paduan (Zr-Nb paduan) memiliki potensi untuk menggantikan implant Titanium kontemporer dengan mempertimbangkan sitotoksisitas nya, suseptibilitas magnetik dan ketahanan korosi. Metalurgi serbuk sebagai salah satu metode pembentukan dapat digunakan dalam produksi implant dengan desain rumit dan struktur mikro yang fleksibel, baik dalam komposisi dan porositas. Pemadatan dan sintering dilakukan untuk menghasilkan produk yang padat dengan porositas. Pengamatan morfologi porositas akan diamati dengan mikroskop optik dan jumlah porositas dalam paduan akan diamati dengan pengujian porositas. Sedangkan struktur kristal diamati dengan dan X-Ray Diffraction (XRD). Konstituen fasa mikro sangat tergantung pada komposisi Niobium. Pengujian kekerasan menunjukkan peningkatan seiring dengan penambahan jumlah Niobium. Sementara itu penambahan Niobium akan menurunkan jumlah porositas dan mengubah morfologi porositas menjadi berbentuk jaring. Penambahan Niobium dalam jumlah besar membutuhkan temperature sintering yang jauh lebih tinggi dibandingkan paduan dengan jumlah Niobium lebih kecil.

---

Zirconium-Niobium alloy (Zr-Nb alloy) has potency to replace the contemporary Titanium bioimplant by considering its cytotoxicity, magnetic susceptibility and corrosion resistance. Powder metallurgy as one of the forming methods could be used in production of bioimplant with intricate design and flexible microstructure, both in composition and porosity. Compaction and sintering is carried out to produce solid product with remained porosity. Resulting porosity of Zr-Nb alloy produced by powder metallurgy method will be characterized by density measurements and optical microscopy. Crystalline structure is observed by X-Ray Diffraction (X-RD). The microphase constituent is highly dependent on Niobium composition. The density of alloy will decrease as the addition of Niobium. In contrary, the hardness of alloy will increase as the addition of Niobium."

"Pengembangan paduan zirkonium sebagai biomaterial diproduksi melalui metode metalurgi serbuk diteliti dengan penambahan unsur paduan molibdenum 1%, 3%, 6% dan 9% dan hubungannya terhadap densitas dan porositas, struktur mikro, kekerasan Rockwell C dan sifat bioaktivitas dengan simulated body fluid (SBF). Hasil dari pengujian densitas dan porositas didapatkan bahwa seiring dengan penambahan molibdenum akan menghasilkan porositas yang semakin banyak. Hal ini terjadi karena seiring dengan penambahan molibdenum akan menurunkan koefisien difusivitas pada paduan zirkonium. Struktur mikro yang terbentuk didominasi fasa α-Zr dan Mo2Zr. Namun seiring dengan penambahan molibdenum, akan terbentuk fasa γ-Mo yang merupakan serbuk molibdenum yang tidak terdifusi ke dalam β-Zr dalam proses sinter. Kekerasan yang dicapai pada penambahan molibdenum bervariasi antara 42 HRC hingga 45 HRC, dimana terendah dicapai 3% Mo dengan 42,14 HRC dan tertinggi 6% Mo dengan 45,08 HRC. Hal ini dipengaruhi oleh jumlah porositas dan fasa Mo2Zr yang terbentuk di dalam paduan. Sifat bioaktivitas logam zirkonium semakin menurun seiring dengan penambahan molibdenum yang disebabkan oleh terbentuknya fasa γ-Mo pada struktur mikro.

---

Development of zirconium alloy as biomaterial produced with powder metallurgy method is observed from the effect of 1%, 3%, 6% and 9% molybdenum addition on density and porosity, microstructure, Rockwell C hardness and bioactivity properties with simulated body fluid (SBF). The result of density and porosity testing shows the increasing molybdenum content can produce more porosity on alloys. That caused by the addition of molybdenum would decrease coefficient of diffusivity in zirconium alloys. Microstructure formed predominantly α-Zr phase and Mo2Zr. But along with the addition of molybdenum, will form γ-Mo phase which is the molybdenum powders did not diffuse into β-Zr on sintering process. Hardness on addition of molybdenum varies between 42 HRC to 45 HRC, which in the lowest achieved by 3% Mo with 42,12 HRC and the highest achieved by 6% Mo with 45,08 HRC. That in influenced by the amount of porosity and Mo2Zr phase in the alloys. Bioactivity properties in zirconium alloy will decrease along with the addition of molybdenum, which caused the formation of γ-Mo phase on the microstructure."

"Paduan zirkonium dikembangkan untuk aplikasi biomaterial karena sifat biokompatibilitasnya yang baik dengan magnetic susceptibility lebih rendah dibandingkan biomaterial logam lain. Pengembangan pembuatan paduan Zr-12Mo dengan metode metalurgi serbuk dapat dijadikan solusi alternatif terhadap proses cor yang memerlukan peleburan zirkonium dan molibdenum yang memiliki titik lebur tinggi. Proses sinter merupakan tahapan penting yang menentukan sifat akhir produk metalurgi serbuk. Penelitian ini bertujuan untuk meneliti pengaruh temperatur dan waktu sinter terhadap densitas, porositas, struktur mikro serta sifat mekanis paduan Zr-12Mo yang diproduksi dengan berbagai parameter sinter. Penelitian menggunakan temperatur sinter 1000°C, 1100°C dan 1200°C dengan variasi waktu tahan 2 dan 4 jam di masing-masing temperatur. Sampel dilakukan pengujian densitas, XRD dan kekerasan, pengamatan dengan OM dan SEM, serta pengujian terhadap sifat bioaktif dengan menguji terbentuknya lapisan hidroksiapatit setelah perendaman dalam SBF selama seminggu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur sinter lebih dominan dalam mempengaruhi hasil proses sinter dibandingkan waktu tahan karena peningkatan temperatur sangat meningkatkan difusi. Porositas minimum, densitas dan kekerasan maksimum serta difusivitas Mo dalam Zr optimal dicapai pada temperatur sinter 1200°C dengan waktu tahan 4 jam.

---

Zirconium alloys have been developed for biomaterial applications because it has good biocompatibility with magnetic susceptibility that is lower than other metallic biomaterials. Developing of Zr-12Mo alloys by powder metallurgy method can be used as alternative solution for casting process that need melting of zirconium and molybdenum which have high melting point. Sintering process is the important stage which determining final properties of powder metallurgy’s products. This research is aimed to study the effects of sintering time and temperature on density, porosity, microstructure, and mechanical properties of Zr-12Mo alloys produced by various sintering parameters. This research uses sintering temperatures of 1000°C, 1100°C and 1200°C with holding times for 2 and 4 hours for each temperature. Samples are examined by density, XRD and hardness testing, observation with OM and SEM, and also bioactive testing by proving the forming of hidroxyapatite layers after soaking in SBF for a week. The results show that sintering temperature more dominant in affecting sintering products than holding time because the increase of sintering temperature increase the diffusion greatly. Minimum porosity, maximum density and hardness with optimal diffusivity is achieved by using sintering temperature of 1200°C with holding time for 4 hours."

"Penambahan unsur niobium 2%,4%,6%wt paduan zirconium pada penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan fasa β-Zr yang mempunyai sifat mekanik yang baik dan densitas tinggi . Sampel penelitian ini dibuat dengan proses metalurgi serbuk mulai dari persiapan serbuk, kompaksi dan sintering . Setelah sintering, nilai porositas dan densitas sampel di ukur dengan Prinsip Archimedes kemudian sampel dipotong, diamplas dan sebagian dipoles. Setelah itu, semua sampel diuji nilai kekerasan menggunakan Rockwell C, senyawa pada paduan mikrostruktur menggunakan XRD, struktur mikro menggunakan OM dan SEM dan pengujian bioaktifitas menggunakan FTIR. Penambahan unsur niobium membuat nilai porositas meningkat dan menurukan nilai densitasnya. Selain itu, penambahan unsur niobium ini membuat kekerasan menjadi turun. Penambahan unsur niobium membuat fasa molibdenum semakin besar yang membuat lapisan hidroksiapatit sulit terbentuk pada permukaan sampel. Sampel dengan komposisi Zr-8Mo-2Nb merupakan komposisi optimal karena mempunyai sifat mekanis dan sifat bioaktifitas yang baik sehingga dapat digunakan sebagai aplikasi biomaterial. Sampel Zr-8Mo-2Nb mempunyai kekerasan 46,7 HRC, densitas 6,55% , porositas 2,86 % dan terdapat lapisan hidroksiapatit setelah direndam 1 bulan pada larutan SBF.

---

Adding the niobium element 2%, 4%, 6% wt of zirconium alloys in this study aimed to obtain β-Zr phase with good mechanical properties and high density. Samples of this study were prepared by powder metallurgy from powder preparation, compaction and sintering. After sintering, the porosity and density of samples were measured by Archimedes principle then cut samples, scoured by sandpaper and polished. After that, all samples are tested hardness values using the Rockwell C, the resultant microstructure compounds using XRD, microstructure using OM and SEM and bioactivity properties using FTIR. Adding the element of niobium make the porosity increases and lowering the density. Moreover, the addition of the element niobium makes hardness lowered. Adding the element of niobium make larger phase molybdenum which makes difficult to form hydroxyapatite layer on the surface of the sample. Samples with composition Zr-8Mo-2Nb is optimal composition because it has good mechanical properties and good bioactivity properties that can be used as biomaterials applications. Sample Zr-8Mo-2Nb has 46.7 HRC hardness, 6.55% density, 2.86% porosity, and hydroxyapatite layer after 1 month immersed in SBF solution."

"Biomaterial berporos telah diusulkan untuk aplikasi implan yang bertujuan untuk meningkatkan osseointegrasi dan mencapai sifat mekanik mendekati tulang manusia. Paduan zirkonium sedang dikembangkan untuk aplikasi biomaterial karena sifat biokompatibilitasnya yang baik dan magnetic susceptibility yang rendah. Logam berporos dari paduan berbasis Zr dikembangkan sebagai material implan ortopedi alternatif melalui penambahan magnesium karbonat sebagai agen pembentuk busa untuk membentuk struktur berpori melalui metode metalurgi serbuk. Pada penelitian ini, magnesium karbonat masing-masing ditambahkan sebanyak 3%, 4% dan 5% dari jumlah total persen berat paduan Zr-6Mo dengan metode metalurgi serbuk. Proses sinter dilakukan dalam atmosfir inert gas argon pada temperatur 600oC selama 1 jam dilanjutkan pada 1100oC selama 2 jam. Karakterisasi dilakukan pada sampel hasil sinter menggunakan pengujian densitas dan porositas, struktur mikro, XRD dan kekerasan. Hasil penelitian pada tiga buah sampel paduan Zr-6Mo (Zr-6Mo-3%MgCO3, Zr-6Mo-4%MgCO3, dan Zr-6Mo-3%MgCO3) menunjukkan nilai densitas dan kekerasan yang semakin menurun seiring dengan porositas yang meningkat karena adanya penambahan kandungan foaming agent MgCO3.

---

Porous biomaterials have been proposed for implant applications to improve the osseointegration and to achieve the mechanical properties closer to natural bone. Zirconium alloys are being developed due to their low magnetic susceptibility and good biocompatibility properties. Porous Zr-based alloys are being developed as an alternative orthopedic implant material by adding magnesium carbonate as foaming agent to create porous structure using powder metallurgy method. In this study, magnesium carbonate was added 3%, 4% and 5% from the total weight percent of Zr-6Mo powder. Sintering process was done in argon inert gas at temperature of 850oC for 1 hours and continued at 1100oC for 2 hours. Several characterization was performed on samples. The results of the study on three samples (Zr-6Mo-3% MgCO3, Zr-6Mo-4% MgCO3, and Zr-6Mo-3% MgCO3) shows both density and hardness values decreased with the increasing porosity due tothe addition of MgCO3 foaming agent."

"Skripsi ini membahas mengenai pengaruh penambahan foaming agent MgCO3 paduan Zirkonium-Niobium, sehingga dapat membentuk paduan dengan struktur poros untuk aplikasi biomaterial. Proses fabrikasi pembuatan biomaterial untuk implan tulang permanen ini dilakukan dengan metode metalurgi serbuk meliputi preparasi serbuk, kompaksi, dan sinter dengan variabel komposisi foaming agent MgCO3 sebesar 3%, 4%, dan 5% dari jumlah total berat paduan Zr-3Nb. Pengujian yang dilakukan pada paduan ini meliputi uji kekerasan dengan metode Rockwell B, uji struktur mikro dengan menggunakan OM dan SEM, uji kandungan senyawa dengan XRD, dan uji bioaktifitas dengan menggunakan FTIR. Foaming agent MgCO3 dipilih karena morfologi porositas yang dihasilkan sangat baik. Penambahan foaming agent MgCO3 ini mempengaruhi terbentuknya poros dihasilkan, dimana diperoleh komposisi Zr-3Nb-3%MgCO3 yang merupakan komposisi optimal dilihat dari banyaknya porositas yang terbentuk untuk dijadikan sebagai aplikasi biomaterial dengan struktur poros. Pembentukan lapisan hidroksiapatit juga terlihat pada paduan Zr-3Nb poros, sebagai tanda bahwa paduan Zr-3Nb poros memiliki bioaktivitas yang baik.

---

The focus of this study is to investigate the effect of adding MgCO3 foaming agent element equally (based on weight percentage) in Zr-Nb alloy, to obtain porous structure for biomaterial application. The fabrication process of biomaterials for permanent bone implants was carried out by powder metallurgy method includes powders preparation, compaction and sintering with variable composition of MgCO3 foaming agent are 3%, 4%, and 5% of the total weight of the Zr-3Nb alloy. Tests were carried out on these alloys include hardness test using Rockwell B method, microstructure test using OM and SEM, the test compound content by XRD, and bioactivity testing using FTIR. MgCO3 foaming agent was chosen because of its good porous morphology. The addition amount of this MgCO3 foaming agent affect the created pores, which result Zr-3Nb-5%MgCO3 as the optimum composition by porosity aspect for biomaterial application with porous structure. Hydroxyapatite layer has been formed on Zr-3Nb porous as an evidence that Zr-Nb porous alloy has good bioactivity."

"ABSTRAKZirkonium sebagai biomaterial logam mulai banyak diteliti dalam beberapa tahun ini. Sifat mekanis, biokompatibilitas, dan magnetic suscetibility yang baik menjadi pertimbangan digunakan zirkonium untuk aplikasi biomaterial. Namun demikian paduan zirkonium masih memiliki beberapa kekurangan sehingga dilakukan penelitian untuk mendapatkan sifat yang optimal dari paduan zirkonium. Pengaruh temperatur dan waktu sebagai parameter sinter untuk paduan Zr-8Mo-4Nb untuk aplikasi biomaterial menggunakan metalurgi serbuk telah diamati dalam penelitian ini. Densitas dan Porositas paduan telah diukur menggunakan Prinsip Archimedes. Mikrostuktur paduan diuji menggunakan X-Ray diffractometer (XRD), Secondary Electron Microscope (SEM), dan Mikroskop Optik (OM), kekerasan paduan juga diukur menggunakan Rockwell C, dan bioaktifitas menggunakan larutan SBF dilanjutkan dengan FTIR. Hasil penelitian menunjukan dengan peningkatan temperatur dan waktu tahan sinter, akan meningkatkan densitas, kekerasan serta menurunkan porositas paduan Zr-8Mo-4Nb. Selain itu paduan Zr-8Mo-4Nb juga memiliki sifat bioaktivitas yang baik dengan membentuk lapisan hidroksiapatit pada permukaan sampel

---

ABSTRACTZirconium as biomaterial has been widely researched in recent years. Mechanical properties, biocompatibility, and magnetic suscetibility well into consideration use zirconium for biomaterial applications. However, zirconium alloy still have some disadvantages, and the purpoes of this research to get the optimal properties of zirconium alloy. Effect of sintering temperature and holding time of Zr-4Nb-8Mo alloy for biomaterials application using powder metallurgy has been observed in this study. Density and porosity are measured using Archimedes principles. The microstructure was evaluated with X-Ray diffractometer (XRD), Secondary Electrone Microscope (SEM) and Optical Microscope (OM), hardness was measured with Rockwell C hardness. Bioactivity was tested with SBF solution continued with FTIR. The results showed that increasing sintering temperature and holding time will increase the density, hardness and reducce the porosity of Zr-4Nb-8Mo alloys. Furthermore Zr-8Mo-4Nb showed a good bioactivity indicated by hydroxyapatite formation on the surface."

"Dalam penelitian ini, dibahas mengenai perilaku korosi dari biomaterial mampu luruh berbasis seng sebagai implan ortopedik yang dipadukan dengan zirkonium sebesar 0,5%, 1%, dan 2%. Metode potensiodinamik polarisasi dilakukan untuk mengamati ketahanan dan laju korosi dari paduan Zn-xZr dalam larutan Kokubo simulated body fluid. Hasil pengujian menunjukkan bahwa penambahan zirkonium sebesar 0,5% dan 1% menurunkan laju korosi dari paduan seng, sedangkan penambahan sebesar 2% akan meningkatkan laju korosi dikarenakan terbentuknya presipitat di dalam paduan. Adanya daerah pasivasi pada kurva polarisasi paduan Zn-xZr menunjukkan terbentuknya lapisan pelindung pada permukaan paduan yang dapat menurunkan laju korosi dan membuktikan kemampuan mampu luruh dari paduan Zn-xZr. Dari hasil pengujian tersebut, paduan Zn-1Zr memiliki ketahanan korosi yang lebih baik dibandingkan dua paduan lainnya. Ketahanan korosi yang baik ini dibuktikan dengan nilai OCP dan laju korosi yang berada di antara paduan Zn-0,5Zr dan Zn-2Zr sebesar 0,016 mm/year. Paduan Zn-1Zr juga memiliki daerah pasivssi yang kecil sehingga dengan laju korosi yang relatif rendah maka Zn-1Zr akan mampu luruh pada rentang waktu yang sesuai dalam proses penyembuhan tulang. Secara umum, paduan Zn-xZr memiliki laju korosi yang berada di antara laju korosi paduan besi dan paduan magnesium dan masih jauh berada di bawah batas maksimal laju korosi untuk implan biomaterial mampu luruh sebesar 0,4 mm/year sehingga paduan Zn-xZr tersebut dapat digunakan sebagai biomaterial implan mampu luruh.

---

In this work, corrosion behaviour of zinc-based alloys with addition of 0,5%, 1%, and 2% of zirconium for biodegradable material as orthopedic implant were investigated. The potentiodynamic polarization method is carried out to determine the corrosion resistance and corrosion rate of each composition in order to observe the effect of zirconium addition in a Kokubo simulated body fluid solution. The test result showed the addition of 0,5% and 1% of zirconium would decrease the corrosion rate of zinc-based alloys whereas the 2% addition would increase the rate due to the formation of Zr-rich precipitates inside the alloys. The passivation zone on the polarization curve showed the formation of the protected thin layer on the surface of the alloys which caused the corrosion rate to decrease and the layer therefore confirmed the degradable ability of the Zn-xZr alloys. From the test, Zn-1Zr alloy was seen to have the better corrosion resistance than the other two by its OCP value and corrosion rate which was in between of Zn-0,5Zr and Zn-2Zr alloys in the rate of 0,016 mm/year. The Zn-1Zr alloy also had the smallest passivation zone so when combined with its relatively low corrosion rate, Zn-1Zr would be able to degrade in the suitable range for the bone to heal and grow. In general, the corrosion rates of Zn-xZr alloys were higher than Fe-based alloys and lower than Mg-based alloys. Also, the corrosion rates were much lower than the maximum."

"Paduan biomaterial terner Zr-xMo-yNb dengan variasi Zr-1Mo-1Nb, Zr-6Mo-3Nb, dan Zr-3Mo-6Nb yang diproduksi melalui metalurgi serbuk diberi perlakuan panas pada suhu 850°C kemudian dikuens dengan oli. Pengaruhnya terhadap struktur mikro, densitas dan porositas, serta kekerasan diteliti dan dibandingkan dengan paduan yang sama yang tidak diberi perlakuan panas. Struktur mikro paduan didominasi fasa α-Zr dan beberapa paduan mengandung α-Zr+(Mo,Nb)2Zr yang keras. Rangsangan panas mengakibatkan batas butir menjadi lebih jelas terlihat. Namun, perlakuan panas ini justru menambah porositas mikro sehingga nilai kekerasan paduan yang tidak dan yang diberi perlakuan panas relatif sama. Bertambahnya jumlah porositas akan diikuti dengan menurunnya nilai densitas.

---

In this paper, three ternary biomaterial alloys of Zr-1Mo-1Nb, Zr-6Mo-3Nb, Zr-3Mo-6Nb were fabricated through powder metallurgy process and heat-treated to 850°C, followed by quenching in oil. The effects of heat-treatment on microstructure, density, micro-porosity, and hardness was observed and compared to the non-heat-treated samples of the same compositions. α-Zr phase exists predominantly in the microstructure of the samples. Some of the samples, however, also features hard intermetallic phase of α-Zr+(Mo,Nb)2Zr. Unfortunately, the heat also increased the number of micro-porosity which affected the hardness of the samples. This increase in micro-porosity also lead to the decrease of density."