Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Magnesium menjadi salah satu material berpotensi untuk memberikan solusi energi hijau berkelanjutan. Dalam bidang teknik, paduan magnesium dikenal sebagai logam paling ringan. Sudah banyak aplikasi paduan magnesium di berbagai bidang. Namun, secara komersial penggunaan magnesium belum seluas alumunium. Salah satu penyebabnya, dikarenakan mampu bentuk magnesium lebih rendah dari aluminium, terutama di temperatur ruang. Hal tersebut berkaitan dengan struktur HCP magnesium yang memiliki rasio c/a tinggi membuat bidang basal menjadi sistem slip utama yang terjadi ketika paduan magnesium terdeformasi. Oleh karena itu, energi panas dapat digunakan untuk mengaktifkan sistem slip lain agar dapat memenuhi kriteria von misses. Pemrosesan dan perlakuan panas yang diterapkan pada material mempengaruhi sifat material dan dalam skala mikroskopis akan terjadi berbagai fenomena. Penelitian ini akan menginvestigasi terkait fenomena apa yang terjadi selama deformasi plastis menggunakan metode pencanaian dan perlakuan panas yang dilakukan pada temperatur 350^oC. Pada penelitian ini pencanaian dilakukan pada suhu ruang dan perlakuan panas diberikan setelah proses deformasi menggunakan tungku muffle. Shear band, twinning, rekristalisasi butir, dan pertumbuhan butir merupakan fenomena-fenomena yang ditemukan pada penelitian ini.  Fenomena- fenomena tersebut hadir dalam paduan magnesium dipengaruhi oleh struktur kristal yang dimilikinya. ......Magnesium is one of the potential materials to provide sustainable green energy. In engineering, magnesium alloys are known as the lightest metals. There have been many applications of magnesium alloys in various industries. However, the commercial use of magnesium has not been as common as aluminum. One of the reasons is because the formability of magnesium is lower than aluminum, especially at room temperature. This is related to the HCP structure of magnesium which has high c/a ratio making the basal plane become the main slip system when the magnesium alloy is deformed at room temperature. Therefore, thermal expected to activate other slip systems in order to fulfill the von misses criterion. Deformation and heat treatment applied to materials can affect material properties and at the microscopic scale various phenomena will occur. This study will investigate phenomena during plastic deformation using rolling method and heat treatment conducted at 350^oC. In this study, rolling was carried out at room temperature using pilot rolling machine and heat treatment was conducted after the deformation using muffle furnace. Shear bands, twinning, grain recrystallization, and grain growth were found in this study. Those phenomena are present in magnesium alloys influenced by its crystal structure.

Abstrak :
Paduan magnesium merupakan bahan ringan yang memiliki potensi besar untuk dikembangkan karena paduan tersebut dapat mengurangi konsumsi energi dan berat total. Paduan ini terbuat dari logam magnesium sebagai komponen utama yang dicirikan oleh kekuatan rendah yang lembut dan mekanis. Penambahan aluminium pada sistem Mg-Al akan membentuk partikel Mg17Al12 yang menyebabkan terjadinya grain refining pada matriks -Mg. Demikian pula, penambahan Zn dalam sistem Mg-Zn meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan. Oleh karena itu, penambahan gabungan Al dan Zn dalam sistem Mg-Al-Zn akan menarik untuk aplikasi komponen otomotif. Pada penelitian ini telah dilakukan proses pengecoran Mg-9Al-1Zn (wt. %) melalui gaya gravitasi pada cetakan logam dengan metode pendinginan udara. Paduan cor yang ditunjuk sebagai paduan Mg9Al1Zn mendapat perlakuan larutan pada suhu 415 C selama 2 jam. Pengamatan struktur mikro untuk paduan cor menunjukkan adanya -Mg sebagai matriks dengan fraksi terbesar dan fasa -Mg17Al12 sebagai endapan. Struktur mikro juga menunjukkan adanya pori-pori yang ditandai dengan warna hitam. Kami juga telah melakukan mikroanalisis untuk setiap fase yang ada dalam sampel dengan EDS yang mendeteksi semua elemen. Hasil evaluasi Kekerasan menegaskan bahwa solusi yang diperlakukan paduan as-cast memiliki nilai kekerasan 65,21. VHN meningkat secara signifikan jika dibandingkan dengan cast-alloy asli yang hanya 73,02 VHN. Peningkatan kekerasan dibahas dalam kaitannya dengan metode pengolahan dan pengembangan struktur mikro setelah perlakuan larutan. ......Magnesium alloys are lightweight materials that have a great potential to be developed because the alloy can reduce the energy consumption and total weight. The alloy is made of magnesium metal as a primary component characterized by a soft and mechanically lowstrength. The addition of aluminium in Mg-Al system will form Mg17Al12 particles causing grain refining the effect of the α-Mg matrix. Similarly, the addition of Zn in Mg-Zn system increases the strength and hardness of the alloy. Hence, the combined addition of Al and Zn in Mg-Al-Zn system would be interesting for automotive component applications. In this study, we have carried out the casting process for Mg-9Al-1Zn (wt. %) through a gravity of the metal mold with air cooling method. The cast alloy designated as Mg9Al1Zn alloy received a solution treatment at temperature of 415 C for 2 hours. The microstructure observation for the cast alloy showed the presence of α-Mg as a matrix with the largest fraction and -Mg17Al12 phase as a precipitate. The microstructure also showed the presence of pores indicated by black colour. We have also undertaken microanalysis to each phase present in the sample by EDS that detected all elements. The result of Hardness evaluation confirmed that the solution treated as-cast alloys possessed the hardness value of 65.21. The VHN significantly enhanced when compared with that of original cast-alloy which was only 73.02 VHN. The enhancement of the hardness is discussed in relation with processing method and microstructure development after a solution treatment.

Abstrak :
Magnesium merupakan material yang memiliki banyak kegunaan dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya sebagai biomaterial. Penggunaan biomaterial magnesium memiliki banyak keuntungan, terutama sebagai implan tulang, karena sifat biokompatibilitasnya yang baik serta sifat mekanik yang mendekati tulang manusia. Namun, magnesium memiliki kemampubentukan yang kurang baik karena struktur kristalnya yang berbentuk HCP. Untuk mengatasi hal ini, magnesium dapat diberikan unsur paduan yang dapat membantu meningkatkan kemampubentukan serta sifat mekanik lainnya serta pemberian perlakuan termomekanik. Pada penelitian ini, digunakan material berupa logam paduan magnesium-litium-seng dimana paduan litium yang digunakan sebanyak 14%wt (persen berat) dan seng yang digunakan sebanyak 1%wt (persen berat). Setelah itu, material Mg-14Li-1Zn atau LZ141 diberikan perlakuan termomekanik berupa pencanaian dingin dan annealing. Proses pencanaian dilakukan pada suhu ruangan dengan tiga variasi persen reduksi, yaitu 30%, 60%, dan 90%. Proses annealing dilakukan pada temperatur 300oC dengan waktu tahan satu jam dan laju pemanasan sebesar 5oC/menit. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa penambahan unsur paduan litium dapat meningkatkan keuletan dari paduan LZ141 karena terbentuknya fasa β-Li yang memiliki struktur kristal BCC serta meningkatnya sifat kekerasan dari paduan LZ141 akibat terbentuknya fasa MgLi2Zn. Proses annealing juga menyebabkan proses rekristalisasi pada paduan sehingga dihasilkan mikrostruktur dengan ukuran butir yang lebih seragam. Selain itu, adanya unsur paduan litium menyebabkan sampel tidak mengalami kegagalan walaupun persen reduksi mencaapai 90%, karena sifat superplastisitas yang disebabkan oleh litium. Adapun nilai kekerasan sampel yang tertinggi yaitu pada sampel persen reduksi 90% non-HT (53,63 HV) dan terendahnya pada sampel 90% HT (40,41 HV) yang diakibatkan oleh perubahan fasa metastabil MgLi2Zn menjadi fasa MgLiZn yang lebih lunak. Berdasarkan hasil penelitian ini maka metode penguatan yang terjadi pada paduan LZ141 adalah strain hardening dan grain refining. ......Magnesium is a material with many uses in daily life, with biomaterial as one of the examples. The usage of magnesium as a biomaterial has many advantages, one of them being as an implant. It is caused by magnesium’s biocompatibility and good mechanical properties. However, magnesium has a low formability due to its HCP-shaped crystal structure. To overcome this, magnesium can be alloyed with other elements to increase its formability and other mechanical properties, as well as application of thermomechanical treatment. In this study, a Mg-14Li-1Zn alloy will be used and the material will be given thermomechanical treatment in the form of cold rolling and annealing. The rolling process will be done in room temperature with three variations of percent reduction, which are 30%, 60%, and 90%. The annealing process will be held in 300oC with holding time for one hour and heating rate for about 5oC/minute. The result of this study shows that with addition of element lithium (Li), the formability of LZ141 can be increased due to the forming of β-Li phase that has the crystal structure of BCC and the increase in hardness of LZ141 because of the forming of MgLi2Zn phase. Those aside, the addition of alloying element lithium will cause LZ141 to not fail when rolled at 90% reduction due to the superplasticity properties. The highest hardness of the sample is at 90% reduction with no heat treatment at 53,63 HV, and the lowest hardness of the sample is at 90% reduction with heat treatment at 40,41 HV, that was caused by the changing of metastable phase MgLi2Zn to MgLiZn due to heat. According to this study, the strengthening mechanism that occurred on LZ141 were strain hardening and grain refining.

Abstrak :
Magnesium alloy dapat digunakan sebagai implan biodegradable yang bersifat sementara untuk implan tulang dan vascular stents karena memiliki sifat biocompatible dan biodegradable. Tingkat kekakuan yang dimiliki oleh magnesium alloy juga dekat dengan tulang sehingga dapat mengurangi stress-shielding effect. Namun, magnesium alloy memiliki ketahanan korosi yang buruk apabila terkena kondisi lingkungan yang korosif sehingga akan menghasilkan laju korosi yang tinggi dan degradasi yang cepat sehingga akan menyebabkan kegagalan awal pada implan. Masalah tersebut dapat ditingkatkan dengan teknik pemrosesan yang tepat seperti perlakuan permukaan. Salah satu tekniknya adalah deposisi ZrO2 dan HA untuk meningkatkan ketahanan korosi implan magnesium alloy. Proses EPD dilakukan pada tegangan sel konstan 20 V selama 40 menit pada suhu kamar untuk masing-masing larutan ZrO2 dan HA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketahanan korosi implan magnesium alloy yang dilapisi ZrO2 dan HA meningkat seiring meningkatnya kekerasan dan kekasaran implan magnesium alloy. Mikrostruktur permukaan pada ZK61 yang telah dilapisi oleh ZrO2 dan HA lebih seragam dan merata dibandingkan dengan mikrostuktur AZ31 yang telah dilapisi oleh material yang sama. Icorr optimum yang didapatkan pada ZK61 sebesar 3.02 μA/cm2 dengan laju korosi sebesar 0.15mm/year. Hasil ini juga menyebabkan penurunan laju degradasi magnesium implan setelah proses perendaman pada simulated body fluids ......Magnesium Alloy can be used as temporary biodegradable implants such as bone implants and vascular stent due to its biocompatible and biodegradable properties. The level of stiffness possessed by magnesium alloys is also the closest to bone so that it can reduce the stress-shielding effect. However, Mg-alloy has poor corrosion resistance when exposed to severe conditions which will result in a high corrosion rate and rapid degradation will lead to the early failure of implant. Those issues can be enhanced by appropriate processing techniques such as surface treatment. One of the techniques is the deposition of ZrO2 and HA to enhance the corrosion resistance of magnesium implants. The electrophoretic deposition process conducted at a constant cell voltage of 20 V for 40 min at room temperature for each ZrO2 and HA. The results shows that the corrosion resistance of magnesium implant coated by ZrO2 and HA increase as hardness and the roughness of magnesium alloy implant increases. Microstructure of ZK61 surface after deposition shows that ZrO2 and HA successfully deposited and evenly distributed. ZrO2 and HA coated ZK61 exhibited significantly better corrosion resistance as compared to AZ31 with Icorr 3.02¼A/cm2 and corrosion rate 0.15mm/year, confirmed by the polarization test. This results also lead to the decreasing of degradation of magnesium implant after the immersion process on simulated body fluids.

Abstrak :
Magnesium merupakan merupakan logam struktural yang paling ringan di dunia yang biasa digunakan di bidang otomotif. Dalam aplikasinya, sifat mampu bentuk magnesium sangat penting untuk diketahui agar dapat meningkatkan efektivitas proses produksi. Sifat mampu bentuk ini dapat dipengaruhi oleh banyak faktor, salah satunya adalah ketebalan material. Batas limit magnesium saat dibentuk digambarkan pada diagram batas pembentukan (FLD). Pada penelitian ini, material yang digunakan adalah lembaran paduan magnesium AZ31B dengan ketebalan 0,5, 0,8, dan 1 mm. Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat mekaniknya sekaligus mendapatkan koefisien pengerasan regang yang juga mempengaruhi mampu bentuk material. Pengujian stretching dilakukan menurut metode Nakazima dengan berbagai variasi geometri sampel yang sudah dibuat kisi lingkaran berdiameter 2 mm pada area permukaannya, menggunakan punch setengah lingkaran, dan dalam kondisi pelumasan minyak. Metode pengukuran regangan menggunakan Dino-Lite portable digital microscope untuk mendapatkan forming limit strain. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa lembaran paduan magnesium AZ31B memiliki sifat mampu bentuk yang buruk pada temperatur ruang. Koefisien pengerasan regang (nilai n) yang didapat untuk masing-masing tebal, yaitu berturut-turut sebesar 0.32, 0.33, dan 0.3. Terlihat bahwa FLD yang diperoleh tidak dipengaruhi oleh ketebalan tetapi akan semakin tinggi dengan semakin besarnya nilai n. ......Magnesium is the lightest structural metal in the world which is commonly used in the automotive field. In its application, it is known that the formability of magnesium is very important to increase the effectiveness of the production process. This formability can be influenced by many factors, one of which is the thickness of the material. The limits of magnesium when formed are depicted on the formation limit diagram (FLD). In this research, the material used was AZ31B magnesium alloy sheet with a thickness of 0.5, 0.8, and 1 mm. Tensile testing is carried out to determine the mechanical properties as well as obtain the strain hardening coefficient which also affects the formability of the material. Stretching tests were carried out according to the Nakazima method with various variations of sample geometry which had been made into a circular grid with a diameter of 2 mm on the surface area, using a hemispherical punch, and under lubrication oil conditions. The strain measurement method uses a Dino-Lite portable digital microscope to obtain the forming limit strain. The results of this research indicate that AZ31B magnesium alloy sheet has poor formability at room temperature. The strain hardening coefficient (n value) obtained for each thickness is 0.32, 0.33, and 0.3 respectively. It can be seen that the FLD obtained is not influenced by thickness but will be higher with the increasing n value.

Abstrak :
Latar Belakang : Bahan Magnesium mempunyai potensi sebagai bahan biodegradasi untuk aplikasi di bidang bedah mulut dan maksilofasial karena mempunyai sifat dapat terdegradasi. Dengan sifat biodegradasinya, Magnesium mempunyai keuntungan dibandingkan bahan biodegradable lain yang sudah ada seperti polimer, keramik dan gelas bioaktif dimana kekuatannya cukup dan nilai modulus Young mendekati tulang. Namun, degradasi magnesium yang cepat akibat korosi di dalam tubuh makhluk hidup dapat membatasi aplikasi klinisnya, misalnya aplikasi di bidang bedah mulut dan maksilofasial, karena tingkat degradasi yang terlalu tinggi menyebabkan kerusakan fungsi yang dini. Equal Channel Angle Pressing (ECAP) adalah prosedur pembentuk bahan yang digunakan untuk mengeluarkan material dengan menggunakan saluran yang dirancang secara khusus tanpa menyebabkan perubahan geometri yang substansial dan dapat membuat bahan berbutir dengan ukuran yang mengecil dengan menerapkan teknik Severe Plastic Deformation. Tujuan : Pada penelitian ini kami menggunakan bahan Magnesium yang telah diproses dengan teknik Equal Channel Angular Pressing (ECAP) untuk produk screw. Kami mengembangkan model in vivo pada kelinci untuk menilai degradasi bahan Magnesium ECAP untuk aplikasi klinis di bidang bedah mulut dan maksilofasial. Metode : Empat sekrup ditanamkan ke tulang paha kanan masing-masing dari 10 kelinci. Kelompok ini dibagi dalam periode pengamatan 4, 12 dan 20 minggu. Densitas degradasi bahan dan keadaan biologis disekitar screw dianalisa menggunakan pemeriksaan Micro-Computed Tomography (Mikro-CT) dan pewarnaan histologis setelah necropsy kelinci. Hasil: Kami mengamati kehilangan volume pada semua screw, dengan timbulnya produk korosi. Nilai laju degradasi untuk screw ditemukan sebesar (0,49 ± 0,14 mm a-1). Kami juga menemukan perbedaan perilaku korosi antar bagian sekrup. Secara khusus, data kami menunjukkan bahwa korosi terjadi pada kepala dan batang screw. Kesimpulan : Hasil penelitian baru pada kelinci ini menunjukkan bahwa sekrup Magnesium ECAP ini dapat dipertimbangkan sebagai bahan alternatif dibandingkan dengan bahan implan konvensional. ......Background : Magnesium alloys have shown potential as biodegradable metallic materials for oral and maxillofacial surgery applications due to their degradability. Biodegradable magnesium are advantageous over existing biodegradable materials such as polymers, ceramics and bioactive glasses where sufficient strength and Young’s modulus close to that of the bone are required. However, fast degradation of magnesium due to corrosion in the human bio-environment may limit its clinical applications, for example, oral and maxillofacial surgery applications, because a too high degradation rate leads to premature deterioration of biofunctionality. Equal channel angular pressing (ECAP) is a viable forming procedure to extrude material by use of specially designed channel dies without a substantial change in geometry and to make an ultrafine grained material by imposing severe plastic deformation. Objectives : In this study we use Mg alloys processed by Equal Channel Angular Pressing (ECAP) for screw fabrication products. We developed an in vivo model in rabbits to assess Mg ECAP alloys degradation for oral and maxillofacial surgery applications. Methods : Four screws were implanted to the right femur of each of 10 rabbits. This group was divided into observation periods of 4, 12 and 20 weeks. Alloy degradation and biological effect were determined by Micro-computed Tomography (Micro-CT) and histological staining after sacrifice the rabbits. Results : We observed a net volume loss for all devices, with considerable corrosion product formation. A greater corrosion rate for the screws (0.49 ± 0.14 mm a-1). We also found differences in corrosion behavior between screw regions. Specifically, our data suggest that corrosion was enhanced for screw shafts compared to heads Conclusion : The results of this novel study in rabbits indicates that this screw Magnesium ECAP should be considered as an alternative to conventional implant materials.

Abstrak :
Penggunaan paduan magnesium sebagai material bio-metalik memiliki potensi untuk terurai secara alami dalam cairan tubuh dan berperan penting dalam struktur tulang. Dalam aplikasinya, modifikasi permukaan paduan magnesium diperlukan untuk meningkatkan sifat mekanik dan anti-korosinya. Salah satu metode pelapisan menjanjikan adalah Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). Pada penelitian ini, dilakukan pelapisan paduan magnesium AZ31 dengan metode PEO menggunakan pendekatan one-step dan two-step. Parameter ditetapkan sama dalam penggunaan kedua metode ini yaitu meliputi waktu, rapat arus, sumber tegangan, dan suhu. Pada metode two-step PEO, lapisan HA (hidroksiapatit) disisipkan ke dalam lapisan oksida yang terbentuk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode two-step PEO menghasilkan lapisan dengan karakteristik lebih baik dibandingkan metode one-step PEO. Lapisan two-step PEO memiliki persentase pori lebih kecil, ketebalan lapisan lebih besar, dan nilai spesifik abrasi lebih rendah. Selain itu, fasa kristalin baru, yaitu Ca5(PO4)3OH atau HA, terdeteksi dalam lapisan two-step PEO. Penggunaan metode two-step PEO dengan penambahan hidroksiapatit memberikan hasil lebih baik dalam hal karakterisasi morfologi dan sifat ketahanan aus. Dalam konteks aplikasi biomedis, hal ini menunjukkan potensi penggunaan paduan magnesium dengan metode pelapisan two-step PEO sebagai material cocok untuk aplikasi tulang dan gigi manusia. ......The use of magnesium alloy as a bio-metallic material has the potential to decompose naturally in body fluids and plays an essential role in bone structure. In its application, surface modification of magnesium alloy is required to improve its mechanical and anti-corrosion properties. One of the promising coating methods is Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). In this study, the coating of magnesium alloy AZ31 was carried out using a one-step and two-step approach using the PEO method. The parameters used in both methods include the same time, current density, voltage source, and temperature. In the two-step PEO method, a HA (hydroxyapatite) layer is inserted into the formed oxide layer. The results showed that the two-step PEO method produced layers with better characteristics than the one-step PEO method. The PEO two-step coating has a smaller pore percentage, a larger layer thickness, and a lower abrasion-specific value. In addition, a new crystalline phase, namely Ca5(PO4)3OH or HA, was detected in the two-step PEO layer. The two-step PEO method with hydroxyapatite adds better morphology characterization and wear resistance properties. This demonstrates the potential use of magnesium alloys coated by the two-step PEO method as suitable materials for human bone and tooth applications in biomedical applications.

Abstrak :
Perawatan permukaan pada paduan Mg biodegradable sering lebih berkonsentrasi pada penghambatan degradasi untuk mempertahankan integritas sifat mekanik bahan dan menjamin biokompatibilitas yang baik pada saat yang sama. Tujuan dari Perlakuan Termomekanis adalah untuk menyediakan, dengan kontrol selektif suhu dan kondisi pembentukan, produk akhir dengan sifat material yang bahan tertentu ini tidak akan pernah dapat dicapai di bawah metode produksi konvensional. Dalam penelitian ini, material ZK61 digunakan dengan perlakuan termomekanik canai panas. Canai panas adalah proses pengerjaan logam di mana logam dipanaskan di atas suhu rekristalisasi untuk mengubah bentuknya secara plastis dalam operasi kerja atau penggulungan. Temperatur yang digunakan adalah 350oC dan 450oC, dengan penurunan 20% dan 50%. Pengujian pada setiap sampel dilakukan dengan mikroskop optik, SEM-EDS, ICP-MS, Uji Kekerasan Vickers, Uji Tarik, Uji Polarisasi, dan Uji Evolusi Hidrogen. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu dan semakin besar reduksi selama perlakuan canai panas, semakin kecil ukuran butir. Uji Keras, Tarik, dan Perendaman menunjukkan sampel dengan suhu dan reduksi yang lebih tinggi memiliki kekerasan dan kekuatan yang lebih tinggi serta laju korosi yang lebih lambat. ......Surface treatments on biodegradable Mg alloys often concentrate more on the retardation of degradation to sustain the mechanical property integrity of the materials and guarantee good biocompatibility at the same time. The purpose of Thermomechanical Treatment is to provide, by selective control of temperature and forming conditions, a final product with material properties which this particular material would never be able to reach under conventional production methods. In this study, ZK61 material was used with hot rolling thermomechanical treatment. Hot rolling is a metalworking process in which metal is heated above the recrystallization temperature to change its shape plastically in a working operation or rolling. The temperatures used were 350oC and 450oC, with a reduction of 20% and 50%. Tests on each sample were carried out with an optical microscope, SEM-EDS, ICP-MS, Vickers Hardness Test, Tensile Test, Polarization Test and Hydrogen Evolution Test. The test results show that the higher the temperature and the greater the reduction during hot rolling treatment, the smaller the grain size. Hard, Tensile, and Immersion Tests showed samples with higher temperature and reduction had higher hardness and strength and slower corrosion rate.