Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Ti-6Al-4V merupakan paduan implan komersil yang telah digunakan secara klinis sebagai bahan implan permanen dikarenakan sifat mekanik dan bioaktivitasnya. Namun penelitian lebih lanjut menyatakan bahwa salah satu elemen paduan yaitu V dapat menyebabkan toksisitas jika digunakan dalam jangka waktu penggunaan yang panjang. Dalam hal ini, elemen V digantikan oleh elemen yang lebih non-toksik yaitu Nb. Penelitian ini dilakukan untuk mengkarakterisasi paduan Ti-6Al-7Nb serta membandingkan sifat mekanik, korosi, dan bioaktivitas dengan paduan Ti-6Al-4V. Perlakuan panas diberikan pada sampel Ti-6Al-7Nb dan membandingkannya dengan tanpa perlakuan panas. Proses pemanasan dilakukan dengan tahapan: solution treatment pada 970ºC selama 1 jam dilanjutkan dengan oil quenching dan aging 500ºC selama 8 jam. Struktur mikro pada paduan Ti-6Al-7Nb sebelum dan setelah perlakuan panas tersusun atas fasa α dan β pada batas butir α dengan fasa α berupa lamellar dan acicular. Hasil XRD menunjukkan bahwa fasa yang terdapat pada paduan terdiri dari tiga fasa, yaitu fasa α, α" dan β. Terjadi penurunan fasa α pada paduan Ti-6Al-7Nb setelah diberi perlakuan panas. Kekerasan Vickers Ti-6Al-7Nb menurun dari 396.2 ± 13.66 HV menjadi 377.2 ± 12.69 HV. Selain itu, terjadi penurunan nilai elongasi dari 8,5 % ke 3,8 %, dan peningkatan nilai Ultimate Tensile Strength dari 885 MPa menjadi 956 Mpa, serta peningkatan nilai Yield Strength dari 759 MPa menjadi 903 MPa. Hal tersebut disebabkan oleh berkurangnya fasa α di dalam paduan. Hasil uji potensial-korosi bebas menunjukkan nilai potensial sebesar 0,01 VAg/AgCl dan -0,15 VAg/AgCl untuk sampel Ti-6Al-7Nb sebelum dan setelah perlakuan panas, dimana nilai tersebut lebih tinggi dibanding sampel komersil Ti-6Al-4V (-0,25 VAg/AgCl). Hal ini sejalan dengan hasil yang diperoleh pada uji polarisasi. Hasil EIS menunjukkan adanya peningkatan ketahanan korosi paduan Ti-6Al-7Nb dibanding Ti-6Al-4V, yang ditunjukkan dengan tingginya nilai resistansi polarisasi yaitu 35890 Ωcm2 menjadi 117687 Ωcm2 setelah diberi perlakuan panas, sedangkan untuk sampel Ti-6Al-4V nilai resistensi polarisasi yaitu 200616 Ωcm2. Hasil uji bioaktivitas menunjukkan bahwa belum ada apatit yang terbentuk pada kedua sampel Ti-6Al-7Nb sebelum dan setelah perlakuan panas walaupun sampel telah diaktifasi di dalam larutan basa.

---

Ti-6Al-4V is a commercial implant alloy that has been used clinically as a permanent implant material due to its mechanical and bioactivity properties. However, further research states that the alloy element, V, causes toxicity if used for a long period of time. In this case, V is replaced by a more non-toxic element, Nb. This research was conducted to characterize Ti-6Al-7Nb alloys on its mechanical properties, corrosion, and bioactivity and compare it with commercial samples Ti-6Al-4V. The heat treatment was given to one of the Ti-6Al-7Nb samples and compared it with the Ti-6Al-7Nb without heat treatment. The heat treatment in form of solution treatment at 970ºC for 1 hour followed by oil quenching and aging at 500ºC for 8 hours. The microstructure of Ti-6Al-7Nb alloys before and after heat treatment is composed of α and β phases at the α boundary which the α phases is in the form of lamellar and acicular. The results of XRD shows that the phase which is found in an alloy consisting of three the phase, that is the phase α, α" and β. Hardness Vickers Ti-6Al-7Nb decreased from 396.2 ± 13.6 to 377.2 ± 12.6 HV. The elongation decreased from 8.5 % to 3.8 %, the value of ultimate tensile strength increased from 885 Mpa to 956 Mpa, and the value yield strength rises from 759 Mpa to 903 Mpa after heat treatment. This is caused by the decreased of phase α in the alloy. The results of Open Circuit Potential shows that the potential value of Ti-6Al-7Nb before and after heat treatment is 0,01 VAg/AgCl and -0,15 VAg/AgCl respectively, which higher than commercial Ti-6Al-4V (-0,25 VAg/AgCl). This is in line with the result of polarization test. The EIS results showed an increase in the corrosion resistance of Ti-6Al-7Nb alloy compared to Ti-6Al-4V, as indicated by the high polarization resistance value of 35890 Ωcm2 to 117687 Ωcm2 after heat treatment, while for the Ti-6Al-4V sample the value of resistance the polarization is 200616 Ωcm2. The results of the bioactivity test showed that no apatite was formed in both Ti-6Al-7Nb before and after heat treatment even though the sample had been activated in a basic solution.

Abstrak :
Beberapa dekade ini pengembangan magnesium biodegradable untuk implan ortopedi sementara (temporary orthopedic implants) menarik minat periset. Magnesium (Mg) merupakan logam teringan (1,74-2,0 g/cm3), bersifat biokompatibel dan memiliki modulus elastisitas yang mirip dengan tulang. Beberapa upaya terus dilakukan dalam hal perbaikan sifat mekanik, kemunculan gas hidrogen dan penurunan laju degradasi terutama melalui pembuatan paduan baru, modifikasi permukaan dan pembuatan struktur baru. Adanya keselarasan antara kekuatan dan laju degradasi serta sifat biokompatibilitas Mg yang terjaga selama proses penyembuhan tulang merupakan tujuan akhir yang hendak dicapai. Disertasi ini fokus pada salah satu upaya peningkatan kinerja magnesium melalui pengembangan struktur baru dalam bentuk komposit Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) yang berbasis serbuk. Carbonate Apatite (CA) disamping dijadikan sebagai penguat (reinforcement) guna memperbaiki sifat mekanik, juga untuk memperbaiki laju degradasi dan sifat biokompatibilitas. CA dianggap lebih mudah diserap osteoblast, mempercepat pembentukan jaringan dan penyembuhan tulang (bersifat osteoinductive dan osteoconductive) tanpa membentuk fibrotic tissue dibandingkan hidoxyapatite (HA). CA yang digunakan merupakan produk lokal. Komposisi Mg-xCA dibuat dengan variasi kandungan CA (x = 0, 5, 10 dan 15% berat) dan waktu milling (3, 5 dan 7 jam). Fabrikasi Mg-xCA dilakukan melalui tahapan pemadatan awal dengan kompaksi hangat (WC) dan dilanjutkan dengan proses pemadatan lanjut, masing-masing melalui proses sinter, proses ekstrusi dan proses equal channel angular pressing (ECAP) 1 pass untuk mendapatkan hasil optimal. Karakterisasi meliputi uji densitas relatif, uji sifat mekanis, uji korosi, uji biokompatibel (indirect cytotoxicity), pengamatan strukturmikro (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF dan XRD. Hasil studi menunjukkan bahwa waktu milling 5 jam dapat memberikan padatan awal yang optimal melalui proses kompaksi hangat. Karakteristik prototipe Mg-xCA paling baik diperoleh dari hasil pemadatan lanjut dengan proses ekstrusi dengan rasio ekstrusi (R) 4. Rod yang dihasilkan memiliki ϕ 10 mm, panjang maks 100 mm dan bisa diiris sampai ketebalan 1 mm dengan distribusi kekerasan relatif seragam. Penambahan dan peningkatan kandungan CA menaikkan kekerasan, kekuatan tarik dan kekuatan tekan, memperbaiki laju korosi dan sifat toksik, namun menurunkan densitas relatif dibanding Mg murni (Mg-0CA). Semua komposisi bersifat biokompatibilitas (tidak beracun). Laju korosi terendah didapatkan pada Mg-5CA sebesar 1,92 mm/th (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), dimana lebih kecil dari Icorr Mg-xHA hasil microwave sintering (berkisar 1,00E-4 - 2,51E-4 A/cm2) atau laju korosi Mg-5HA ( ± 5 mm/th) dengan metode uji pencelupan. Sebagian sifat mekanis (hardness, ultimate tensile stress, elongasi dan flexural stress) komposit memenuhi karakteristik tulang tengkorak manusia (human cranial bone) terutama Mg-15CA dan Mg-10CA, namun yield strength dan young modulus masih perlu ditingkatkan. Komposit Mg-xCA sangat prospek untuk terus dikembangkan sebagai kandidat material implan ortopedi. ......In recent decades the development of biodegradable magnesium for temporary orthopedic implants has been of interest to researchers. Magnesium is the lightest metal (1.74 - 2.0 g/cm3), biocompatible and it has a modulus of elasticity similar to bone. Efforts are being made to improve mechanical properties, the emergence of hydrogen gas and the rate of degradation, especially through the manufacture of new alloys, surface modifications and the creation of new structures. The harmony between the strength and the rate of degradation as well as the maintained properties of Mg biocompatibility during the bone healing process is the final goal to be achieved. This dissertation focuses on one of the efforts to improve the performance of magnesium through the development of a new structure in the form of a powder-based Magnesium-Carbonate Apatite (Mg-xCA) composite. Carbonate apatite (CA) besides being used as a reinforcement to improve mechanical properties, also to improve the rate of degradation and biocompatibility properties. CA is considered more easily absorbed by osteoblasts, accelerates tissue formation and bone healing (osteoinductive and osteoconductive) without forming fibrotic tissue compared to hydoxyapatite (HA). The CA used is a local product. The composition of Mg-xCA was made by varying the content of CA (x = 0, 5, 10 and 15% by weight) and milling time (3, 5 and 7 hours). Mg-xCA fabrication was performed through the initial compaction stage with warm compaction (WC) and continued with a further compaction process, each through the sintering process, the extrusion process and the 1 pass equal channel angular pressing (ECAP) process to obtain optimal results. Characterization includes relative density test, mechanical properties test, corrosion test, biocompatible test (indirect cytotoxicity), microstructure observation (OM), SEM-EDS-Mapping, micro XRF and XRD. The results show that the 5 hour milling time can provide optimal initial solids through a warm compaction process. The best characteristic of the Mg-xCA prototype is obtained from the results of further compaction by extrusion process with extrusion ratio (R) 4. The resulting rod has ϕ 10 mm, max length 100 mm and it can be sliced to a thickness of 1 mm with a relatively uniform hardness distribution. The addition and increase of CA content increases the hardness, tensile strength and compressive strength, improves corrosion rates and toxic properties, but reduces the relative density compared to pure Mg (Mg-0CA). All compositions are biocompatible (non-toxic). The lowest corrosion rate was obtained at Mg-5CA of 1.92 mm / year (Icorr: 8.560E-05 A/cm2), which it is smaller than Icorr Mg-xHA from microwave sintering (ranging from 1.00E-4 - 2.51E-4 A/cm2) or Mg-5HA corrosion rate (± 5 mm/yr) by immersion test method. Some of the mechanical properties (hardness, ultimate tensile strength, elongation and flexural stress) of the composite meet the characteristics of human cranial bone, especially Mg-15CA and Mg-10CA, but yield strength and young modulus still need to be improved. Mg-xCA composites are very prospective for further development as candidates for orthopedic implant materials.

Abstrak :
Paduan berbasis Kobal (Co) merupakan salah satu paduan strategis karena dapat digunakan secara luas dan dapat diaplikasikan pada kondisi-kondisi tertentu, salah satunya sebagai material implan. Paduan kobal dipilih sebagai material implan karena mempunyai sifat mekanis dan ketahanan korosi yang baik. Paduan kobal sebagai material implan yang banyak digunakan adalah Co-28Cr-6Mo (ASTM F75). Sifat mekanis dan ketahanan korosi paduan Co-28Cr-6Mo dapat dimodifikasi untuk mendapatkan kondisi yang optimal ketika diimplankan kedalam tubuh. Salah satu cara memodifikasi sifat mekanis dan ketahanan korosi material implan Co-28Cr-6Mo adalah dengan cara memvariasi penambahan karbon dan nitrogen dalam paduan. Pada penelitian ini ditambahkan 0,08 ? 0,25 %C dan 0,2 %N dalam persen berat (%wt) dan proses hot roll untuk meningkatkan sifat mekanis dan ketahanan korosi paduan. Karakterisasi yang dilakukan adalah uji kekerasan, uji tarik, uji potensiodinamik, metalografi, SEM-EDX dan XRD. Berdasarkan analisis hasil karakterisasi variasi penambahan karbon menyebabkan peningkatan nilai kekerasan, kekuatan tarik, dan penurunan laju korosi. Variasai penambahan karbon dan nitrogen meningkatkan nilai kekerasan, kekuatan tarik, mampu bentuk dan penurunan laju korosi. Penurunan nilai laju korosi, mengindikasikan bahwa ketahanan korosi material meningkat. Peningkatan nilai kekerasan, kekuatan tarik, dan ketahanan korosi disebabkan pertumbuhan presipitat karbida (M23C6), dan efek penghalusan butir akibat variasi penambahan karbon, nitrogen dan proses hot roll. ...... Cobalt and its alloys is strategic material that widely used and applied at specific conditions, for example as implant material. The primary reason used cobalt alloys as implant material are good mechanical properties and good corrosion resistance. Co-28Cr-6Mo (ASTM F75) one of the main alloys that used as implant material on cobalt and its alloys. Mechanical properties and corrosion resistance of Co-28Cr-6Mo can be modified to obtain optimal conditions when implanted into the human body. The mechanism of modification by added a variety of carbon and nitrogen to the Co-28Cr-6Mo alloys. In this study, mechanical properties and corrosion resistance enhanced by hot roll process and added 0.08 ? 0.25 %C and 0.2 %N (%wt). The characterization that used to analysis are hardness test, tensile test, potentiodynamic test, metallographic, SEM-EDX, and XRD. Based on the characterization result, can be analyzed that a variety of carbon added enhanced the hardness, tensile strength and reduced corrosion rate. A variety of carbon and nitrogen added enhanced the hardness, tensile strength. Formability and reduced corrosion rate. Decreased of corrosion rate indicated that the corrosion resistance of material increased. Increased hardness, tensile strength and corrosion resistance caused by formation of carbide precipitate and grain growth refinement due to hot roll process and a variety of carbon and nitrogen added.