Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Indonesia mengembangkan teknologi komposit untuk struktur Pesawat Udara Nir Awak (PUNA). Sebagai basis data material komposit, telah dilakukan pengujian terhadap material S-glass/epoxy dengan variasi orientasi serat S-glass. Pembuatan komposit dilakukan dengan metode hand lay-up dan diikuti vacuum bagging, kemudian dilakukan perhitungan densitas dan fraksi volume serat, serta uji geser dan uji lentur. Kerusakan permukaan komposit setelah uji mekanik diamati menggunakan Scanning Electron Microscope. Hasil pengujian ini menunjukkan komposit dengan orientasi serat 0°/90° memiliki sifat mekanik yang lebih baik daripada komposit dengan orientasi serat +/-45°, yaitu memiliki kekuatan geser, kekuatan lentur, dan modulus lentur secara berurutan sebesar 25,38 MPa, 273,21 MPa, dan 18,41 GPa.

---

Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Indonesia has developed composite technology for Pesawat Udara Nir Awak (PUNA) structural application. To establish a composite material database, a series of test was conducted on S-glass/epoxy composite materials with a variation of S-glass fiber orientation. The materials were fabricatied using a hand lay-up and followed by a vacuum bagging method; then density and fiber volume fraction measurement, as well as shear and bending testings were carried out. The composite failure surfaces after mechanical test were observed using Scanning Electron Microscope. The results showed that the 0°/90° fiber orientation composites had a better mechanical properties than the +/-45° fiber orientation composites, which shear strength, flexural strength, and flexural modulus were 25,38 MPa, 273,21 MPa, and 18,41 GPa respectively."

"ABSTRAKPaduan AlZrCe dengan komposisi 0.12%wt Zr dan 0,15%wt Cediperkuat dengan partikel nano Al2O3 dari 0.5%Vf hingga 2,0%Vf. Peningkatan keterbasahan partikel Al2O3 pada matrik AlZrCe dilakukan dengan penambahan magnesium. Komposit dikarakterisasi terhadap sifat mekanik, listrik dan termal.Titik optimun dari empat jenis matrik AlZrCe, AlZrCe-2%Mg, AlZrCe-3%Mg, dan AlZrCe-5%Mg terjadi pada rentang 1%Vf hingga 1,2%Vf Al2O3. Kekuatan tarik maksimun 204 MPa terjadi pada 1,2%Vf Al2O3 dengan kadar 5%wt Mg. Efek partikel penguat terhadap penurunan konduktivitas listrik tidak terlalu besar tetapi sebaliknya dengan penambahan 2%wt, 3%wt dan 5%wt Mg menyebabkan penurunan konduktivitas listrik hingga lebih dari 8% IACS yaitu dari 59% IACS untuk komposit tanpa Mg menjadi 52% IACS, 49% IACS dan 45% IACS berturut-turut. Demikian pula sifat ekspansi termal komposit turun dengan penambahan partikel penguat. Penambahan partikel pada aluminium Al2O3 dapat menghaluskan butir sehingga diperoleh ukuran butir yang lebih halus pada fraksi volume 1.0% dan 1,2%. Proses canai dingin dilakukan dengan reduksi 33%, 56% dan 78%yang menghasilkan peningkatan sifat mekanik dan listrik yang maksimumpada pada reduksi 78%.Komposit AlZrCe/1%Vf.Al2O3 reduksi 78% (282MPa, 62,4% IACS) dapat mengungguli kabel konduktor listrik yang telah digunakan dalam transmisi listrik seperti Stabiloy (Al-0.5Fe-0.22Cu) dengan sifat tarik dan listrik yaitu 114MPa dan 61,8% IACS.

---

ABSTRACT

AlZrCe alloy with a 0.12% wt 0.15 wt% Zr and Ce reinforced with fraction volum of nano particles Al2O3 from 0.5% to 2.0%. Improved wettability of Al2O3 particles in the matrix AlZrCe done with the addition of magnesium. Composites were characterized for mechanical properties, electrical and thermal. Optimum point of the four types of matrices AlZrCe, AlZrCe-2% Mg, AlZrCe-3% Mg, and AlZrCe-5% Mg occurs in the range of 1% to 1.2% VfAl2O3. Maximum tensile strength of 204 MPa occurred in 1.2 %VfAl2O3with levels of 5%wt Mg. Increasing %Vf particle decrease the electrical conductivity is not significant but instead with the addition of 2 wt%, 3 wt% and 5 wt% Mg causes a decrease in electrical conductivity by more than 8% IACS ie from 59% IACS to the composite without Mg to 52% IACS, 49% IACS and 45% IACS respectively. Similarly, the thermal expansion properties of the composite decrease with the addition of reinforced particles. The addition of Al2O3 particles in aluminum can refine the grain in order to obtain a finer grain size on the volume fraction of 1.0% and 1.2%. Cold rolled process carried out by reduction of 33%, 56% and 78%, which results in improved mechanical and electrical properties at the maximum reduction of 78%. Composite AlZrCe/1%Vf.Al2O3with reduction of 78% (282MPa, 62.4% IACS) may exceed the properties of the electrical conductor wires that have been used in power transmission such as Stabiloy (Al-0.5Fe-0.22Cu) whichhas tensile and electricity properties are 114MPa and 61.8% IACS."

"ABSTRAKTelah dilakukan penelitian pengaruh penambahan Fe dan Sr berhadap perubahan struktur mikro paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si terutama terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas paduan dengan metode vakum (vacum suction test). Perancangan dan pembuatan alat uji fluiditas metode vakum ini dilakukan untuk meminimalisasi kekurangan-kekurangan yang didapat dari pengujian fluiditas metode spiral dan metode lainnya. Hasil perancangan dan pembuatan alat ini untuk mendapatkan pengukuran temperatur dan kecepatan tuang yang lebih presisi pada saat melakukan pengujian fluiditas. Penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya, beberapa telah meneliti penggunaan Sr sebagai modifier, akan tetapi belum ada penelitian yang memfokuskan pada keterkaitan antara Sr sebagai modifier dan nilai fluditas dari paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si menggunakan metode vakum. Penelitian yang dilakukan pada prinsipnya dibagi ke dalam beberapa bagian, yaitu pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum dan validitasnya, pembuatan master alloy hipoeutektik dan eutektik serta karakterisasinya, dan rekayasa penambahan unsur Fe dan Sr pada kedua paduan untuk melihat pengaruh penambahan Fe dan Sr terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas kedua paduan.Karakterisasi yang dilakukan adalah analisis struktur mikro, terutama fasa intermetalik yang terbentuk pada paduan Al-7% Si dan Al-11% Si secara kuantitatif dan kualitatif, menggunakan mikrosokop elektron yang dilengkapi spektroskopi sinar-X (SEM/EDX) dan difraksi sinar-X (XRD).Dalam pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum, pengujian validasi dengan menambahkan modifier Sr dan grain refiner Al5TiB pada paduan komersial ADC12 didapatkan hasil yang sesuai dengan literatur. Penambahan 0,03% Sr memberikan nilai fluiditas yang paling baik, sedangkan penambahan 0,15% Al5TiB menghasilkan butir yang halus dan nilai fluiditas yang paling baik. Sementara itu, waktu proses degassing sangat menentukan nilai fluiditas, karena semakin lama waktu degassing yang diberikan akan meningkatkan nilai fluiditas paduan komersial ADC12. Hal ini dapat dipahami karena proses degassing akan mengikat gas hidrogen yang ada dalam logam cair, dimana keberadaan gas ini akan menyebabkan cacat pada produk cor.Dari hasil pengujian dan validasi variasi jenis pipa dan tekanan didapatkan bahwa, dalam penelitian ini, pipa tembaga dengan tekanan 8 inHg yang paling baik untuk digunakan. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-7% Si yang ditambahkan Fe, didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Hal ini dapat dipahami karena Fe akan membentuk senyawa intermetalik Al-Fe-Si yang mengganggu proses mampu alir paduan aluminium dimana semakin banyaknya fasa intermetalik yang terbentuk akan semakin menurunkan fluiditasnya.Pengujian fluiditas paduan Al-7% Si yang ditambahkan 1,2% Fe; 1,4% Fe; dan 1,6% Fe serta 0,015% Sr- 0,045% Sr memberikan hasil bahwa dengan semakin tingginya temperatur tuang maka nilai fluiditas akan semakin tinggi pada semua komposisi. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas yang paling tinggi pada setiap komposisi; dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek. Dengan bertambahnya kadar Fe maka ukuran panjang dan lebar maupun fraksi luas intermetalik fasa intermetalik β-Al5FeSi akan semakin meningkat. Pada paduan Al-7% Si didapatkan fasa intermetalik yang paling panjang pada penambahan 1,6% Fe yaitu 22,21 μm dan yang paling pendek pada penambahan 1,2% Fe yaitu 9,66 μm. Untuk fraksi luas intermetalik yang terbentuk, dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 1,2% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 3,67%, sedangkan pada penambahan 1,4% Fe dan1,6% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 4,03% dan 5,23% Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-11% Si yang ditambahkan Fe, juga didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Sedangkan pengujian fluiditas paduan Al-11%Si yang ditambahkan Fe dan Sr yang bervariasi juga memberikan hasil yang sama seperti pada paduan Al-7% Si, dimana dengan semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas paduan akan turun, sedangkan nilai fluiditas yang paling tinggi diberikan oleh penambahan Sr sebesar 0,03%. Pada penambahan 1% Fe memberikan fasa intermetalik yang paling panjang yaitu 50,25 μm, sedangkan fasa intermetalik yang paling pendek diberikan oleh penambahan 0,6 % Fe yaitu 21,3 μm. Pada paduan Al-11% Si umumnya dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 0,6% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 1,01%, sedangkan pada penambahan 0,8% Fe dan 1% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 1,16% dan 2,26%.Hasil pengujian fluiditas, baik pada paduan Al-7% Si maupun pada paduan Al-11 %Si memperlihatkan adanya kecendrungan bahwa dengan bertambahnya kadar Fe, akan semakin menurunkan nilai fluiditasnya; akan tetapi apabila ditambahkan dengan Sr, nilai fluiditasnya akan kembali naik. Perubahan nilai fluiditas ini didukung oleh morfologi struktur mikro dari hasil pengujian SEM yang memperlihatkan adanya matrik aluminium, struktur silikon, dan fasa intermetalik. Komposisi yang didapatkan melalui perkiraan hasil EDX diperkuat dengan data dari hasil pengujian XRD yang kemudian mengidentifikasi akan adanya fasa intermetalik α dan β . Akan tetapi, jika pada kedua paduan ini ditambahkan modifier Sr maka terjadi perubahan morfologi fasa intermetalik.Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa Sr berfungsi mengubah struktur mikro fasa intermetalik yang panjang menjadi lebih pendek dan bulat sehingga akan menaikkan nilai fluiditas dari kedua paduan ini. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas paling baik pada setiap komposisi , dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek.

---

ABSTRACTThe effect of Fe and Sr addition on the intermetallic phase(s) formation and fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys has been investigated. Vacuum suction test equipment development for fluidity test was designed to minimize the disadvantages from spiral and other fluidity test methods. This fluidity test design was aiming at obtaining a precise temperature measurement and pouring rate in the fluidity test. Many researchers have investigated the role of Sr as a modifier but none of them focused in the relationship of Sr as a modifier and its effect on the fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys by using vacuum suction test.In this investigation, the work is divided into several sections, i.e. vacuum suction test equipment designing and development for fluidity test and its validity, synthesis of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys (master alloys) and their characterization, and effect of Fe and Sr elements addition into the master alloys on the intermetalic phase(s) formation and fluidity. The characterization that has been carried out including microstructure by using electron microscope (SEM/EDX) and X-ray diffraction (XRD).In the test equipment designing and development for fluidity test, validation test on the addition of Sr and grain refiner Al5TiB into commercial ADC12 alloy gives the same result as in literatures, in which the addition of 0.03% Sr gives the best performance while addition of 0.15% Al5TiB results in fine grain and the best fluidity. At the same time, degassing time affects the flowability greatly in which the more time for degassing the better the fluidity of the commercial ADC12 alloy. This can be understood since the degassing process will reduce the hydrogen gas in the melt, which may cause defect in the casting product. The validation test on the vacuum suction equipment also shows that, in this investigation, copper tube with a pressure of 8 inHg provides the best performance.The fluidity test on the Al-7% Si alloy with the addition of Fe shows that the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity. This can be understood since Fe will form an intermetalic phase of Al-Fe-Si, which will interfere and further slow down the flowability of aluminum alloys. At the same time, addition of 1.2% Fe; 1.4% Fe and 1.6% Fe, and 0.015% Sr ? 0.045% Sr shows that the flowability of the alloy increases with the increasing of temperature at all compositions. In this investigation, addition of 0.03% Sr results in the highest fluidity; in this instance, addition of 0.03% Sr will modify lath primary silicon intermetallic phase to become more round and changes the intermetallic phase morphology shorter than that of without Sr addition. The formation of intermetallic phase β-Al5FeSi within Al-7% Si alloy increase with Fe content. This can be understood since the ability of Sr to modify the intermetallic phase decreases with the increase of Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of β-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase. In this investigation, the intermetallic phase with the maximum length of 22.2 μm occurs at the addition of 1.6% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 9.66 μm occurs at the addition of 1.2% Fe. In the event that Sr element is added into the alloys containing these Fe contents, the size of the intermetallic phases changes with the average length of 11.3 μm. In general, the increasing content of Fe results in the increasing area fraction of the intermetallic phase. Addition of 1.2% Fe results in intermetallic area fraction of 3.67%, whilst addition of 1.4% Fe and 1.6% Fe results in the intermetallic area fractions of 4.03% and 5.23% respectively.Fluidity test on the Al-11 % Si alloy with the addition of Fe also shows that the more Fe content the less the fluidity of the alloy. At the same time, fluidity test on the Al- 11% Si alloy with the addition of various Fe and Sr compositions also results in the same way as that of Al-7% Si alloy, in which the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity, while the highest fluidity is given by the addition of 0.03% Sr. The formation of intermetallic phase β-Al5FeSi within Al-11% Si alloy also increase with Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of β-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase, in which the intermetallic phase with the maximum length of 50,25 μm occurs at the addition of 1.0% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 21,3 μm occurs at the addition of 0.6% Fe. Addition of 0.6% of Fe results in intermetallic area fraction of 1,01%; while addition of 0.8% and 1.0% results in area fractions of 1.16% and 2.26%, respectively. The fluidity tests of both Al-7% Si and Al-11% Si alloys show the same trend in which the more Fe content the less the fluidity, while addition of Sr increases the fluidity. The change in this fluidity result is supported by morphology and microstructure of the alloys taken from the SEM, which shows an aluminum matrix, silicon structure, and intermetallic phases. The predicted compositions from EDX analysis are supported by XRD data analysis, which identifies the presence of the intermetallic phases of α and β. However, in the event that Sr is added into these two alloys, the intermetallic phases will be change. It can be concluded that Sr has an effect on the microstructure of the intermetallic phases, in which the addition of 0.03% Sr gives the best fluidity at all compositions; in this instance, addition of 0.03% Sr modifies primary lath silicon into more round and changes the intermetallic phases morphology to become shorter than that of without Sr addition."

"Die soldering adalah fenomena melengketnya produk cor dengan cetakan akibat reaksi interface antara aluminium cair dengan material cetakan. Akibat tingginya afinitas aluminium terhadap besi, unsur besi dari material cetakan berdifusi menuju aluminium cair membentuk lapisan intermetalik pada permukaan cetakan. Kemudian, sehingga aluminium cair menempel pada permukaan cetakan dan tertinggal setelah pelepasan hasil pengecoran. Fenomena ini mengakibatkan terjadinya kegagalan cetakan dan menurunnya kualitas permukaan hasil coran, sehingga mengarah kepada penurunan produktivitas dan peningkatan biaya produksi pengecoran. Untuk mencegah terjadinya die soldering, pembentukan lapisan intermetalik pada permukaan cetakan harus dihindari atau diminimalisir. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari morfologi dan karakteristik lapisan intermetalik AlxFeySiz yang terbentuk selama proses reaksi antar muka pada saat pencelupan. Sampel uji yang digunakan yaitu baja perkakas jenis H13 hasil temper, yang dicelup pada paduan Al-7%Si dan Al-12%Si yang telah ditambah 0,1%, 0,3%, 0,5%, dan 0,7% Mn pada temperatur tahan 6800C,7000,C , dan 7200,C dengan putaran 2500, 3000, 3500 rpm. Hasil penelitian menunjukkan dua lapisan intermetalik terbentuk pada permukaan baja perkakas H13 yakni compact intermetallic layer dan broken intermetalik layer dengan fasa intermetalik AlxFey, ketebalan lapisan broken layer rata-rata lebih tebal dibanding compact layer. Demikian pula kekerasan compact layer lebih tinggi dibandingkan broken layer. Penambahan 0.3 - 0.5 %Mn pada paduan Al-7%Si pada suhu 7200C, dan Al-12%Si dengan penambahan 0.7 %Mn dengan waktu kontak 30 menit pada suhu 7000C, menunjukkan hasil signifikan dalam menurunkan lapisan intermetalik, pada rentang kecepatan 2500 - 3000 rpm, pada penambahan 0.1 Mn. Pada suhu 7000C ketebalan lapisan intermetalik meningkat dengan meningkatnya kecepatan, dan kekerasan temper lebih tebal dibandingkan dengan kekerasan over temper.

---

Die soldering is the stickiness phenomenon of the mold to cast products due to the reaction between liquid aluminum interface with the mold material. The high degree of aluminum affinity toward iron led to the iron element of die material to diffuse into liquid aluminum and form an intermetallic layer on the die surface. Then, the liquid aluminum adheres on the die surface and left behind after the release of casting product. This phenomenon induce a failure in the die and decrease surface quality of the casting product, which lead to decrease in productivity and increase in casting production cost. To prevent die soldering, the forming of intermetallic layer on die surface must be avoided or minimized.

This research was conducted to study about the morphology and characteristic of AlxFeySiz intermetallic layer, which formed during interface reaction process during of dipping process. The speciment used are tool steel type H13 that has been tempered, which dipped in Al- 7% and Al-12%Si alloy with the addition of Mn as much as 0.1%, 0.3%, 0.5%, and 0.7%, holding temperature on, 6800C, 7000 and 7200C, with rotational speed 2,500, 3,000, and 3,500 rpm.

The research showed that two intermetallic layers was formed on the surface of H13 tool steel, namely compact intermetallic layer and broken intermetalik layer with AlxFey intermetallic phase. The thickness of broken layer is higher than compact layer but the hardness of compact layer is higher than broken layer. The addition of 0.3 - 0.5 Mn in the alloy Al-7% Si at a temperature of 7200 C, and Al-12% Si 0.7 Mn with the addition of 30 minutes of contact time at a temperature of 7000C significantly lower intermetallic layer, the speed range 2500-3000 rpm, the addition of 0.1 Mn , at a temperature of 7000C intermetallic layer thickness increases with increasing speed,. The Hardness of temper is higher than the hardness of over temper."

"Pada penelitian ini akan dibuat material komposit aluminium dengan penguat Al2O3. Material ini mempunyai kekuatan tinggi dan ringan yang nantinya akan digunakan sebagai material alternatif untuk pipa tanpa sambungan. Metode pembuatan pipa tanpa sambungan ini melalui proses Stir Casting dan Centrifugal Casting. Dari hasil penelitian, menunjukkan bahwa dengan penambahan penguat Al2O3 akan meningkatkan sifat mekanik komposit. Nilai kekerasan meningkat seiring dengan penambahan penguat. Pengaruh dari variabel proses pada penelitian ini di analisa dengan pengamatan struktur mikro, SEM-EDX. Dari hasil pengamatan terlihat bahwa munculnya fasa baru MgO dan MgAl2O4 akan meningkatkan wettability dan sifat mekanik komposit. Nilai porositas dan nilai kekerasan komposit akan meningkat akibat pengaruh dari %Vf Al2O3 dan %wt Mg. Nilai kekerasan tertinggi dicapai sebesar 54HRB pada 20% Vf Al2O3. Dari hasil penelitian komposit aluminum dengan penguat partikel keramik diperoleh suatu desain material komposit yang mempunyai sifat mekanik yang unggul, seperti kekuatan, kekerasan dan tahan temperatur tinggi serta ringan. Sehingga dari hasil penelitian ini dapat diaplikasikan untuk bahan alternatif material pipa tanpa sambungan yang awalnya berbahan baja untuk diganti dengan komposit Al/Al2O3.

---

In this study will be made of aluminum composite material with Al2O3 reinforcement. This material has high strength and light weight which will be used as an alternative material for seamless pipe. Method for making seamless pipe through the process of Stir Casting and Centrifugal Casting.

From the results of the study, indicate that the addition of Al2O3 reinforcement will improve the mechanical properties of the composite. Hardness value increases with the addition of reinforcement. Influence of process variables in this study analyzed the microstructure observation, SEM-EDX.

From the observation seen that advent of a new phase of MgO and MgAl2O4 will increase the wettability and mechanical properties of the composite. Porosity value and the value of the composite hardness will increase due to the influence of % Vt Al2O3. The highest hardness values reached in 54 HRB of 20%Vf Al2O3.

From the research of composite aluminum with ceramic particles reinforcement obtained a composite material design which has superior mechanical properties, such as strength, hardness and high temperature resistant and lightweight. So that the results of this study can be applied to alternative materials seamless pipe material which was originally made of steel to be replaced with a composite Al/ Al2O3. "

"Paduan alumunium merupakan material yang sangat luas penerapannya sebagai material struktural khususnya untuk teknologi dirgantara dan otomotif. Permasalahan utama pada pembuatan komposit Al-SiCp adalah kemampubasahan yang rendah antara matrik Al terhadap penguat SIC yang dibuat pada proses temperatur rendah. Pada penelitian ini partikel SiC dilapisi dengan AlMg-oksida yang diperoleh dengan proses electroless plating di dalam larutan elektrolit HNO3 (68%) dalam dua macam larutan elektrolit yang masingmasing berbeda konsentrasi Mg nya (0,0008 mol dan 0,01 mol) dan konsentrasi Al dibuat tetap 0,018 mol. Semua komposit Al-SiCp divariasi fraksi volume silikon karbida (Vf = 10, 20, 30 dan 40%) dan proses pembentukan green density dilakukan dengan gaya kompaksi sebesar 15 kN dalam arah tunggal dilingkungan atmosfir. Masing-masing komposisi Al-SiCp disinter dengan temperatur sinter bervariatif 500, 550 dan 600°C dan waktu tahnnya bervariatif 2, 4 dan 6 jam dalam lingkungan vakum. Sampel komposit dengan kandungan konsentrasi pelapisan Mg (0,0008 mol) atau sama dengan 0,02 gr Mg dikodekan dengan Al-SiCp(0,02), sedangkan yang konsentrasi Mg (0,01 mol) sama dengan 0,35 gr Mg dikodekan dengan Al-SiCp(0,25). Pada pengamatan mikrostruktur menunjukkan konsentrasi cairan elektrolit dengan konsentrasi Mg (0,0008 mol) yang digunakan dalam pelapisan permukaan artikel SiC lebih homogen membentuk oksida logam pada permukaan partikel SiC dibandingkan menggunakan elektrolit dengan konsentrasi Mg(0,01 mol ) yang lebih tinggi. Pengaruh peningkatan fraksi volume penguat menunjukkan kecenderungan peningkatan kerapatan dan penurunan porositas pada komposit Al-SiCp. Berdasarkan pengamatan dan analisa pada sampel uji Al-SiCp(0,02) semua komposisi, perlakuan temperatur sinter dan waktu tahannya menunjukkan sifat mekanik dan fisis yang lebih baik dibanding dengan komposit Al-SiCp(0,25). Data modulus elastisitas pada komposit Al-SiCp(0,02) yang diperoleh dengan kandungan fraksi volume penguat 10-40% mengindikasikan ikatan antar permukaan yang baik antara matrik dan penguatnya, dimana pada daerah antarmukanya terbentuk fase spinel yang berperan sebagai pengikat antara matrik Al dan penguat SiC. Pada Al-SiCp(0,25) banyak ditemukan fasa alumunium karbida yang bersifat distruktif, karena dapat menurunkan aspek kebasahan antara matrik dan penguat pada komposit isotropik Al-SiCp.

---

Aluminum alloy is a material, which its used widely as a structural material especially in the materials aerospace and automotive. The main problem of a Al-SiCp composites produce it has low wettability interaction interfacial between Al and SiC, if the composites have made in low temperature. In these research SiC particles were coated with AlMg-oxide film obtained by electroless plating in liquid electrolyte HNO3 (68%), and liquid electrolyte made two kind which of each difference Mg concentrations (0,008 mole and 0, 01 mole) and a concentration Al have made constant is 0,018 mole. All of Al-SiCp composites have varieties volume fractions of the silicone carbide reinforcement (Vf = 10, 20, 30 and 40 %) and they were produced under identical conditions of the same single pressing 15 kN in atmospheric behavior to make green density, also they have varieties holding time and temperature sintering. The each of the four Al-SiCp composition were sintered at three different temperatures namely 500, 550,600°C for holding time are 2, 4, 6 hours in vacuum condition. The composite sample with coating concentration of Mg (0,0008 mole) or equivalent with Mg(0,02 gr) is code by Al-SiCp(0,02) and Mg (0,01 mole) equivalent with Mg (0,25 gr) is code by Al-SiCp(0,25). Microstructural investigations show that on the surface of SiC particles is coated by electrolyte liquid with low concentration Mg (0, 0008 mole) more homogenous formatting of metal oxide on surface SiC particles than electrolyte with high concentration Mg(0,01 mole). The effect of increasing volume fraction of reinforcement have shown tend to increase density and decrease porosity of the composites. Base on observation and analysis in the sample have shown all of the Al-SiCp (0,02) composites in all of volume fraction, sintering and holding time sinter more better mechanical and physical properties than Al-SiCp(0,25) composites. Elastic modulus data obtained composites Al-SiCp(0,02) containing a volume fraction reinforcement 10 to 40 % indicate better interfacial bounding between matrix and reinforcement, where in these composition in interfacial between Al and SiC formatting spinel phase which it have capability to increase of the bonding particles. The Al-SiCp(0,25) composites have found many alumunium carbide in the interfacial bounding between Al and SiC, which it is can decrease wetability between Al and SiC on isotropic Al-SiCp composites."

"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."

"ABSTRAKTelah dilakukan penelitian pengaruh penambahan Fe dan Sr berhadap perubahan struktur mikro paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si terutama terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas paduan dengan metode vakum (vacum suction test). Perancangan dan pembuatan alat uji fluiditas metode vakum ini dilakukan untuk meminimalisasi kekurangan-kekurangan yang didapat dari pengujian fluiditas metode spiral dan metode lainnya. Hasil perancangan dan pembuatan alat ini untuk mendapatkan pengukuran temperatur dan kecepatan tuang yang lebih presisi pada saat melakukan pengujian fluiditas. Penelitian yang telah dilakukan oleh para peneliti sebelumnya, beberapa telah meneliti penggunaan Sr sebagai modifier, akan tetapi belum ada penelitian yang memfokuskan pada keterkaitan antara Sr sebagai modifier dan nilai fluditas dari paduan hipoeutektik Al-7% Si dan paduan eutektik Al-11% Si menggunakan metode vakum. Penelitian yang dilakukan pada prinsipnya dibagi ke dalam beberapa bagian, yaitu pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum dan validitasnya, pembuatan master alloy hipoeutektik dan eutektik serta karakterisasinya, dan rekayasa penambahan unsur Fe dan Sr pada kedua paduan untuk melihat pengaruh penambahan Fe dan Sr terhadap pembentukan fasa intermetalik dan nilai fluiditas kedua paduan. Karakterisasi yang dilakukan adalah analisis struktur mikro, terutama fasa intermetalik yang terbentuk pada paduan Al-7% Si dan Al-11% Si secara kuantitatif dan kualitatif, menggunakan mikrosokop elektron yang dilengkapi spektroskopi sinar-X (SEM/EDX) dan difraksi sinar-X (XRD). Dalam pembuatan peralatan uji fluiditas metode vakum, pengujian validasi dengan menambahkan modifier Sr dan grain refiner Al5TiB pada paduan komersial ADC12 didapatkan hasil yang sesuai dengan literatur. Penambahan 0,03% Sr memberikan nilai fluiditas yang paling baik, sedangkan penambahan 0,15% Al5TiB menghasilkan butir yang halus dan nilai fluiditas yang paling baik. Sementara itu, waktu proses degassing sangat menentukan nilai fluiditas, karena semakin lama waktu degassing yang diberikan akan meningkatkan nilai fluiditas paduan komersial ADC12. Hal ini dapat dipahami karena proses degassing akan menarik gas hidrogen yang ada dalam logam cair, dimana keberadaan gas ini akan menyebabkan cacat pada produk cor. Dari hasil pengujian dan validasi variasi jenis pipa dan tekanan didapatkan bahwa, dalam penelitian ini, pipa tembaga dengan tekanan 8 inHg yang paling baik untuk digunakan. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-7% Si yang ditambahkan Fe, didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Hal ini dapat dipahami karena Fe akan membentuk senyawa intermetalik Al-Fe-Si yang mengganggu proses mampu alir paduan aluminium dimana semakin banyaknya fasa intermetalik yang terbentuk akan semakin menurunkan fluiditasnya. Pengujian fluiditas paduan Al-7% Si yang ditambahkan 1,2% Fe; 1,4% Fe; dan 1,6% Fe serta 0,015% Sr- 0,045% Sr memberikan hasil bahwa dengan semakin tingginya temperatur tuang maka nilai fluiditas akan semakin tinggi pada semua komposisi. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas yang paling tinggi pada setiap komposisi; dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek. Dengan bertambahnya kadar Fe maka ukuran panjang dan lebar maupun fraksi luas intermetalik fasa intermetalik ?-Al5FeSi akan semakin meningkat. Pada paduan Al-7% Si didapatkan fasa intermetalik yang paling panjang pada penambahan 1,6% Fe yaitu 22,21 ?m dan yang paling pendek pada penambahan 1,2% Fe yaitu 9,66 _m. Untuk fraksi luas intermetalik yang terbentuk, dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 1,2% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 3,67%, sedangkan pada penambahan 1,4% Fe dan1,6% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 4,03% dan 5,23%. Dari hasil pengujian fluiditas pada paduan Al-11% Si yang ditambahkan Fe, juga didapatkan bahwa semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas semakin turun. Sedangkan pengujian fluiditas paduan Al-11%Si yang ditambahkan Fe dan Sr yang bervariasi juga memberikan hasil yang sama seperti pada paduan Al-7% Si, dimana dengan semakin tinggi kadar Fe yang ditambahkan maka nilai fluiditas paduan akan turun, sedangkan nilai fluiditas yang paling tinggi diberikan oleh penambahan Sr sebesar 0,03%. Pada penambahan 1% Fe memberikan fasa intermetalik yang paling panjang yaitu 50,25 _m, sedangkan fasa intermetalik yang paling pendek diberikan oleh penambahan 0,6 % Fe yaitu 21,3 _m. Pada paduan Al-11% Si umumnya dengan penambahan Fe yang semakin tinggi, akan menghasilkan fraksi luas intermetalik yang semakin besar. Pada penambahan 0,6% Fe menghasilkan fraksi luas intermetalik 1,01%, sedangkan pada penambahan 0,8% Fe dan 1% Fe masing-masingnya menghasilkan fraksi luas 1,16% dan 2,26%. Hasil pengujian fluiditas, baik pada paduan Al-7% Si maupun pada paduan Al-11 %Si memperlihatkan adanya kecendrungan bahwa dengan bertambahnya kadar Fe, akan semakin menurunkan nilai fluiditasnya; akan tetapi apabila ditambahkan dengan Sr, nilai fluiditasnya akan kembali naik. Perubahan nilai fluiditas ini didukung oleh morfologi struktur mikro dari hasil pengujian SEM yang memperlihatkan adanya matrik aluminium, struktur silikon, dan fasa intermetalik. Komposisi yang didapatkan melalui perkiraan hasil EDX diperkuat dengan data dari hasil pengujian XRD yang kemudian mengidentifikasi akan adanya fasa intermetalik ?dan ? . Akan tetapi, jika pada kedua paduan ini ditambahkan modifier Sr maka terjadi perubahan morfologi fasa intermetalik. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa Sr berfungsi mengubah struktur mikro fasa intermetalik yang panjang menjadi lebih pendek dan bulat sehingga akan menaikkan nilai fluiditas dari kedua paduan ini. Pada penambahan 0,03% Sr didapatkan nilai fluiditas paling baik pada setiap komposisi , dalam hal ini penambahan 0,03% Sr akan memodifikasi silikon primer menjadi lebih bulat dan mengubah morfologi fasa intermetalik menjadi lebih pendek.

---

ABSTRACTThe effect of Fe and Sr addition on the intermetallic phase(s) formation and fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys has been investigated. Vacuum suction test equipment development for fluidity test was designed to minimize the disadvantages from spiral and other fluidity test methods. This fluidity test design was aiming at obtaining a precise temperature measurement and pouring rate in the fluidity test. Many researchers have investigated the role of Sr as a modifier but none of them focused in the relationship of Sr as a modifier and its effect on the fluidity of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys by using vacuum suction test. In this investigation, the work is divided into several sections, i.e. vacuum suction test equipment designing and development for fluidity test and its validity, synthesis of the hypoeutectic Al-7% Si and eutectic Al-11% Si alloys (master alloys) and their characterization, and effect of Fe and Sr elements addition into the master alloys on the intermetalic phase(s) formation and fluidity. The characterization that has been carried out including microstructure by using electron microscope (SEM/EDX) and X-ray diffraction (XRD). In the test equipment designing and development for fluidity test, validation test on the addition of Sr and grain refiner Al5TiB into commercial ADC12 alloy gives the same result as in literatures, in which the addition of 0.03% Sr gives the best performance while addition of 0.15% Al5TiB results in fine grain and the best fluidity. At the same time, degassing time affects the flowability greatly in which the more time for degassing the better the fluidity of the commercial ADC12 alloy. This can be understood since the degassing process will reduce the hydrogen gas in the melt, which may cause defect in the casting product. The validation test on the vacuum suction equipment also shows that, in this investigation, copper tube with a pressure of 8 inHg provides the best performance. The fluidity test on the Al-7% Si alloy with the addition of Fe shows that the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity. This can be understood since Fe will form an intermetalic phase of Al-Fe-Si, which will interfere and further slow down the flowability of aluminum alloys. At the same time, addition of 1.2% Fe; 1.4% Fe and 1.6% Fe, and 0.015% Sr ? 0.045% Sr shows that the flowability of the alloy increases with the increasing of temperature at all compositions. In this investigation, addition of 0.03% Sr results in the highest fluidity; in this instance, addition of 0.03% Sr will modify lath primary silicon intermetallic phase to become more round and changes the intermetallic phase morphology shorter than that of without Sr addition. The formation of intermetallic phase ?-Al5FeSi within Al-7% Si alloy increase with Fe content. This can be understood since the ability of Sr to modify the intermetallic phase decreases with the increase of Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of ?-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase. In this investigation, the intermetallic phase with the maximum length of 22.2 _m occurs at the addition of 1.6% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 9.66 _m occurs at the addition of 1.2% Fe. In the event that Sr element is added into the alloys containing these Fe contents, the size of the intermetallic phases changes with the average length of 11.3 _m. In general, the increasing content of Fe results in the increasing area fraction of the intermetallic phase. Addition of 1.2% Fe results in intermetallic area fraction of 3.67%, whilst addition of 1.4% Fe and 1.6% Fe results in the intermetallic area fractions of 4.03% and 5.23% respectively. Fluidity test on the Al-11 % Si alloy with the addition of Fe also shows that the more Fe content the less the fluidity of the alloy. At the same time, fluidity test on the Al-11% Si alloy with the addition of various Fe and Sr compositions also results in the same way as that of Al-7% Si alloy, in which the increasing of Fe content results in decreasing of the fluidity, while the highest fluidity is given by the addition of 0.03% Sr. The formation of intermetallic phase ?-Al5FeSi within Al-11% Si alloy also increase with Fe content. With the increase of Fe content, the fraction of ?-Al5FeSi increases both in length and area fraction of the intermetallic phase, in which the intermetallic phase with the maximum length of 50,25 _m occurs at the addition of 1.0% Fe while the intermetallic phase with the shortest length of 21,3 _m occurs at the addition of 0.6% Fe. Addition of 0.6% of Fe results in intermetallic area fraction of 1,01%; while addition of 0.8% and 1.0% results in area fractions of 1.16% and 2.26%, respectively. The fluidity tests of both Al-7% Si and Al-11% Si alloys show the same trend in which the more Fe content the less the fluidity, while addition of Sr increases the fluidity. The change in this fluidity result is supported by morphology and microstructure of the alloys taken from the SEM, which shows an aluminum matrix, silicon structure, and intermetallic phases. The predicted compositions from EDX analysis are supported by XRD data analysis, which identifies the presence of the intermetallic phases of ? and ?. However, in the event that Sr is added into these two alloys, the intermetallic phases will be change. It can be concluded that Sr has an effect on the microstructure of the intermetallic phases, in which the addition of 0.03% Sr gives the best fluidity at all compositions; in this instance, addition of 0.03% Sr modifies primary lath silicon into more round and changes the intermetallic phases morphology to become shorter than that of without Sr addition."