Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Litium titanat (Li4Ti5O12) merupakan salah satu alternatif elektroda anoda yang dapat menggantikan grafit pada baterai Li-ion. Kelebihan litium titanat dibandingkan grafit adalah kestabilan struktur kristal hampir tidak mengalami perubahan selama interkalasi dan de-interkalasi ion Li+. Namun seiring dengan kebutuhan akan baterai dengan kapasitas yang tinggi, kian mendorong untuk meningkatkan kapasitas baterai Li-ion. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkanya adalah dengan menggabungkanya dengan material silikon yang memiliki kapasitas yang tinggi mencapai 4200 mAh/g. Namun ekspansi volume Si menyebabkan keruntuhan elektroda dan hilangnya kapasitas. Oleh karna itu digunakanlah Si nano untuk meminimalisir efek ekspansi volume. Penelitian ini dilakukan proses fabrikasi baterai dengan penambahan Si nano partikel dengan variasi berat 5%, 10% dan 15%. . Karakterisasi material awal Si nano dengan menggunakan TEM-EDS dan XRD menunjukan adanya unsur oksigen dan fasa SiO pada partikel Si nano. Baterai sel koin dibuat sel setengah dengan menggunakan Li4Ti5O12 sebagai katoda dan logam litium sebagai anoda. Uji performa sel baterai dengan electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV) dan charge discharge (CD). Nilai konduktivitas semakin menurun seiring dengan peningkatan kadar Si nano, pada hasil pengujian CV menunjukan kapasitas paling tinggi pada penambahan 5% Si nano yaitu mencapai 197,09. Hasil pengujian CD menunjukan semakin meningkatnya kadar Si nano kapasitasnya semakin menurun ...... Lithium titanate (Li4Ti5O12) could be used as anode electrode in Li-ion battery, replaces graphite in Li-ion battery application. Crystal structure lithium titanate is more stable than graphite, it doesn?t changing during intercalation and de-intercalation process Li+ ions. but along with a high demand for batteries with high capacity, leading to increase the capacity of Li-ion batteries. that can be improved by combining LTO with the silicon material that has a high capacity reached about 4200 mAh/g, but the volume expansion properties of silicon led to collapse and lost its capacity. Therefore nanoscale silicon is used to minimize the effect of their expansion. This research carried out fabrication process li-ion battery with the addition of silicon nano material with variation weight 5%,10% and 15%. First, nano silicon initial material characterization using TEM-EDS and XRD, showed the presence of the element oxygen and SiO phase on Si nano particles. Then charaterized in coin cell types, half cell using Li4Ti5O12 as a cathode and lithium metal as the anode. Furthermore, battery performance tested with electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV) and charge discharge (CD). From EIS testing, the conductivity values descrease along with increasing weight of Si nano particles. The CV showed the highest capacity on the addition of 5% Si nano, reaching 197,09. The CD showed the increasing weight of Si nano, the capacity descrease.

Abstrak :
Paduan biner Mg-Gd memiliki potensi sebagai material implan yang mudah larut dalam tubuh. Penambahan sedikit gadolinium dapat memperbaiki sifat mekanik dan laju korosi sehingga memenuhi syarat sebagai material implan yang sesuai dengan kondisi tubuh. Penelitian ini bertujuan untuk merancang paduan Mg-1,6Gd sebagai material implan yang mudah larut yang memiliki sifatsifat mekanik yang baik dan laju korosi terkontrol setelah diproses termomekanik. Paduan tersebut diproses melalui ekstrusi panas dan canai panas dalam rentang temperatur 300-550°C dengn variasi reduksi ketebalan. Sampel diekstrusi panas dengan kecepatan 1 mm/s dengan ratio ekstrusi 30dan sampel canai panas dengan reduksi 30% dan 95%, kecepatan 10 m/min. Proses canai dilakukan dengan dua metode yaitu canai searah dan canai silang. Canai searah dilakukan searah dengan putaran rol, sesuai dengan reduksi dan canai silang membentuk sudut 90° dari setiap tahap rol. Pada rol reduksi 30% dilakukan sekali rol, sementara rol reduksi 95% searah dilakukan multi pass (40%, 40 %, 15% setiap tahap) dan rol reduksi 95% silang dilakukan 23,75% setiap tahap. Paduan Mg-1,6Gd membentuk senyawa intermetallik (Mg5Gd) menyebar di dalam dan dibatas butir untuk semua proses termomekanik. Ekstrusi menghasilkan ukuran butir terkecil dibanding kedua proses canai yaitu mencapai 14um dengan kekerasan 48,7 HVN. Kekuatan tarik dan luluh juga dihasilkan paling tinggi pada proses ini yaitu 232 MPa dan 142 MPa. Sementara proses canai hanya memilki ukuran butir dalam rentang 50-400 um, namun kekerasan rata-rata proses canai lebih tinggi dari ekstrusi yaitu 40-66 HVN. Canai searah 95% menghasilkan kekuatan tarik dan luluh lebih tinggi dari canai 30% yaitu adalah 197 MPa, 157 MPa dan keuletan 26 %. Pada awal perendaman paduan Mg-1,6Gd memiliki laju korosi yang tinggi untuk kedua larutan (SBF dan Ringers). Selanjutnya pada perendaman lama (14 hari) laju korosi cenderung menurun, dikarenakan telah terbentuk lapisan pasif. Ekstrusi menghasilkan laju korosi yang tertinggi dibanding canai yaitu 4.4 mmpy setelah imersi 3 hari dalam larutan Ringers. Melalui polarisasi, canai 95% menghasilkan laju korosi tertinggi (5,7 mmpy). Pengujian sitotoksisitas untuk ketiga proses termomekanik menunjukkan sampel ini tidak menghasilkan toksin karena ratarata hasil % viabilitas diatas viabilitas kontrol (75%). Paduan Mg-1,6Gd setelah proses termomekanik mampu memiliki sifat-sifat mekanik yang baik, laju korosi terkontrol dan tidak toksik untuk digunakan sebagai material implan mampu luruh sesuai kondisi tubuh.

---

Binary Mg-Gd alloys have been the potential as biodegradable implant materials. The small addition of element Gd could improve the mechanical properties and corrosion rate that the alloy can be used as implant materials for the body condition. This study aims to design the Mg-1.6Gd alloy as degradable implant that it has good mechanical properties and corrosion rate after thermomechanical process. The Mg-1,6Gd alloys is processed by the hot extrusion and the severely hot rolled in the temperature range 300-550°C with the different reduction. The samples were hot extruded with a speed of 1 mm/s, a ratio of 30 and a hot rolled with a reduction of 30% and 95% and a speed of 10 m/min. The rolling process is done by two methods: Unidirectional rolling (UR) and cross-rolling (CR). UR is carried out in the direction of rotation of the rolland CR formed an angle of 90 from each stage of the roll. The roll of 30% reduction is done only one roll, while the UR of 95% reductionis done multi pass (40%, 40%, 15% each stage) and the CR of 95% reduction is done at 23.75% per stage.The Mg-1.6Gd alloys forms intermetallic compounds (Mg5Gd) and spread inside and grain boundaries for all thermomechanical processes. The hot extrusion resulted the smallest grain size compared to both the rolling process, which the grain size of 14 um and the hardness of 48.7HVN. The highest strength and yield are 232 MPa and 142 MPa for this the extrusion process.The hot rolled samples have the grain size of 50-130um but the average hardness of the this process is higher than that of 40-66 HVN. The hot rolled with the 95% reduction has the higher tensile strength and yield strength than the 30 % reduction, were 197 MPa and 157 MPa, respectively, while the ductility is 26 %.The highest corrotion rate occur on the short time for the both solutions. Furthermore, in the long immersion (14 days) the corrosion rate tends to decrease, because it formed a passive layer. Extrusion process produced the highest corrosion rate of 4.4 mmpy after 3 days of imersion in the Ringer's solution. The hot rolled of the 95% reduction resulted the high corrosion rate of 5,7 mmpy on the polarization test. The cytotoxicity test for all three thermomechanical processes showed the sample have no cytotoxicity because the % viability result was above viability control (75%). The Mg-1.6Gd alloy after thermomechanical process produced good mechanical properties, corrosion rate and no toxins to be used as degradable implant for the body condition.

Abstrak :
Dalam penelitian ini, proses reduksi karbotermik pada ilmenit (FeTiO3) dengan biomassa dari cangkang kelapa sawit sebagai agen reduktor menggunakan tungku listrik dan tungku surya dikaji. Studi ini mencakup simulasi termodinamika dengan eksperimen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biomassa dari cangkang kelapa sawit dapat digunakan sebagai reduktor alternatif untuk proses reduksi karbotermik. Simulasi termodinamika memprediksi bahwa ketika biomassa direaksikan dengan ilmenit pada temperatur 1000-1200 °C, fase utama yang diperoleh adalah Fe(m), pseudobrookit, spinel, dan rutil. Hasil tersebut sesuai dengan hasil karakterisasi mineralogi dan fase pada ilmenit yang telah direduksi. Selain itu, analisis kinetika menunjukkan bahwa proses reduksi mengikuti mekanisme yang dikendalikan oleh difusi. Hal ini dikonfirmasi oleh analisis struktur mikro yang menunjukkan partikel ilmenit tereduksi memiliki struktur tiga lapis. Analisis struktur mikro juga mengungkapkan bahwa pori-pori dan retakan mikro yang ada pada ilmenit awal yang lapuk mendorong dan memfasilitasi pembentukan Fe(m). Energi aktivasi untuk proses reduksi ilmenit menggunakan biomassa dan grafit (sebagai reduktor pembanding) diperoleh masing-masing sebesar 217,00±0,06 kJ.mol-1 dan 239,44±0,06 kJ.mol-1. Lebih lanjut, reduksi ilmenit dengan biomassa pada temperatur 1200 °C menggunakan tungku surya mendorong pembentukan pseudobrookit, dan morfologi garis-garis yang unik pada Fe(m). Morfologi Fe(m) tersebut berbanding terbalik ketika direduksi dengan tungku listrik yang strukturnya berbentuk globular. Hal ini mungkin dikarenakan panas berlebih yang terlokalisir oleh radiasi matahari yang mendorong reduksi lokal yang cepat. ......In this present study, a carbothermic reduction of ilmenite (FeTiO3) with palm kernel shell biomass as a reducing agent using regular electric and simulated solar heating was investigated. The study included a combined thermodynamic assessment together with reduction experiments. The results demonstrate that palm kernel shell biomass can be used as an alternative reductant for carbothermic reduction. Thermodynamic assessment predicted that when biomass was reacted with ilmenite at 1000-1200 °C, the major phases expected were Fe(m), pseudobrookite, spinel, and rutile. The results similar to mineralogy and phase characterization results of the reduced ilmenite generally are in good agreement with the thermodynamic predictions. In addition, the kinetic analysis indicated that the reduction process followed a diffusion-controlled mechanism. This was confirmed by a microstructural analysis that showed the reduced ilmenite grains had a three-layer structure. The microstructural analysis also revealed that pores and cracks present in the initial weathered ilmenite promoted metallic iron formation. The apparent activation energy for ilmenite reduction using biomass and graphite (as a comparison) was determined to be 217.00±0.06 kJ.mol-1 and 239.44±0.06 kJ.mol-1, respectively. Furthermore, reduction ilmenite with biomass at 1200 °C using a solar furnace promoted pseudobrookite formation, and a unique streak morphology of Fe(m) was observed as opposed to a globular structure found in samples heated in an electric furnace. It is suggested that this may be due to localized overheating by solar radiation that promoted rapid local reduction.