This Author published in this journals
All Journal Metalurgi
Claim Missing Document
Check
Articles

Found 3 Documents
Search

Karakteristik Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Total Knee Joint dari Paduan Co-26Cr-6Mo-0,18N Hasil Pengerjaan Panas [The Characteristics of Mechanical Properties and Microstructures on Hot-treated Co-26Cr-6Mo-0.18N Alloys for Total Knee Joint.....] I Nyoman Gede Putrayasa Astawa; Ika Kartika; Fendy Rokhmanto; Ibrahim Purawiardi; Jessica Natalia; Ali Alhamidi
Metalurgi Vol 34, No 1 (2019): Metalurgi Vol. 34 No. 1 April 2019
Publisher : National Research and Innovation Agency (BRIN)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (798.01 KB) | DOI: 10.14203/metalurgi.v34i1.359

Abstract

Replacement of implant material on knee bones requires some mechanical properties that match with human bones such as wear resistance, high strength, and toughness. The knee joint is a vital part where this part often has a dynamic load, so it needs high hardness and strength to bear the burden of the human body weight. This research aim is to investigate the characteristic of the microstructure and the hardness of Co-Cr-Mo alloy, which consist of precipitates for total knee joint application. As-cast Co-26Cr-6Mo-0.18N and Co-26Cr-6Mo were homogenized at 1200ºC for 12 hours, followed by hot rolling at 1200ºC (90 minutes) and a 50 percent reduction, and then cooling with a variety of cooling media such as ice water, water, and air. After that, several tests were performed to find out the changes in the microstructure and the resulting hardness values through hardness testing, XRD, SEM-EDS observation, and optical microscopy. The results showed that the highest hardness (51 HRC and 61.8 HRC) is obtained when cold-water quenching applied. However, the lowest hardness (42.9 HRC and 49.9 HRC) is conducted using air cooling (aging). The appearance of M23X6 precipitates increases the hardness of Co-26Cr-6Mo-0.18N alloy. Its precipitates can be decreased by adding N.   AbstrakPenggantian material implan pada lutut memerlukan sifat mekanis yang penting selain sifat ketahanan aus, diperlukan juga kekuatan dan  ketangguhan yang tinggi. Hal ini dikarenakan lutut merupakan bagian yang vital dimana bagian ini sering mengalami beban dinamis, sehingga harus memiliki kekerasan dan kekuatan yang tinggi untuk menahan beban dari berat badan manusia tersebut. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui karakteristik dari struktur mikro yang terbentuk dan nilai  kekerasan pada paduan Co-Cr-Mo hasil hot rolling selain itu juga untuk mengetahui pengaruh penambahan unsur nitrogen terhadap pembentukan fasa  dan presipitat pada paduan Co-Cr-Mo. As-cast Co-26Cr-6Mo-0,18N dan Co-26Cr-6Mo dihomogenisasi pada temperatur 1200°C selama 12 jam, setelah itu dilakukan hot rolling pada temperatur 1200°C dengan waktu tahan 90 menit  dan persen reduksi sebesar 50, diakhiri pendinginan dengan variasi media pendingin seperti air es, air dan udara. Setelah itu beberapa pengujian dilakukan untuk mengetahui perubahan struktur mikro dan nilai kekerasan yang dihasilkan melalui pengujian kekerasan, XRD, pengamatan SEM-EDS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa butiran pada sampel yang mengalami rapid cooling dengan menggunakan air es (3°C) menghasilkan ukuran butiran yang lebih halus dibandingkan dengan sampel dengan media pendingin air dan udara. Media pendingin air es memiliki nilai kekerasan paling tinggi dan udara paling rendah hal ini dikarenakan presipitat M23X6 yang terbentuk dapat menghambat pergerakan dislokasi sehingga memperkuat matriks dan dengan demikian dapat meningkatkan kekerasan paduan. Sedangkan  paduan Co-Cr-Mo yang mengandung unsur nitrogen didalamnya memiliki ukuran butiran yang lebih kecil  dibanding unsur tanpa nitrogen, hal ini dikarenakan atom N yang bertindak sebagai atom interstisi mengisi kekosongan jarak antar atom. Fasa σ yang muncul pada paduan kobalt Co-26Cr-6Mo memiliki intensitas peak yang lebih tinggi dibandingkan dengan kobalt Co-26Cr-6Mo-0,18N karena usur nitrogen menekan pembentukan fasa σ. 
Deposisi Kalsium Karbonat pada Ti-6Al-6Mo[CALCIUM CARBONATE DEPOSITION ON TI-6AL-6MO] Made Subekti Dwijaya; Muhammad Satrio Utomo; Syafira Nur Ajeng Ramadhanti; Fendy Rokhmanto; Ibrahim Purawiardi; Galih Senopati; Aprilia Erryani; Inti Mulyati
Metalurgi Vol 36, No 1 (2021): Metalurgi Vol. 36 No. 1 April 2021
Publisher : National Research and Innovation Agency (BRIN)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (1033.833 KB) | DOI: 10.14203/metalurgi.v36i1.583

Abstract

Osseointegration is one of important property in development of implant materials for orthopedic applications.  While biocompatible metallic materials such as titanium alloys should already have adequate biocompatibility properties as implant materials, their osseointegration property could be further improved by bioceramic coating. Calcium carbonate (CaCO3) and hydroxyapatite are two major bioceramics in bones that can be utilized to improve the osseointegration property of metallic implant materials. Current challenge on bioceramic coating of metallic implant materials is to obtain coating method that is facile and economically feasible for implementation in the industry. Here we propose a simple and straightforward method to deposit calcium carbonate on Ti-6Al-6Mo. We utilize two common biomimetic solutions, the phosphate buffer saline (Dulbecco’s PBS) and supersaturated calcification solution (SCS) to induce the calcium carbonate formation on the Ti-6Al-6Mo surface. Microstructural and elemental observations by scanning electron microscope (SEM) – energy dispersive x-ray (EDX) has shown the presence of calcium carbonate on the surface of the Ti-6Al-6Mo immersed in SCS. Moreover, the crystallography analysis by x-ray diffraction (XRD) also confirmed the formation of calcium carbonate on the surface of Ti-6Al-6Mo. We also studied the proposed method on pure Ti (>95%) as comparison and similar outcomes were also observed. The effect on duration of immersion was also accounted in current setting. The outcomes of immersion duration for 7 and 10 days were not significantly different. ABSTRAKOsseointegrasi adalah salah satu properti penting dalam pengembangan material untuk aplikasi implan tulang. Meskipun material logam biokompatibel seperti paduan titanium sudah memiliki properti biokompatibel bawaan yang sudah mencukupi sebagai material implan tulang, sifat osseointegrasi -nya masih dapat ditingkatkan dengan pelapisan biokeramik. Kalsium karbonat (CaCO3) dan hidroksiapatit adalah dua biokeramik utama pada tulang yang dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat osseointegrasi pada material implan. Tantangan saat ini pada pelapisan biokeramik pada material implant adalah memperoleh metode pelapisan yang mudah diterapkan dan ekonomis untuk selanjutnya diterapkan di industri. Pada penelitian ini dilakukan sebuah metode yang sederhana untuk mendeposisi kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami menggunakan dua larutan biomimetik yang sudah secara luas digunakan, yaitu Dulbecco’s PBS (phosphate buffer saline) dan SCS (supersaturated calcification solution) untuk membuat pembentukan kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Pengamatan struktur mikro dan elemental dengan scanning electron microscope (SEM) - energy dispersive x-ray (EDX) menunjukkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Lebih lanjut, analisa kristalografi dengan difraksi x-ray (XRD) juga menguatkan keberadaan deposit kalsium karbonat pada permukaan Ti-6Al-6Mo. Kami juga mempelajari metode yang diajukan pada Ti murni (>95%) sebagai perbandingan dan diperoleh hasil yang serupa. Pengaruh durasi perendaman juga diamati dalam penelitian ini. Hasil dari imersi dengan durasi 7 dan 10 hari tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan
Sintesis Li1,37Mn2O4 Dengan Metoda Solid-State Reaction dan Hidrothermal (Synthesis of Li1,37Mn2O4 by Using Solid State Reaction and Hydrothermal Methods) Etty Wigayati; Ibrahim Purawiardi
Metalurgi Vol 33, No 2 (2018): Metalurgi Vol. 33 No. 2 Agustus 2018
Publisher : National Research and Innovation Agency (BRIN)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | Full PDF (563.485 KB) | DOI: 10.14203/metalurgi.v33i2.435

Abstract

Li1.37Mn2O4 as cathode on Lithium ion battery has been synthesized by SSR (solid-state reaction) and HT (hydrothermal) methods. The starting materials used were Li2CO3 and MnO2 for SSR method, with a calcination temperature of 700 oC and a sintering temperature of 900 oC. For the HT method, the starting materials used were LiOH and MnO2, at temperature of 200 oC for 90 hours duration. XRD (x-ray diffraction) pattern of SSR sample shows that spinel cubic structure of Li1.33Mn1.667O4 and FCC (face-centered cubic) structure of LiMn2O4 occurs. For the HT sample, the phases that were formed are spinel cubic structure of Li1.37Mn2O4 and Mn3O4. We can see from the TEM (transmission electron spectroscopy) images, the sample which was synthesized by SSR method, the crystallite of spinel structure resembles to that of elongated multi-walled nanofiber, while the sample fabricated by HT method formed a multi-walled ring. The SEM (scanning electron microscopy) images show that most of the particles have both elongated and roundish ellipsoidal morphology and also distributed homogeneously. From the PSA (particle size analyzer) it can be seen that the sample synthesized by SSR method has particle size of 1278.3 nm, while the sample produced by HT method has particle size of 643.7 nm. Results of cathode battery test of Li1.37Mn2O4 with the use of battery cycler are shown in the cyclic voltammetrycurve which provides information on oxidation-reduction reactions. The charge-discharge measurement result shows that for Li1.37Mn2O4 (SSR), the charge and discharge capacity are 86.63 mAh/g and 85.98 mAh/g, respectively. These values are higher than those of Li1.37Mn2O4 sample fabricated by HT method which has charge capacity of 66.7 mAh/g and discharge capacity of 59.8 mAh/g. AbstrakTelah dilakukan sintesis senyawa Li1,37Mn2O4 melalui metoda solid state reaction(SSR) dan metoda hidrotermal(HT). Bahan awal yang dipergunakan adalah Li2CO3 dan MnO2 untuk metoda  solid state reaction, dengan temperatur kalsinasi 700oC dan temperatur sintering 900oC, Sedang untuk metoda hidrotermal bahan yang dipergunakan adalah LiOH dan MnO2, pada temperatur 200oC selama 90 jam. Li1,37Mn2O4  yang terbentuk akan dipergunakan sebagai katoda pada baterai Lithium ion. Dari pola difraksi XRD menunjukkan bahwa pada sintesis dengan metoda SSR fasa yang terbentuk menyerupai fasa Li1,33Mn1,667O4 dengan struktur kubik spinel dan dan FCC LiMn2O4. Hasil analisis sampel metoda HT menunjukan bahwa terbentuk fasa Li1,37Mn2O4 dengan struktur kubik spinel dan fasa Mn3O4. Dari gambar TEM metode sintesis SSR bentuk kristalit struktur spinel menyerupai multiwalled nanofiber memanjang, sedang sintesis HT membentuk multiwalled ring. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa morphologi partikel berbentuk pipih memanjang, dengan sebaran yang homogen. Dari analisis PSA dapat diketahui bahwa untuk sampel dengan metoda SSR mempunyai ukuran partikel 1278,3 nm, sedang sampel HT mempuyai ukuran partikel 643,7 nm. Uji baterai katoda Li1,37Mn2O4 dengan battery cycler ditunjukan dengan kurva siklik voltametrik, adanya proses oksidasi dan reduksi. Hasil pengukuran charge-discharge didapatkan kapasitas charge sekitar 86,63 mAh/gr, kapasitas discharge 85,98 mAh/gr pada Li1,37Mn2O4 (SSR) lebih tinggi dari kapasitas charge 66,7 mAh/gr kapasitas discharge 59,8 mAh/gr pada sampel Li1,37Mn2O4 (HT).