KARAKTERISTIK OKSIDASI PADUAN Ti-6Al-4V UNTUK …
Transcript of KARAKTERISTIK OKSIDASI PADUAN Ti-6Al-4V UNTUK …
KARAKTERISTIK OKSIDASI PADUAN Ti-6Al-4V UNTUK APLIKASI BIOMATERIAL
Badrul Munir, Ridwan Setia Putra
Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia
Kampus Baru UI Depok, 16424, Indonesia
Abstrak
Penggunaan titanium sebagai biomaterial telah dilakukan sangat lama. Titanium digunakan sebagai
biomaterial dikarenakan sifat mekanik yang unggul serta ketahanan korosinya yang baik. Pengujian dilakukan pada sampel yang di oksidasi dan tidak di oksidasi. Pengamatan mikrostruktur dilakukan dengan mikroskop optik elektron. Kekerasan dari material sebelum proses oksidasi dan setelah di oksidasi pada temperatur 500oC, 700oC dan 1000oC berturut turut 309 VHN, 322 VHN, 283 VHN dan 316 VHN. Analisa struktur menunjukkan membesarnya ukuran butir seiring dengan meningkatnya temperatur oksidasi. Sedangkan pengujian XRD menunjukkan adanya senyawa TiO2, Al2O3, VO dan V-O.532.
Kata kunci : Titanium; Biomaterial; Korosi; Oksidasi; Kekerasan; Analisa Struktur; XRD
Characteristic Oxidation of Ti-6Al-4V Alloy for Biomaterial Aplication
Abstract
Titanium has been used as biomaterials for a very long time because of superior mechanical
properties and good corrosion resistance. In this research, Ti-6Al-4V alloys were oxidized and characterized for application as biomaterials. Microstructure observation was performed with electron optical microscope. Hardness of material oxidation and after oxidation at temperature 500oC, 700oC and 1000oC is 309 VHN, 322 VHN, 283 VHN and 316 VHN. Structure analysis show that grain size increases as oxidation temperature increases. Moreover, XRD Analysis show the presence of TiO2, Al2O3, VO and V-O.532.
Keywords : titanium , biomaterial, corrosion, Oxidation, hardness, structure analysis, XRD
1. Pendahuluan
Biomaterial di gunakan dalam komponen implant kedalam tubuh manusia sebagai
pengganti dari bagian tubuh yang rusak atau sakit. Material ini tidak menghasilkan substansi
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
beracun dan harus compatible dengan jaringan tubuh (contoh menyebabkan reaksi yang tidak
cocok). Semua jenis material dari metal, keramik, polimer, komposit dan semi konduktor
dapat di gunakan sebagai biomaterial.
Pada penelitian ini yang digunakan sebagai material untuk paduan adalah titanium,
alumunium dan vanadium sebagai biomaterial. Titanium sebagai matrix yang merupakan
bahan dasar dari biomaterial yang telah di gunakan secara luas.
Dalam bidang kedokteran, sebuah prostetik atau piranti cangkok ortopedik adalah
tulang atau sambungan buatan yang menggantikan bagian tubuh yang hilang akibat dari
cedera (trauma) atau hilang dari lahir (bawaan) atau untuk melengkapi bagian-bagian tubuh
yang cacat. Biomaterial tersebut banyak digunakan utuk memperbaiki atau menggantikan
fungsi suatu sistem otot-kerangka tubuh manusia yang sakit atau rusak, seperti tulang, tulang
sendi dan gigi. Pada saat ini permintaan prostetik tersebut semakin meningkat setiap tahunnya
di seluruh dunia, hal ini terjadi karena jumlah pasien yang memerlukan dan menerima
pencangkokan untuk memperbaiki cacat atau kerusakan tulang rangka dan penyembuhan
penyakit juga meningkat. Di seluruh dunia telah terjadi permintaan atau kebutuhan yang
sangat besar dilakukannya pencangkokan tulang pinggang dan persendian lutut. Suatu laporan
studi tentang penjualan prostetik atau piranti cangkok ortopedik pada tahun 2003 telah
mencapai USD 8,7 milyar dan diperkirakan akan meningkat setiap tahunnya dengan laju
pertumbuhan 12,5% dan mencapai USD 17,9 milyar pada tahun 2009 ini. Saat ini di amerika
serikat dan eropa lebih dari 600 ribu pencangkokan tulang pinggang dan persendian lutut [1].
Dilakukan setiap tahunnya dengan kecenderungan terus bertambah jumlahnya pada tahun-
tahun medatang. Keperluan pencangkokan prostetik tersebut meningkat sekitar 9,8% per
tahun dan menjadi sekitar USD 23 milyar pada tahun 2012[1].
Meskipun kebutuhan piranti cangkok ortopedik meningkat seperti tersebut di atas,
akan tetapi dijumpai adanya permasalahan aus dan korosi, khususnya pada piranti cangkok
ortopedik berbasis biomaterial metalik. Oleh karena itu biomaterial tersebut harus memiliki
biocompatible dan tidak menyebabkan terjadinya perangsangan atau penolakan oleh jaringan
tubuh, dan harus nontoxic dan noncarciogeic, serta tahan terhadap keausan untuk dapat
menahan beban secara berulang dalam lingkungan tubuh yang agresif.
Pemakaian cangkok piranti ortopedik jangka panjang juga akan terjadi proses keausan,
dan menghasilkan partikel-partikel kecil dan ion-ion metal pada logam seperti titanium, krom,
kobalt dan nikel yang di eksresikan diduga menjadi penyebab terjadinya tumor ganas. Jika
terjadi peradangan berat pada jaringan tubuh atau peradangan terjadi secara kontinyu dalam
jangka panjang, maka peradangan tersebut dapat mengakibatkan kegagalan pencangkokan.
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Secara umum ada tiga jenis paduan yag diguakan untuk piranti ortopedi yaitu stainless
steel jenis 316L, paduan titanium Ti-6Al-4V dan paduan berbasis kobalt-krom yang bersifat
biocompatible.
2. Tinjauan Teoritis
Zat, permukaan atau pengembangan yang berhubungan dengan makhluk hidup
adalah biomaterial. Biomaterial sudah berumur sekitar 50 tahun. Penelitian biomaterial
digolongkan biomaterials science atau biomaterial engineering. Ilmu biomaterial mengalami
perkembangan yang kuat, dengan perusahaan perusahaan yang menginvestasikan uang dalam
jumlah yang besar dalam pengembangan produknya. Hal yang tergolong biomaterial science
diantaranya obat obatan, biologi, kimia tissue engineering dan material science [2] .
Plat logam yang digunakan untuk patah tulang telah diperkenalkan lebih dari 100
tahun yang lalu. Dengan penggunaan logam tersebut mengawali pengunaan logam sebagai
implan. Logam yang dipakai sebagai implan haruslah memiliki persyaratan diantaranya
logam yang kuat, tahan terhadap korosi, tidak menyebabkan alergi, dan biokompatibilitas.
Biokompatibilitas adalah kemampuan material beradaptasi dengan tubuh sehingga tidak
terjadi respon yang bersifat toksik.
Berdasarkan ASTM F2150-02 scaffold adalah material yang digunakan sebagai
penyokong, pembawa/sarana pengantar, atau matriks untuk menfasilitasi migrasi dan
transportasi sel atau molekul bioaktif yang digunakan untuk mengganti, memperbaiki, atau
regenerasi jaringan [3]. Logam memiliki nilai kekuatan kompresi yang tinggi dan juga
ketahanan fatik yang sangat bagus. Beberapa contoh material yang telah dikembangkan untuk
pembuatan scaffold logam berpori umumnya adalah Ti dan Ta. Laser Engineered Net Shaping
(LENSTM) telah menfabrikasi scaffold dengan fraksi pori 17-58 vol% dan ukuran rata-rata
dari pori adalah 800 µm. Namun tidak seperti pada CaPs atau scaffold berbahan dasar
polimer, biomolekul (sel) tidak dapat terpadu dengan scaffold dan juga material tersebut tidak
biodegradable. Oleh karena itu, perkembangan untuk scaffold berbahan dasar logam fokus
terhadap pelepasan ion untuk memicu degradasi logam. Modifikasi permukaan juga telah
dikembangkan untuk meningkatkan bioaktivitas dari scaffold titanium (Ti). Saat ini, material
logam yang telah dikembangkan sebagai pengganti Ti dan Ta khususnya untuk aplikasi load-
bearing adalah Magnesium (Mg). Material ini telah diuji secara in vivo dan memiliki sifat
biodegradable yang tinggi dibandingkan Ti dan Ta [4]
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Implan gigi atau juga diketahui sebagai endosseoous implant merupakan komponen
yang berhubungan dengan pembedahan yang menghubungkan tulang rahang dan tengkorak
untuk mendukung dental prosthesis seperti mahkota, dan gigi palsu, berfungsi sebagai
orthodontic anchor. basis untuk implan gigi modern, dengan proses yang disebut
osseointegration dimana material seperti titanium membentuk ikatan dengan tulang.
Oksidasi tergolong proses korosi pada temperatur tinggi. Korosi temperatur dilakukan
untuk pemilihan bahan pada konstruksi, seperti turbin gas sampai tungku pemanas. Hal ini
dilakukan karena korosi tersebut akan meninggalkan masalah di antaranya oksidasi, sulfidasi,
karburisasi, nitridisasi, korosi serangan halogen, dan korosi lelehan garam.
Kecepatan oksidasi dan tendensi dari film untuk melindungi logam dari oksidasi
lebih lanjut berhubungan dengan volume dari oksida dan logam. Perbandingan volume ini di
jelaskan sebagai Pilling-Bedworth Ratio yang di dapat dari persamaan
Titanium dan paduannya tergolong material teknik yang relatif baru dengan
kombinasi luar biasa dari sifat sifatnya. Logam murni memiliki densitas yang relatif rendah
(4,5 g/cm3), titik leleh yang tinggi (1668oC), dan modulus elastisitas 107 Gpa ( 15,5 x 103
ksi). Titanium alloys sangat kuat, pada temperatur ruang dapat mencapai 1400 MPa (200,000
psi), dan menghasilkan specific strength yang luar biasa. Selanjutnya , paduan sangat ulet dan
mudah di tempa dan machining.
Sebagian besar α+β memiliki kekuatan yang tinggi dan kemampuan bentuk, dan
mengandung 4-6% dari β-stabiliser yang memperbolehkan sejumlah besar β dipertahankan
pada quenching dari β→α+β, sebagai contoh Ti-6Al-4V. Al menurunkan densitas,
menyetabilkan dan memperkuat α sementara vanadium memberikan jumlah yang lebih
banyak dari fasa β yang lebih ulet untuk hot-working. Paduan ini, merupakan setengah dari
titanium yang di produksi, populer di karenakan kekuatannya sebesar (1000 Mpa), ketahanan
creep pada 300oC, ketahanan fatik dan kemampuan cetak.
3. Metode Penelitian
Penelitian dilakukan dengan mempersiapkan sampel yang akan di oksidasi kemudian
di lakukan karakterisasi. Karakterisasi dilakukan baik untuk sampel yang di oksidasi maupun
yang tidak di oksidasi. Dengan tujuan untuk mendapatkan perbedaan karakteristik dari
material sebelum dan sesudah proses oksidasi.
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
4. Hasil dan Pembahasan
Analisa dilakukan pada sampel Ti-6Al-4V sebelum oksidasi dilakukan untuk
mengetahui karakteristik dari sampel sebelum pengujian. Komposisi kimia dari sampel di
dapat dari spesifikasi material yang dilampirkan. Dari Tabel 1 di dapat bahwa sampel
memiliki kanduangan Alumunium 6.4 wt% yang sama pada bagian atas dan bawah sampel.
Sedangkan vanadium 4 wt% pada bagian atas sampel dan 4.08 wt% pada bagian bawah
sampel. Kandungan unsur lain yang cukup besar diantaranya oksigen 0,17% dan Fe 0,16 %.
Tabel 1. Hasil uji kimia Ti-6Al-4V sebelum proses oksidasi
Ti-6Al-4V yang belum di oksidasi dalam penelitian ini memiliki sifat mekanik yang
ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Mekanik Ti-Al-V
Ultimate tensile strength 1047,9 MPa Yield strength 958,4 MPa Elongasi 14% Kekerasan 32 HRC atau 297 HV
Pada Gambar 1 tampak mikrostruktur Ti-Al-V, bagian yang berwarna putih
merupakan fasa alfa sedangkan bagian yang hitam merupakan fasa beta. Butir butir pada
mikrostruktur tampak halus.
C Si Mn Mo Ti Al Ti+Al V Fe Top .015 <0.01 <0.01 <0.01 BALANCE 6.4 - 4.00 .16
Bottom .012 <0.01 <0.01 <0.01 BALANCE 6.4 - 4.08 .17 Cu B Zr Y O W Sn Cr Cb Ta
Top 0.02 <0.0010 <.0010 <.0010 .17 .007 <.01 .01 - - Bottom 0.02 <0.0010 <.0010 <.0010 .16 .007 <.01 .02 - -
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Gambar 1 Mikrostruktur Ti-6Al-4Vsebelum di oksidasi (a) perbesaran 500x (b) perbesaran 1000x
Pada Gambar 2 tampak mikrostruktur Ti-Al-V terjadi pengkasaran butir, dimana
ukuran butir menjadi semakin besar yang menyebabkan bertambah . Fasa yang terbentuk
adalah fasa alfa bintik yang berwarna putih dan fasa beta yang berwarna hitam.
Gambar 2 Mikrostruktur Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 500oC (a) perbesaran 500x (b) perbesaran 1000x
Pada sampel yang telah di oksidasi terbentuk lapisan oksida bagian yang berwarna
putih merupakan Ti-Al-V sedangkan bagian yang berwarna hitam adalah lapisan oksida.
Lapisan pelindung yang terbentuk merupakan Al2O3 hal ini di sebabkan karena lapisan
bersifat protektif, dan lapisan yang bersifat protective adalah Al2O3 dengan rasio P-B sebesar
1,28. Selain itu lapisan yang terbentuk sangat tipis seperti terlihat pada Gambar 3.
(a) (b)
(a) (b)
20 µm 10 µm
20 µm 10 µm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Gambar 3 Lapisan Oksida Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 500oC (a) perbesaran 10x (b) perbesaran 20x.
Sampel yang telah di oksidasi pada temperatur 700oC mengalami proses annealing
dimana butir menjadi lebih besardari sampel yang tidak di oksidasi 500oC. Bagian yang
terang merupakan fasa alfa dan bagian yang gelap merupakan fasa beta, dapat di lihat pada
Gambar 4.
Resin
Base Metal
Oksida
Resin
Base Metal Oksida
(a)
(b)
(b)
1 mm
500 µm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Gambar 4 Mikrostruktur Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 700oC (a) perbesaran 500x (b) perbesaran 1000x
Setelah di oksidasi pada temperatur 700oC pada permukaan sampel tumbuh oksida
yang lebih besar dibandingkan dengan sampel yang di oksidasi pada temperatur 500oC, hal
ini terjadi di karenakan seiring meningkatnya temperatur oksigen yang berdifusi pada sampel
lebih banyak sehingga menyebabkan oksida yang terbentuk semakin tebal. Bagian yang
terang merupakan base metal bagian yang gelap merupakan resin sedangkan bagian yang
berwarna hitam merupakan lapisan oksida yang terbentuk. Sampel yang di oksidasi pada
temperatur 1000oC memiliki mikrostruktur yang berbeda dengan sampel yang di oksidasi
pada temperatur 500oC dan 700oC. Hal ini terjadi di karenakan fasa beta transus dalam sampel
seperti pada Gambar 5. pada sampel tampak terbentuk dentrite.
1000x
(a)
Resin
Base Metal
Oksida
(b)
(a)
20 µm 10 µm
1 mm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Gambar 5. Lapisan Oksida Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 700oC (a) perbesaran 10x (b) perbesaran 20x.
Dari Gambar 6 tampak perubahan mikrostruktur sesudah di oksidasi pada temperatur
500oC dan 700oC menunjukkan pengkasaran butir yang mana semula halus menjadi semakin
kasar. Kemudian di lanjutkan perubahan fasa pada sampel yang di oksidasi pada temperatur
1000oC. Bintik bintik yang berwarna gelap adalah fasa alpha sedangkan bintik bintik putih
merupakan fasa beta. Temperatur yang tinggi dan lamanya waktu oksidasi akan membentuk
lapisan oksida semakin tebal dan ukuran butir semakin besar. Kondisi maksimum tercapai
pada temperatur 1026oC dengan waktu 30 menit.
Gambar 6. Mikrostruktur Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 1000oC (a) perbesaran 500x (b) perbesaran 1000x
Setelah di oksidasi pada temperatur 700oC pada permukaan sampel tumbuh oksida
yang lebih besar dibandingkan dengan sampel yang di oksidasi pada temperatur 500oC, hal
ini terjadi di karenakan seiring meningkatnya temperatur oksigen yang berdifusi pada sampel
Resin
Base Metal
Oksida
(a) (b)
20 µm 10 µm
500 µm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
lebih banyak sehingga menyebabkan oksida yang terbentuk semakin tebal. Bagian yang
terang merupakan base metal bagian yang gelap merupakan resin sedangkan bagian yang
berwarna hitam merupakan lapisan oksida yang terbentuk. Sampel yang di oksidasi pada
temperatur 1000oC memiliki mikrostruktur yang berbeda dengan sampel yang di oksidasi
pada temperatur 500oC dan 700oC. Hal ini terjadi di karenakan fasa beta transus dalam sampel
seperti pada Gambar 4.6. pada sampel tampak terbentuk dentrite.
Gambar 7 Lapisan Oksida Ti-6Al-4V setelah di oksidasi 1000oC (a) perbesaran 10x (b) perbesaran 20x.
Setelah di oksidasi pada temperatur 1000oC sampel di amati mikrostrukturnya
terlihat lapisan oksida yang tidak merata. Hal ini terjadi di karenakan lapisan yang terbentuk
tidak melekat pada sampel sehingga dan terlepas.
Oksigen yang terlarut mempengaruhi kekerasan dari paduan karena oksigen
menghambat pergerakan dislokasi.
Resin
Base Metal
Oksida
Resin
Base Metal
Oksida
(a)
(b)
1 mm
500 µm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Tabel 4 Data Pengujian Kekerasan Sampel Setelah di Oksidasi
Tanpa Proses Oksidasi
No Beban sisi sisi belah ketupat (d1+d2)/2 kekerasan
vicker gram kilogram d1 d2 mikron mm 1 50 0,05 18,1 17,5 17,8 0,0178 292,6 2 50 0,05 17,9 16,41 17,155 0,017155 315,0 3 50 0,05 17,5 16,5 17 0,017 320,8
Rata rata kekerasan 309,4
Deviasi 14,9
Temperatur Oksidasi 500C
No Beban Sisi sisi belah ketupat (d1+d2)/2 Kekerasan Vickers Gram Kilogram d1 d2 Mikron mm
1 50 0,05 17,5 17,5 17,5 0,0175 302,7 2 50 0,05 17 15,5 16,25 0,01625 351,1 3 50 0,05 17 17,5 17,25 0,01725 311,5
Rata rata kekerasan 321,8
Deviasi 25,8
Tabel 4 Data Pengujian Kekerasan Sampel Setelah di Oksidasi
Temperatur Oksidasi 700C
No Beban Sisi sisi belah ketupat (d1+d2)/2 Kekerasan
Vickers Gram Kilogram d1 d2 Mikron mm 1 50 0,05 17,5 18 17,75 0,01775 294,2 2 50 0,05 17,2 19 18,1 0,0181 283,0 3 50 0,05 18,5 18,5 18,5 0,0185 270,9
Rata rata kekerasan 282,7
Deviasi 11,7
Temperatur Oksidasi 1000C
No Beban Sisi sisi belah ketupat (d1+d2)/2 Kekerasan Vickers gram Kilogram d1 d2 Mikron mm
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
K
onsentr
asi
oksigen
dalam
β-Ti cukup rendah untuk mempengaruhi secara signifikan. Dalam α-Ti kelarutan oksigen
lebih tinggi sehingga lebih banyak oksigen terlarut dalam paduan. Secara keseluruhan
kekerasan dari sampel merupakan fungsi dari kekerasan α-Ti, β-Ti dan proporsi dari keduanya
Peningkatan kekerasan terjadi pada sampel yang di oksidasi, peningkataan kekerasan
secara signifikan terjadi pada sampel yang oksidasi pada suhu 500oC dan 1000oC sedangkan
pada temperatur 700oC terjadi penurunan seperti terlihat di gambar 4.8. Peningkatan
kekerasan pada suhu 500oC disebabkan terjadinya proses pengkasaran butir. Pada oksidasi di
temperatur 700oC kekerasan mengalami proses recovery dimana seluruh stress yang ada pada
material di hilangkan kemudian rekristalisasi dimana terbentuk equiaxed grain dimana butir
yang terbentuk memiliki dimensi yang sama ke segala arah lalu di ikuti dengan terjadinya
grain growth. Di temperatur 1000oC terjadi peningkatan kekerasan di karenakan terjadinya
perubahan fasa dimana fasa β-Ti menjadi α-Ti dan β-Ti yang memiliki kekuatan tinggi.
Dengan deviasi pengujian sampel yang tidak di oksidasi 14,9. Sampel yang di oksidasi 500oC
sebesar 25,8. Sampel yang di oksidasi 700oC sebesar 11,7 dan sampel yang di oksidasi
1000oC sebesar 16.
Gambar 8 Perbandingan Kekerasan Ti-6Al-4V
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 200 400 600 800 1000 1200
HVN
TEMPERATUR
1 50 0,05 16,5 18 17,25 0,01725 311,5 2 50 0,05 16 17,3 16,65 0,01665 334,4 3 50 0,05 18,5 16,5 17,5 0,0175 302,7
Rata rata kekerasan 316,2
Deviasi 16,4
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Pada sampel yang di oksidasi pada temperatur 500oC di lakukan pengujian XRD dan
di dapat peak peak pada Gambar 9.
Gambar 9 Hasil Uji XRD sampel oksidasi 500oC
Pada Gambar 10 di dapat peak 01-076-0323 Senyawa TiO2. Peak 01-070-3319
Senyawa Al2O3 . Peak 01-077-2173 Senyawa VO.
Gambar 10 Hasil pencarian / database perbandingan dengan matching sampel oksidasi 500oC
Dari pattern tersebut di dapat senyawa kimia yang terbentuk setelah proses oksidasi
yaitu TiO2, Al2O3 dan VO dengan score masing masing 17, 3, 3. Pada oksidasi ini sebagian
besar oksida yang terbentuk adalah TiO2.
Position [∞2Theta] (Copper (Cu))
30 40 50 60 70 80 90
Peak List
01-076-0323
01-070-3319
01-077-2173
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Gambar 11 Hasil Uji XRD sampel oksidasi 700oC
Pada Gambar 12 didapat peak 01-075-1042 senyawa VO.532. Peak 01-078-1510
senyawa TiO2. Peak 01-070-3320 Senyawa Al2O3.
Pada sampel yang di oksidasi pada temperatur 700oC di dapat peak peak yang
merupakan senyawa V-O.532, TiO2 dan Al2O3 dengan score masing masing 14,54 dan 13.
Pada oksidasi ini oksida yang terbentuk sebagian besar adalah Al2O3.
Gambar 12 Hasil pencarian / database perbandingan dengan matching sampel oksidasi 700oC
Position [∞2Theta] (Copper (Cu))
30 40 50 60 70 80 90
Peak List
01-075-1042
01-078-1510
01-070-3320
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
Pada sampel yang di oksidasi pada temperatur 1000oC lapisan oksida yang terbentuk
terlepas dari base metal sehingga tidak dapat di uji.
5. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah di lakukan dapat di tarik beberapa kesimpulan :
1. Semakin lama waktu oksidasi akan meningkatkan berat oksida per luas area yang
terbentuk.
2. Titanium alloy yang di oksidasi akan mengalami pengkasaran butir seiring dengan
semakin tinggi temperatur oksidasi.
3. Kekerasan optimal yang di peroleh dari hasil oksidasi adalah pada temperatur 500oC
sebesar 322 VHN dan 1000oC sebesar 316 VHN namun menurun 700oC 283 VHN
karena di temperatur ini terjadi proses anniling.
4. Senyawa oksida yang terbentuk setelah proses oksidasi antara lain adalah TiO2, Al2O3
, VO pada oksidasi 500oC dan pada 700oC adalah TiO2, Al2O3 V-O.532.
6. Saran
Saran saya pada penelitian ini untuk lebih baik kedepannya antara lain sebagai berikut :
1. Pemotongan sampel sebaiknya menggunakan gergaji besi dibanding dengan
menggunakan gerinda karena dengan menggunakan gergaji mesin material tidak
mengalami deformasi yang mempengaruhi hasil pengujian lebih lanjut.
2. Pengambilan sampel dari dapur yang tepat waktu tepat setelah proses selesai.
3. Proses etsa sebaiknya menggunakan larutan HCl yang lebih kuat di banding
menggunakan HNO3 agar di dapat gambar mikrostruktur yang lebih baik.
7. Referensi
1. Wirjoad, Lely Susita, Bambang Siswanto, Sudjatmoko,”Pengaruh Proses Nitridasi Ion pada Biomaterial Terhadap Kekerasan dan Ketahanan Korosi”,Volume 13, Januari 2013, ISSN 1411-1349
2. Radisic M, Christman KL, “Material Science and Tissue Engineering : Repairing the Heart”, 2013 August, 884-98.
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016
3. Gemi ,Sri Handani dan Bandriyana, “Pengaruh Proses Oksidasi Pada Logam Paduan Zr-2,5nb Untuk Material Bioimplan”, Oktober 2014. vol.3, No. 04,
4. HRR Ramay, M Zhang,” Biphasic Calcium Phosphate Nanocomposite Porous Scaffolds for Load-Bearing Bone Tissue Engineering”, 2004, Elsevier
5. Bothe, R.T. ,Beaton, K.E., Davenport, H.A. “Reaction of bone to multiple metallic implants”. 1940, Surg Gynecol Obstet 71 : 598-602
6. William D. Callister,Jr ,”Materials Science And Engineering An Introduction” , Seventh Edition, 2007
7. Sungkono , “Pengaruh Kandungan Niobium Terhadap Mikrostruktur Komposisi Kimia dan Kekerasan Paduan Zr−Nb−Fe−Cr”, Januari 2006, Pusat Teknologi Bahan Bakar Nuklir, Batan, Serpong
8. S. Bose, M. Roy dan A, Bandyopadhyay. “Recent advances in bone tissue engineering
scaffolds. Trends in Biotechnology”, vol. 30, no. 10, pp. 546-554, 2012.
9. H. K. D. H. Bhadeshia, “Metalurgy of Titanium and its Alloy”
10. T Ahmed, HJ Rack “Phase transformations during cooling in α + β” 1998,Material
Science and Engineering: A, Elsevier
11. www.calphad.com/titanium-aluminum.html
12. Hasan Guleryuz, Huseyin Cimenoglu, “Oxidation of Ti–6Al–4V alloy” 2009, Journal
of Alloy and Compounds, 241–246
13. K.E. Porter, D.A. Esterling, “Phase transformation in Metals and Alloy”, Second Edition, 1992, 366-372
14. Meilinda Nurbanasari, Djoko Hadi Prajitno, dan Hendra Chany, ST. ”Perilaku Oksidasi Paduan Ti-6al-4v Pada Temperatur Tinggi”, 2006, Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri ITENAS.
15. Matthew, J., Donachie, Jr., 1982, The Hartford Graduate Center, American Society for Metals, Titanium and Titanium Alloys, Metal Park, Ohio.
16. A. F.. “Standard Test Method for in Vitro Degradation Testing of Hydrolytically Degradable Polymer Resins and Fabricated Forms for Surgical Implants”. ASTM, 2011.
Karakteristik Oksidasi ..., Ridwan Setia Putra, FMIPA UI, 2016