Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Paduan Titanium telah banyak digunakan dalam beberapa aplikasi di industri karena mempunyai sifat mekanik yang unik dan mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik. Salah satunya digunakan dalam industri kedokteran sebagai implan tulang, karena titanium mempunyai kemampuan biokompabilitas yang baik selain sifat mekanik dan ketahanan korosi yang baik. Saat ini paduan Ti yang banyak digunakan sebagai implan komersil adalah Ti-6Al-4V. Namun studi terbaru menunjukkan bahwa pelepasan ion Al dan V dari paduan Ti-6Al-4V dapat menyebabkan masalah kesehatan jangka panjang seperti neuropati perifer, osteomalacia, dan penyakit Alzheimer. Oleh karena itu dikembangkan paduan Titanium β-metastabil untuk menggantikan paduan Ti-6Al-4V. Desain paduan titanium β-metastabil biokompatibel terutama difokuskan pada penggunaan elemen paduan logam transisi yang banyak mengandung d-elektron seperti paduan Ti-Nb, Ti-Ni, Ti-Mo. Ion Ni diketahui dapat menyebabkan toxic, alergi, dan efek karsiogen. Paduan Ti-Mo mempunyai nilai kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan tulang sehingga dapat menimbulkan stress-shielding yang dapat menyebabkan resorpsi pada tulang dan dapat menyebabkan kegagalan pada implant. Oleh karena itu dalam penelitian ini dikembangkan paduan Ti-Nb dengan tambahan unsur paduan Sn. Paduan metastabil Ti dipengaruhi oleh fasa yang terbentuk dan suhu pembentukan. Sedangkan Sn untuk mengendalikan keberadaan fasa ω yang mempunyai sifat getas dan modulus yang tinggi. Dalam penelitian ini dilakukan optimasi fabrikasi dengan variasi jumlah peleburan yaitu 3 dan 5 kali dan juga variasi konsentrasi Sn sebesar 2, 5, dan 8 wt%. Hasil optimasi jumlah peleburan menunjukkan bahwa dengan tiga kali peleburan didapatkan paduan dengan dua fasa yaitu fasa β dan α, sedangkan dengan lima kali peleburan didapatkan fasa tunggal β. Hasil optimasi variasi konsentrasi Sn didapat bahwa sifat mekanik dan korosi yang optimum diperoleh pada paduan yang mengandung 5 wt% Sn. Paduan hasil optimasi tersebut, Ti-30Nb-5Sn, kemudian dihomogenisasi pada suhu 1000C selama 5 jam dan didinginkan cepat. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa proses homogenisasi memicu timbulnya fasa α. Kehadiran fasa α dalam konsentrasi yang kecil pada paduan yang dilebur 3 kali dan paduan yang dilebur 5 kali namun dihomogenisasi berkontribusi dalam meningkatkan nilai kekerasan dan juga ketahanan korosi paduan.

---

Titanium alloys have been widely used in several applications in the industry because they have unique mechanical properties and have very good corrosion resistance. One of them is used in the medical industry as a bone implant, because titanium has good biocompatibility in addition to mechanical properties and good corrosion resistance. At present Ti alloy which is widely used as commercial implant is Ti-6Al-4V. But recent studies have shown that the release of Al and V ions from Ti-6Al-4V alloys can cause long-term health problems such as peripheral neuropathy, osteomalacia, and Alzheimer's disease. Therefore Titanium β-metastable alloys are developed to replace Ti-6Al-4V alloys. The design of biocompatible titanium β-metastable alloys is mainly focused on the use of d-electron-containing alloy metal elements such as Ti-Nb, Ti-Ni, Ti-Mo alloys. Ni ions are known to cause toxic, allergic and carcinogenic effects. Ti-Mo alloy has a high hardness value compared to bone so it can cause stress-shielding which can cause resorption in the bone and can cause implant failure. Therefore in this study Ti-Nb alloys were developed with the addition of Sn alloy elements. Metastable alloy Ti is influenced by the phase formed and the temperature of formation. While Sn to control the existence of phase ω which has brittle properties and high modulus. In this study, fabrication optimization was carried out with variations in the number of smelters, namely 3 and 5 times and also variations in Sn concentration of 2, 5 and 8 wt%. The results of the optimization of the number of smelters indicate that with three fusions obtained a two-phase alloy namely phase β and α, whereas with five times the fusion obtained a single phase β. The results of optimization of variations in Sn concentration were obtained that optimum mechanical and corrosion properties were obtained in alloys containing 5 wt% Sn. Alloying the results of the optimization, Ti-30Nb-5Sn, is then homogenized at 1000˚C for 5 hours and cooled quickly. The characterization results show that the homogenization process triggers the α phase. The presence of α phase in small concentrations in alloys which are melted 3 times and alloys which are fused 5 times but homogenized contribute to increasing the hardness value and also corrosion resistance of alloys."

"Tantangan dalam pengembangan implant permanen tulang dan gigi berbasis titanium (Ti) adalah meminimalisir unsur paduan yang bersifat toxic. Paduan yang saat ini paling banyak digunakan secara klinis adalah Ti-6Al-4V. Unsur Al and V bersifat toxic dan berpotensi menimbulkan reaksi alergi. Untuk mengatasi masalah tersebut, dikembangkan paduan metastabil β-Ti yang memiliki sifat non-alergi, modulus elastisitas rendah, dan ketahanan korosi yang baik. Dalam penelitian ini, paduan metastabil TiNbSn difabrikasi dengan metode arc melting dengan variasi konsentrasi Sn 2, 5 dan 8 wt%. Remelting dilakukan sebanyak 5x untuk mendistribusikan unsur dalam paduan secara merata. Selanjutnya paduan diberi perlakuan solution treatment pada suhu 1000°C selama 6 jam. Pengaruh konsentrasi Sn terhadap mikrostruktur, sifat mekanik, dan sifat korosi diteliti masing-masing menggunakan mikroskop elektron, uji hardness dan modulus, dan uji elektrokimia. Analisis XRD menunjukkan bahwa paduan TiNb memiliki dua fasa yaitu β dan α. Fasa α berkurang dengan penambahan konsentrasi Sn dalam paduan. Selain itu, ukuran butir logam paduan TiNb dengan rata-rata 256 µm membesar seiring dengan kenaikan konsentrasi Sn dalam paduan menjadi 446, 379, dan 384 µm. Berkurangnya fasa α dan perbesaran ukuran butir menyebabkan turunnya nilai kekerasan dan modulus elastisitas paduan. Paduan TiNb memiliki kekerasan 292,6 HV yang kemudian turun menjadi 254,8; 267,0; 266,6 HV dengan penambahan Sn masing-masing 2, 5 dan 8 wt%. Nilai modulus elastisitasn TiNb sebesar 121.4 GPa turun drastic menjadi 95.4; 108.2; dan 103.8 GPa pada paduan yang mengandung Sn 2, 5, dan 8 wt%. Uji potensial korosi bebas, open circuit potential (OCP), menunjukkan penurunan nilai OCP dengan bertambahnya konsentrasi Sn dalam paduan. Uji polarisasi potensiodinamik menunjukkan penurunan drastis nilai potensial korosi TiNb dari -0,28 VAg/AgCl menjadi -0,52 dan -0,44 VAg/AgCl dengan penambahan 2 dan 8 wt% Sn dalam paduan. Namun, penambahan 5 wt% Sn relatif tidak merubah nilai potensial korosi paduan TiNb. Hal yang sama diperoleh pada uji electrochemical impedance spectroscopy (EIS) yang menunjukkan nilai kurva impedansi yang sama antara TiNb dan TiNb-5Sn dibandingkan dengan TiNb-2Sn dan TiNb-8Sn yang menunjukkan penurunan impendansi secara signifikan.

---

The challenge in developing titanium-based (Ti) permanent bone and tooth implants is to minimize toxic elements of the alloy. The alloy that is currently most widely used clinically is Ti-6Al-4V. Al and V elements are toxic and have the potential to cause allergic reactions. To overcome this problem, metastable β-Ti alloys were developed which have non-allergic properties, low elastic modulus, and good corrosion resistance. In this study, TiNbSn metastable alloys were fabricated using the arc melting method with variations in Sn 2, 5 and 8 wt% concentrations. Remelting is done as much as 5 times to distribute the elements in the alloy evenly. Furthermore, the alloy was solution treated at a temperature of 1000 ° C for 6 hours. The effect of Sn concentrations on microstructure, mechanical properties, and corrosion properties were studied using electron microscopy, hardness and modulus tests, and electrochemical tests respectively. XRD analysis shows that TiNb alloys have two phases namely Î and α. The α phase decreases with the addition of the Sn concentration in the alloy. In addition, the grain size of TiNb alloy metal with an average of 256 µm enlarged along with the increase in Sn in alloy concentration to 446, 379, and 384 µm. Reduced α phase and enlargement of grain size caused a decrease in hardness value and elastic modulus of alloy. TiNb alloy has a hardness of 292.6 HV which then drops to 254.8; 267.0; 266.6 HV with the addition of Sn each of 2, 5 and 8 wt%. The elastic modulus of TiNb was 121.4 GPa which dropped dramatically to 95.4; 108.2; and 103.8 GPa on alloys containing Sn 2, 5 and 8 wt%. Free corrosion potential test, open circuit potential (OCP), shows a decrease in OCP value with increasing concentration of Sn in alloy. Potentiodynamic polarization test showed a drastic decrease in the value of TiNb corrosion potential from -0.28 VAg / AgCl to -0.52 and -0.44 VAg / AgCl with the addition of 2 and 8 wt% Sn in the alloy. However, the addition of 5 wt% Sn relative did not change the value of the TiNb alloy corrosion potential. The same was obtained from the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) test which showed the same impedance curve value between TiNb and TiNb-5Sn compared to TiNb-2Sn and TiNb-8Sn which showed a significant decrease in impedance. "

"Disertasi ini membahas mengenai pengembangan paduan titanium berbasis Ti-Mo-Nb untuk mendukung kebutuhan akan material implan medis. Perekonomian yang meningkat dan meningkatnya populasi merupakan kombinasi yang menarik di mana terdapat potensi kebutuhan material implan medis. Peningkatan populasi ini berdampak pada peningkatan penduduk usia lanjut dan penyakit degeneratif seperti osteoporosis. Saat ini penggunaan paduan Ti6Al4V telah banyak digunakan sebagai material implan medis, namun permasalahannya adalah kandungan logam Al dan V yang berpotensi berbahaya bagi tubuh manusia serta nilai modulus elastisitas yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tulang sehingga mendorong peneliti untuk mengembangkan paduan titanium baru untuk menggantikan Ti6Al4V. Paduan titanium β (beta) berbasis Ti-Mo-Nb dengan penambahan Sn dan Mn ini merupakan paduan yang aman digunakan dan memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah dibandingkan Ti6Al4V.Paduan Ti-Mo-Nb-Sn-Mn dibuat melalui peleburan menggunakan electric arc vaccuum furnace pada lingkungan inert gas argon. Ingot hasil peleburan dihomogenisasi pada temperatur 1100 oC kondisi inert selama 7 jam dilanjutkan dengan pendinginan air. Selanjutnya dilakukan karakterisasi struktur mikro, sifat mekanis, sifat korosi dan in-vitro untuk mengetahui sifat–sifat yang dihasilkan sesuai aplikasi. Desain paduan Ti-6Mo-6Nb-8Sn-4Mn merupakan komposisi optimum yang dicapai. Paduan ini memiliki modulus elastisitas 92,4 GPa, laju korosi 0,00160 mmpy dan visibilitas sel mencapai 100%. Jadi dapat disimpulkan bahwa sifat mekanik, perilaku korosi dan hasil uji sel in-vitro menunjukkan bahwa paduan ini lebih baik daripada paduan komersial Ti6Al4V dan merupakan kandidat yang menarik untuk aplikasi material implant medis.

---

This dissertation discusses the development of Ti-Mo-Nb-based titanium alloys to support the need for medical implant materials. An increasing economy and a growing population is an attractive combination where there is a potential demand for medical implant materials. This population increase has an impact on the increase in the elderly population and degenerative diseases such as osteoporosis. Currently, the use of Ti6Al4V alloys has been widely used as medical implant materials. However, the problem is the content of Al and V metals which are potentially harmful to the human body, and the value of the modulus of elasticity is much higher than that of human bone, thus encouraging researchers to develop new titanium implant alloys to replace Ti6Al4V. Ti-Mo-Nb alloy with the addition of Sn and Mn is an element that is safe to use and has a lower modulus of elasticity than Ti6Al4V.

Ti-Mo-Nb-Sn-Mn alloys are made by electric arc vaccuum furnace in an inert argon gas atmosphere. The ingot resulting was homogenized at a temperature of 1100 °C for 7 hours in an inert atmosphere of argon gas, followed by water quenching. Microstructure characterization, mechanical and corrosion properties, and in-vitro were carried out to determine the suitability of the resulting properties for biomedical applications. Alloy Ti-6Mo-6Nb-8Sn-4Mn is the optimum composition achieved. This alloy has an elastic modulus of 92.4 GPa, a corrosion rate of 0.00160 mmpy and a visibility cell of 100%. So it can be concluded that the mechanical properties, corrosion behavior, and in vitro cell test results indicate that this alloy is better than the commercial alloy Ti6Al4V and is an attractive candidate for medical implant material applications.

"