2009

VOLUME 25 NOMOR 1, APRIL 2010

ISSN 0126 – 3188

AKREDITASI : SK 187/AU1/P2MBI/08/2009

Penanggung Jawab: Kapuslit Metalurgi – LIPI Dewan Redaksi : Ketua Merangkap Anggota: Ir. Bambang Sriyono Dipl.Ing. Anggota: Dr. Ir. Rudi Subagja Dr. Ir. F. Firdiyono Dr. Agung Imadudin Dr. Efendi Mabruri Ir. Adil Jamali, M.Sc (UPT BPM – LIPI) Prof. Riset. Dr. Ir. Pramusanto (Puslitbang TEKMIRA) Prof. Dr. Ir. Johny Wahyuadi, DEA (UI) Dr. Ir. Sunara, M.Sc (ITB) Sekretariat Redaksi: Dedi Irawan, ST Daniel Panghihutan Malau, ST Arif Nurhakim, S.Sos Penerbit: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553

Pengantar Redaksi ………………. iii Abstrak …..…………………………….. v Application of Mechanochemistry in Mineral Processing Solihin………………………………………….. 1

Urgency to Develop Biocompatible Materials for Medical Implant Applications in Indonesia Andika Widya Pramono…..…………….…… 7

Proses Pemanasan Temperatur 700°C Mineral Magnesit dari Padamarang Eko Sulistiyono dan Bintang Adjiantoro…13

Pembuatan Baja Lapis Titanium dengan Metoda Cladding Sri Mulyaningsih dan Budi Priyono …..….19

Analysis of The Mg-Ti-Fe Alloy Prepared by High Energy Ball Milling and its Hydrogen Capacity Hadi Suwarno..……………..………...………25

Prospek Paduan Magnesium untuk Aplikasi Biomedis Yusuf……………………………………….......33

Pembuatan Material Komposit Matriks Paduan Al-4,5%Cu4%Mg/Sic(P) dengan Proses Tempa (1) Bintang Adjiantoro dan Bambang Sriyono.41

Alamat Sekretariat: Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI Kawasan PUSPIPTEK, Serpong, Gedung 470 Telp: (021) 7560911, Fax: (021) 7560553 E-mail: [email protected]

Recovery TiO2 dari Larutan TiO(SO4) Hasil Ekstraksi Bijih Ilmenite Bangka Menggunakan Proses Sol Gel

Majalah ilmu dan teknologi terbit berkala setiap tahun, satu volume terdiri atas 3 nomor.

Penghalusan Butir Titanium Murni untuk Aplikasi Biomedis dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing (ECAP)

F. Firdiyono, dkk.…………..………...………49

Efendi Mabruri, dkk……………...………61

Indeks

ii | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

PENGANTAR REDAKSI Syukur Alhamdullilah, terbitan Majalah Metalurgi pada edisi kali ini lebih awal, direncanakan majalah ini akan terbit tiga kali dalam setahun Majalah Metalurgi Volume 25 Nomor 1, April 2010 kali ini menampilkan sembilan buah tulisan, terdiri atas enam buah tulisan hasil penelitian dan tiga buah studi. Tulisan hasil penelitian disampaikan oleh Eko Sulistyo dan Bintang Ajiantoro tentang “Proses Pemanasan Temperatur 700ºC Mineral Magnesit dari Padamarang”. Selanjutnya Sri Mulyaningsih dan Budi Priyono menyajikan tulisan tentang “Pembuatan Baja Lapis Titanium dengan Metoda Cladding”. Berikutnya Hadi Suwarno menulis tentang “Analysis of The Mg-Ti-Fe Alloy Prepared by High Energy Ball Milling and its Hydrogen Capacity”; berikutnya dan Bambang Sriyono menulis tentang “Pembuatan Material Komposit Matriks Paduan Al-4,5%Cu4%Mg/SiC(p) dengan Proses Tempa”. F. Firdiyono dan Kawan-Kawan menyajikan tulisan tentang “Recovery TiO 2 dari Larutan TiO(SO 4 ) Hasil Ekstraksi Bijih Ilmenit Bangka Menggunakan Proses Sol Gel”. Tulisan berikutnya disajikan oleh Efendi dengan tajuk “Penghalusan Butir Titanium Murni untuk Aplikasi Biomedis dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing (ECAP)”. Pada bagian berikutnya ada tiga buah hasil studi yaitu “Application of Mechanochemistry in Mineral Processing” yang disampaikan oleh Solihin dan “Urgency to Develop Biocompatible Materials for Medical Implant Applications in Indonesia ” yang ditulis oleh Andika Widya Pramono. Terakhir disajikan “Prospek Paduan Magnesium untuk Aplikasi Biomedis” yang dipaparkan oleh Yusuf. Semoga penerbitan Majalah Metalurgi volume ini dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia penelitian di Indonesia.

REDAKSI

Pengantar Redaksi

| iii

iv | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 660.2 Solihin (Research Center for Metallurgy, Indonesian Institute of Science) Application of Mechanochemistry in Mineral Processing Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Fenomena mekanokimia telah lama dikenal mampu menginisiasi transformasi struktural atau reaksi kimia pada temperature kamar. Selain itu, fenomena mekanokimia juga membuat kinetika reaksi dapat diakselerasi sehingga dapat terjadi pada temperature kamar. Transformasi struktural dengan memanfaatkan fenomena mekanokimia ini dapat diarahkan untuk meningkatkan unjuk kerja pemrosesan mineral atau ekstraksi logam berharga. Sulfidisasi mineral oksida, pembentukan senyawa yang mampu larut dalam air dan meningkatkan luas permukaan spesifik merupakan contoh-contoh reaksi mekanokimia atau transformasi structural yang dapat meningkatkan unjuk kerja pemrosesan mineral. Kata kunci : Mekanokimia, Pemrosesan mineral, Reaksi antar padatan, Kinetik, Milling

Mechanochemical phenomenon has been known to be able to conduct structural transformation or chemical reaction at room temperature. The kinetics of the reaction can also be accelerated at room temperature through mechanochemical reaction. This transformation through mechanochemical reaction can be used to enhance mineral processing or metal extraction. Sulphidation of oxides minerals, formation of water soluble compound, and increasing specific surface area of minerals are among the mechanochemical reaction or structural transformation capable to enhance the mineral processing of certain minerals. Keywords : Mechanochemistry, Mineral processing, Solid-state reaction, Kinetics, Milling

Abstrak

|v

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 619.600 Andika Widya Pramono (Research Centre for Metallurgy, Indonesian Institute of Sciences) Urgency to Develop Biocompatible Materials for Medical Implant Applications in Indonesia Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Makalah ini memberi gambaran tentang arti pentingnya pengembangan material biokompatibel untuk aplikasi implan medis di Indonesia. Berbagai latar belakang permasalahan dan perkembangan yang terjadi di dunia dibahas dimulai dari: peningkatan prosentase manula, tingkat kecelakaan dalam berkendara di Indonesia, millennium development goals, kemajuan riset dan pengembangan material biokompatibel di dunia dan Indonesia, penggunaan nanoteknologi sebagai sarana terobosan inovatif dan peningkatan nilai tambah, sampai dengan perlunya mengedepankan keunggulan kompetitif di atas keunggulan komparatif bagi Indonesia. Di bagian akhir makalah dikemukakan tentang upaya ke depan dalam pengembangan komponen implan biokompatibel yang murah dan berkualitas melalui kolaborasi internasional, termasuk dengan Amerika Serikat. Aspek manfaat bagi semua pihak yang berkolaborasi ditekankan baik dari segi kemanusiaan maupun teknoekonomi. Kata kunci : Biokompatibel, Implan, Millennium development goals, Keunggulan komparatif, Keunggulan kompetitif, Nanoteknologi, Tekno-ekonomi

This paper underlines the significance of developing biocompatible materials for medical implant applications in Indonesia. Various problems and development worldwide concerning implant materials are discussed including: the increase in percentage of elderly people, the extent of accidents during vehicle driving in Indonesia, the millennium development goals, the advanced research and development of biocompatible materials worldwide and in Indonesia, the utilization of nanotechnology as the means for innovative breakthrough and added values, as well as the importance of bringing forward competitive advantages over the comparative advantages for Indonesia. The final part of paper discusses the possible future attempts to develop affordable biocompatible implant materials through the international collaboration including with the USA. The mutual benefits for all parties are emphasized from the aspects of humanity and techno-economy. Keywords : Biocompatible, Implant, The millennium development goals, Comparative advantages, Competitive advantages, Nanotechnology, Techno-economy

vi | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 660 Eko Sulistiyono dan Bintang Adjiantoro (Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI) Proses Pemanasan Temperatur 700 ºC Mineral Magnesit dari Padamarang Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Telah dilakukan kegiatan proses pemanasan pada temperatur tinggi terhadap mineral magnesit dari Padamarang untuk melihat pengaruh pemanasan. Dari hasil percobaan dengan pemanasan pada temperatur 700 °C dengan berbagai variabel ukuran partikel menunjukkan bahwa ukuran butiran tidak berpengaruh padsa reaksi. Secara keseluruhan pada tempatur 700 °C telah menunjukkan adanya pembentukan MgO yang cukup tinggi yaitu sekitar 95 % pada waktu proses diatas 6 jam. Hasil dari proses pemanasan ini selanjutnya dilakukan analisis SEM, memperlihatkan bentuk kristal yang berupa lembaran-lembaran yang mengelompok dalam bentuk klusterkluster. Kata kunci : Magnesit, MgO, Padamarang

Activity has been carried out at high temperature heating process of the mineral magnesite from Padamarang to see the influence of heating. From the results of experiments with heating at a temperature of 700 °C with a variety of variable particle size showed that particle size has no effect on the reaction. Overall at 700 °C tempature have shown the formation of MgO is high enough, it was 95% in processing time by more than 6 hours. The result of this heating process is then performed SEM analysis, showing crystal shape in the form of sheets are clustered in the form of clusters. Keywords : Magnesite, MgO, Padamarang

Abstrak

| vii

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620 Sri Mulyaningsih, Budi Priyono ( Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI ) Pembuatan Baja Lapis Titanium dengan Metoda Cladding Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Telah dilakukan penelitian tentang baja lapis titanium dengan metoda mechanical cladding untuk meningkatkan ketahanan korosinya. Proses cladding dilakukan dengan menyusun secara berturut-turut pelat baja, tembaga dan titanium setelah sebelumnya dibersihkan permukaannya, kemudian diikat dan dipanaskan pada temperatur diatas temperatur austenit. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan temperatur pemanasan yaitu; 750, 800 dan 900°C dan ditahan selama 1 jam. Proses cladding dilakukan menggunakan metoda mekanik yaitu di roll dalam keadaan panas. Dari hasil percobaan diperoleh bahwa hasil proses cladding terbaik adalah pemanasan pada temperatur 900 °C yaitu hasil lapisan yang melekat merata pada semua sampel. Kata kunci : Cladding, Intermetalik, Pengerollan panas

There has been done research on steel and titanium cladding mechanical cladding method by mean hot rolled cladding for increasing its corrosion behavior. The cladding process was done by put the titanium, cuprum and steel layer by layer to united, than heat treated over the austenite temperature. The heat treatment temperature was varies from 750, 800 and 900 °C, holding time at 1 hour. Continue to the cladding process with allow the unite hot plate into the roll machine. The best result from the experiment is heat treating the sample at 900°C which is show the cladding process inherent on the samples. Keywords : Cladding, Intermetalic, Hot roll

viii | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 669.7 Hadi Suwarno ( Center for Technology of Nuclear Fuel, National Nuclear Energy Agency ) Analysis of the Mg-Ti-Fe Alloy Prepared by High Energy Ball Milling and Its Hydrogen Capacity Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Hidrogen diprediksi akan menjadi sumber energy penting untuk masa depan. Menyimpan hidrogen dalam bentuk metal hidrid merupakan metoda yang cukup menarik untuk menyimpan hidrogen dalam bentuk padat. Logam paduan Mg-Ti-Fe berukuran nano partikel dibuat dengan menggunakan mesin high energy ball milling untuk maksud menyimpan hidrogen. Analisa menggunakan mesin sinar-X atas spesimen yang di-milling selama 30 jam menunjukkan bahwa paduan sintetis senyawa Fe2Ti dan FeTi dapat dibentuk, sementara tak teramati adanya senyawa Mg-Fe maupun Mg-Ti. Adanya Mg di dalam spesimen berfungsi sebagai katalis yaitu menyediakan ruang bebas untuk hidrogen agar berinteraksi dengan fasa Fe-Ti dan Ti membentuk senyawa metal hidrid. Kapasitas hidrogen sebesar 5,7 % berat pada suhu kamar dan sebesar 1,2 % berat pada suhu 70 °C memenuhi persyaratan suhu operasi untuk fuel cell tipe polymer electrolyte membrane (PEMFC). Dari hasil penelitian disimpulkan bahwa paduan Mg-Ti-Fe dapat dipromosikan sebagai bahan penyimpan hidrogen dalam bentuk senyawa metal hidrid. Kata kunci : Ball milling energi tinggi, Paduan sintesis, Material penyimpan hidrogen

Hydrogen will become a very important energy source in the near future. Storing hydrogen in the form of metal hydride presents a challenging method for solid hydrogen storage. The Mg-Ti-Fe alloy in the nanosize particles is prepared to develop a solid hydrogen storage material using a high energy ball milling. X-ray diffraction analyses of the specimen after 30 h of milling shows that the synthetic alloying of Fe 2 Ti and FeTi compounds can be formed and no Mg-Fe or Mg-Ti compounds are observed. The presence of Mg in the specimen act as a catalyst by providing free spaces for hydrogen to interact with Fe-Ti and Ti phases to form metal hydride. Hydrogen capacity of 5.7 wt% of the specimen at room temperature and of 1.2 wt% at a temperature of 70 °C fulfils the operating temperature of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). It is concluded that the Mg-Ti-Fe alloy can be promoted as a new hydrogen storage material. Keywords : High energy ball milling, Synthetic alloying, Hydrogen storage material

Abstrak

| ix

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.18 Yusuf ( Pusat Penelitien Metalurgi – LIPI ) Prospek Paduan Magnesium untuk Aplikasi Biomedis Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Paduan magnesium memiliki prospek yang sangat baik sebagai material untuk aplikasi biomedis. Sifatnya yang ringan, kuat, kaku dan mudah dikerjakan sangat menarik untuk aplikasi apapun. Sedangkan sifatnya yang ramah dan bersahabat dengan cairan dan organ tubuh menjadi unggulan untuk aplikasi biomedis. Hasil interaksi antara logam magnesium dengan cairan tubuh menghasilkan magnesium khlorida tidak meracuni tubuh dan dengan mudah dikeluarkan dari tubuh lewat air seni. Sifatnya yang reaktif dan mudah terkorosi mendapat tempat sebagai material implan yang biodegradabel. Sifat ini sangat cocok untuk kebutuhan implan yang bersifat sementara, seperti pen atau baut penahan tulang yang patah. Keberadaan pen atau baut itu bersifat sementara dan harus diambil sesudah patah tulangnya berhasil dipulihkan. Pengambilan implan ini harus dilakukan dengan tindakan operasi yang agak merepotkan. Paduan magnesium yang dirancang larut pada saat patah tulang pulih, akan menghindari pengambilan pen atau baut tadi. Untuk aplikasi biomedis dalam bentuk implan yang permanen, paduan magnesium memerlukan perlakuan khusus. Paduannya sendiri bisa ditambah dengan unsur untuk menambah ketahanan korosi seperti zirkon atau kalsium. Untuk lebih meningkatkan ketahanan korosinya, paduan magnesium dapat diberi berbagai macam lapis lindung. Mulai dari lapis oksida, lapis logam, lapis polimerhingga lapis keramik. Metode pelapisannyapun bisa sederhana semacam konversi kimia, elektrolisa anodisasi, semprot dingin, lapis plasma, hingga pelapisan canggih berskala nano semacam self assembled monolayer (SAM). Kata kunci : Magnesium, Paduan, Biomedis, Implan, Korosi, Lapis lindung

Magnesium alloys have a good prospect as materials for biomedical aplications. Their character as light, strong, stiff and good workability materials looks very interesting for many applications. On top of these characters, their compatibility with body liquids and human organs will become advantages in their biomedical applications. Reaction products between a magnesium metal and body liquids will produce a magnesium chloride solution which is not harmful to human body and will be secreted out from the human body through the urine solution. Their character as reactive and corrosive materials is finding its role as biodegradable temporaly implants, like temporary pin and scrscrews to connect broken bones. The pin and screws are only needed as a temporary tools before the bones are growth and connected again. The pin and screws should be removed from human body, usually by surgery. With a certain magnesium alloy as a biodegradable material the pin and screws can be left and degrade in the human body. quirFor the biomedical application as permanent implants, the alloys require a rather special treatment to improve its corrosion resistance through alloying and protective coatings. Addition of zircon or calcium are known to improve the corrosion resistance. The protective coating might be one of the following materials: oxide,metal, polymer or ceramic. The coating method also varied from a simple chemical conversion or anodizing up to a sophisticated nano scale technology such as a self assembled monolayer (SAM) method. Keywords : Magnesium, Alloy, Biomedical, Implant, Corrosion, Coating

x | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.19 Bintang Adjiantoro dan Bambang Sriyono (Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI) Pembuatan Material Komposit Matriks Paduan Al-4,5%Cu-4%Mg/SiC(p) dengan Proses Tempa (1) Metalurgi, Volume 25 No.1, April 2010 Penelitian pembuatan material komposit matriks logam telah dilakukan dengan menggunakan metoda stirrcasting pada matriks paduan Al-4,5%Cu-4%Mg dengan penguat partikel SiC. Percobaan dilakukan dengan memvariasikan persen fraksi volume partikel (5% dan 7,5%) dan ukuran partikel (147µm dan 74µm). Dari hasil percobaan menunjukkan bahwa persen fraksi volume partikel sangat berpengaruh terhadap sifat mekanik dan struktur mikro dari material komposit matriks paduan Al-4,5%Cu-4%Mg/SiC(p). Hal ini ditunjukkan dengan meningkatnya kekuatan tarik, kekerasan dan memperbaiki tingkat keausan namun material komposit matriks paduan Al-4,5%Cu-4%Mg/SiC(p) cenderung memiliki sifat lebih getas. Kata kunci : Komposit matriks logam, Paduan terner AlCuMg, Senyawa karbida SiC

Research the manufacture of metal matrix composite materials has been carried out by using the method stirrcasting the matrix alloy Al-4.5% Cu-4% Mg with SiC particle reinforcement. Experiments carried out by varying the particle volume fraction percent (5% and 7.5%) and particle size (147 µ m and 74 µ m). Experimental results show that the percent volume fraction of particles affect the mechanical properties and microstructure of the alloy matrix composite material Al-4.5% Cu-4% Mg / SiC (p). This is indicated by the increased tensile strength, hardness and improve wear but the alloy matrix composite material Al-4.5% Cu-4% Mg / SiC (p) tend to have more brittle nature. Keywords : Metal matrix composite, AlCuMg ternary alloys, SiC carbide compound

Abstrak

| xi

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 669.7 F. Firdiyono, Rudi Subagja, Latifa Hanum i, Iwan Setiawan, Nurhayati ( Pusat Penelitian Metalurgi – LIPI ) Recovery TiO 2 dari Larutan TiO(SO 4 ) Hasil Ekstraksi Bijih Ilmenite Bangka Menggunakan Proses Sol Gel Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Penggunaan TiO 2 setiap tahunnya terus meningkat antara 10 sampai 15 % di pasaran (US Department of Commerce June, 2001). Hal ini karena TiO 2 merupakan material yang banyak digunakan sebagai pigmen, sunscreens, cat, kosmetik dan bahan baku industri kimia. Adanya manfaat dan keunggulan yang begitu banyak tersebut mendorong iklim penelitian terkait dengan pembuatan TiO 2 dari berbagai prekursor. Pemanfaatan mineral ilmenit (FeTiO 3 ) Bangka Indonesia untuk membentuk TiO 2 dengan kemurnian tinggi merupakan potensi yang bagus dalam upaya menaikkan nilai ekonominya. Tujuan penelitian adalah melakukan recovery TiO 2 dari larutan TiO(SO 4 ) hasil ekstraksi bijih ilmenite Bangka menggunakan proses sol gel. Proses yang dilakukan dalam penelitian adalah hidrolisis dengan pelarut H 2 O dalam reaktor berpengaduk dan reflux dalam berbagai rasio volume pelarut (v/v) H 2 O/TiOSO 4 (0, 1, 3, 5, 8, 10, 15, 19), pH (0, 1, 3, 4, 5,dan 6), pengaruh pengadukan, dan pencucian dengan asam. Tahapan penelitian adalah larutan TiOSO 4 direaksikan dengan H 2 O dalam berbagai kondisi sesuai variabel pada suhu 90 °C selama 2 jam. Proses ini menghasilkan gel TiO 2 . Gel TiO 2 yang terbentuk kemudian dipisahkan dari filtratnya dan dicuci sampai pH netral. Proses pengeringan pada suhu 100°C menggunakan oven dilakukan untuk mendapatkan bubuk TiO 2 . Bubuk titanium dioksida yang dihasilkan kemudian dianalisa AAS, SEM, dan SEM. Hasil percobaan menunjukkan bubuk TiO 2 hasil sintesis rasio volume (v/v) H 2 O/TiOSO 4 yang lebih kecil mempunyai ukuran partikel lebih besar dengan kadar pengotor besi lebih kecil. Proses hidrolisis ini mampu menyisihkan pengotor Fe cukup significan. Sedangkan bubuk TiO 2 hasil hidrolisis pada pH semakin kecil mempunyai ukuran partikel titanium dioksida lebih kecil dengan morfologi partikel yang seragam dan kadar pengotor besi lebih kecil. Fraksi kristalin semakin meningkat pada produk titanium dioksida yang dihasilkan pada hidrolisis pH rendah. Morfologi titanium dioksida mempunyai partikel yang seragam pada proses hidrolisis dalam reaktor berpengaduk. Proses pencucian menggunakan asam H 2 SO 4 pada gel TiO 2 dapat menurunkan kadar pengotor Fe dalam bubuk TiO 2 . Penelitian yang dilakukan ini diharapkan menjadi masukkan dalam sintesis titanium dioksida dari mineral ilmenit. Keberhasilan recovery TiO 2 dengan kadar pengotor besi yang rendah diharapkan dapat diaplikasikan sebagai pigmen atau bahan baku industri kimia. Kata kunci : Ilmenit, Titanium sulfat, Titanium dioksida, SEM The use of TiO 2 each year continues to increase between 10 to 15% on the market (U.S. Department of Commerce June, 2001). This is because TiO 2 is material which is widely used as pigments, sunscreens, paints, cosmetics and industrial raw materials chemistry. The existence of the benefits and advantages that so many of the climate to encourage research related to the production of TiO 2 from various precursors. Utilization of mineral ilmenite (FeTiO 3 ) Bangka Indonesia to form TiO 2 with high purity is a great potential in an effort to increase its economic value. The purpose of this research is to perform recovery of TiO 2 from a solution of TiO (SO 4 ) Bangka ilmenite ore extracted using sol gel process. The process is carried out in research is hydrolysis with solvent H 2 O in a strirred reactor and reflux in various solvents volume ratio (v/v) H 2 O/TiOSO 4 (0, 1, 3, 5, 8, 10, 15, 19), pH (0, 1, 3, 4, 5 and 6), the influence of stirring, and washing with acid. Stages of the research is TiOSO 4 solution reacted with H2O in a variety of conditions as variable at 90 °C for 2 hours. This process produces TiO 2 gel. TiO 2 gel was then separated from the filtrate and washes until neutral pH. The process of drying at a temperature of 100 °C using the oven do to get the TiO 2 powder. The resulting titanium dioxide powder is then analyzed AAS, SEM, and SEM. The results showed a synthesis of TiO 2 powder volume ratio (v/v) H 2 O/TiOSO 4 smaller particles have a size larger with smaller levels of iron impurities. This hydrolysis process capable of removing Fe impuritiesis significant. While the results of hydrolysis of TiO 2 powder at pH less titanium dioksida have a smaller particle size with uniform particle morphology and lower levels of iron impurities. Increasing crystalline fraction in the titanium dioxide product produced at low pH hydrolysis. The morphology of titanium dioxide particles have a uniform in the process of hydrolysis in a stirred reactor. The washing process using H2SO4 acid on TiO2 gel can reduce levels of impurity Fe in TiO2 powder. This research is expected to be entered in the synthesis of titanium dioxide from the mineral ilmenite. The successful recovery of TiO2 with low levels of iron impurities is expected to be applied as a pigment or chemical industrial raw material. Keywords: Ilmenite, Titanium sulfat, Titanium dioxide, SEM

xii | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

METALURGI (Metallurgy) ISSN 0126 – 3188 Vol 25 No. 1 April 2010 Kata Kunci bersumber dari artikel. Lembar abstrak ini boleh diperbanyak tanpa izin dan biaya. UDC (OXDCF) 620.19 Efendi Mabruri, Bambang Sriyono, Sri Mulyaningsih, Solihin (Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI) Penghalusan Butir Titanium Murni untuk Aplikasi Biomedis dengan Teknik Equal Channel Angular Pressing (ECAP) Metalurgi, Volume 25 No.1 April 2010 Tulisan ini memaparkan penghalusan butir titanium murni (Commercial Purity Titanium/CP-Ti) untuk aplikasi biomedis dengan teknik equal channel angular pressing (ECAP). Die ECAP yang dibuat untuk percobaan memiliki sudut rongga Φ=120°dan Ψ= 7° yang menghasilkan regangan geser 0,65 untuk individual pass. Rute deformasi ECAP (A dan Bc) dan jumlah pass dievaluasi terhadap perubahan struktur mikro CP-Ti. Hasil percobaan menunjukkan bahwa bahwa sampel CP-Ti setelah ECAP(Φ=120°, Ψ= 7°) pada masing-masing rute deformasi menunjukkan penghalusan butir yang signifikan dibandingkan dengan struktur mikro CP-Ti awal. Rute deformasi Bc menghasilkan ukuran butir yang lebih halus dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh rute A pada jumlah pass yang sama. Penambahan jumlah pass pada masing-masing rute deformasi semakin menghaluskan ukuran butir CP-Ti. Kata kunci : Penghalusan butir, CP-Ti, Aplikasi biomedis, Equal channel angular pressing, Rute deformasi

This paper reports the grain refinement of pure titanium (Commercial Purity Titanium/CP-Ti) for biomedical application by using equal channel angular pressing (ECAP). The ECAP dies used in the experiment have the die angle of Φ=120° and Ψ= 7° giving the shear strain of 0.65 for individual pass. The deformation routes (A and Bc) and the number of passes were evaluated with respect to microstructure evolution of CP-Ti. The experimental results showed that the grain size of CP-Ti significantly decreased after extrusion through the ECAP(Φ=120°, Ψ= 7°) dies for both deformation routes A and Bc. The ECAP route Bc resulted in the finer grain sizes compared to those were resulted by route A for the same pass number applied. Furthermore, the grain sizes of CP-Ti decreased with increasing the number of passes of both ECAP routes. Keywords : Grain refinement, Commercial purity titanium, Biomedical application, Equal channel angular pressing, Deformation routes

Abstrak

| xiii

xiv | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

PENGHALUSAN BUTIR TITANIUM MURNI UNTUK APLIKASI BIOMEDIS DENGAN TEKNIK EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING (ECAP) Efendi Mabruri, Bambang Sriyono, Sri Mulyaningsih, Solihin Pusat Penelitian Metalurgi-LIPI Kawasan Puspiptek Gd.470, Serpong 15314 E-mail: [email protected]

Intisari Tulisan ini memaparkan penghalusan butir titanium murni (Commercial Purity Titanium/CP-Ti) untuk aplikasi biomedis dengan teknik equal channel angular pressing (ECAP). Die ECAP yang dibuat untuk percobaan memiliki sudut rongga Φ=120°dan Ψ= 7° yang menghasilkan regangan geser 0,65 untuk individual pass. Rute deformasi ECAP (A dan Bc) dan jumlah pass dievaluasi terhadap perubahan struktur mikro CP-Ti. Hasil percobaan menunjukkan bahwa bahwa sampel CP-Ti setelah ECAP (Φ=120°, Ψ= 7°) pada masing-masing rute deformasi menunjukkan penghalusan butir yang signifikan dibandingkan dengan struktur mikro CP-Ti awal. Rute deformasi Bc menghasilkan ukuran butir yang lebih halus dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh rute A pada jumlah pass yang sama. Penambahan jumlah pass pada masing-masing rute deformasi semakin menghaluskan ukuran butir CP-Ti. Kata kunci : Penghalusan butir, CP-Ti, Aplikasi biomedis, Equal channel angular pressing, Rute deformasi

Abstract This paper reports the grain refinement of pure titanium (Commercial Purity Titanium/CP-Ti) for biomedical application by using equal channel angular pressing (ECAP). The ECAP dies used in the experiment have the die angle of Φ=120° and Ψ= 7° giving the shear strain of 0.65 for individual pass. The deformation routes (A and Bc) and the number of passes were evaluated with respect to microstructure evolution of CP-Ti. The experimental results showed that the grain size of CP-Ti significantly decreased after extrusion through the ECAP(Φ=120°,Ψ= 7o) dies for both deformation routes A and Bc. The ECAP route Bc resulted in the finer grain sizes compared to those were resulted by route A for the same pass number applied. Furthermore, the grain sizes of CP-Ti decreased with increasing the number of passes of both ECAP routes. Keywords : Grain refinement, Commercial purity titanium, Biomedical application, Equal channel angular pressing, Deformation routes

PENDAHULUAN Logam Titanium murni (Commercial Purity Titanium/CP-Ti) merupakan logam yang paling aman dipakai untuk implantasi medis karena memiliki biokompatibilitas dan osseointegrasi yang lebih baik dibandingkan logam implan lain seperti baja tahan karat SS 316L dan paduan CoCr-Mo karena pembentukan film tipis TiO 2 yang pasif pada permukaan titanium[1-3]. Akan tetapi CP-Ti memiliki sifat mekanik yang lebih rendah

dibandingkan titanium paduan (Ti-6Al-4V) atau logam implan lainnya. Penghalusan butir merupakan metoda yang paling efektif untuk meningkatkan kekuatan mekanik CP-Ti berdasarkan relasi Hall Petch tanpa menurunkan biokompatibilitasnya. Perkembangan teknologi material terkini memungkinkan penghalusan butir/struktur logam sampai ke tingkat ukuran butiran ultra halus/ultrafine grained/UFG (100-500 nm) atau nano meter (<100 nm) untuk memaksimalkan efek penguatan pada

material[4-5]. Saat ini terdapat empat teknik untuk mendapatkan material struktur nano[6,7], yaitu: konsolidasi serbuk nanopartikel; deposisi kimia, fisika dan elektrokimia; kristalisasi material amorf; dan deformasi sangat plastis. Di antara teknik-teknik tersebut, deformasi sangat plastis merupakan teknik yang paling banyak mendapat perhatian karena menghasilkan material yang bebas porositas, 100% padat dengan ukuran benda kerja yang relatif cukup besar untuk aplikasi struktur komersial[6,8,9]. Deformasi sangat plastis (severe plastic deformation/SPD) merupakan proses pengerjaan logam yang memberikan regangan yang sangat besar tanpa merubah penampang melintang benda kerja[10,11]. Ada beberapa teknik deformasi sangat plastis yaitu Equal Channel Angular Pressing (ECAP), High Pressure Torsion (HPT), Hydostatic Extrusion (HE) dan Multiple Forging (MF). Di antara beberapa teknik tersebut, ECAP merupakan metoda SPD yang paling efisien dan banyak mendapat perhatian untuk pengembangan material struktur nano[12]. ECAP memiliki lubang cetakan yang membentuk sudut sehingga material mengalami regangan geser tetapi penampang melintang material dipertahankan tidak berubah setelah keluar dari cetakan[13,14]. Prinsip ECAP dapat dilihat pada publikasi sebelumnya[15,16]. Beberapa keuntungan ECAP dibanding teknik lain adalah: • ECAP dapat digunakan untuk mendapatkan struktur mikro di mana dimungkinkan untuk mencapai pembentukan superplastis kecepatan regangan yang sangat tinggi. • ECAP dapat dimungkinkan segera diaplikasikan di industri untuk menghasilkan benda kerja yang relatif besar. • Bisa dikembangkan pemakaian ECAP menggunakan die yang berputar atau fasilitas multipass untuk mencapai regangan yang tinggi tanpa bongkar pasang benda kerja dari die ECAP.

• ECAP dapat dikombunasikan dengan proses pengerjaan logam lain seperti forging, rolling, wire drawing. Pada tulisan ini akan dilaporkan hasil penelitian percobaan ECAP terhadap CPTi dengan penekanan pada pengaruh jumlah pass dan rute deformasi ECAP terhadap struktur mikro yang terbentuk. Rute deformasi ECAP yang dilakukan pada penelitian ini adalah rute A di mana di antara pass yang berurutan dilakukan rotasi sampel 0° dan rute Bc dengan rotasi 90°. PROSEDUR PERCOBAAN Pembuatan Alat ECAP Pada penelitian ini dies untuk ECAP didisain memiliki rongga internal berukuran diameter 14 mm dan bersudut dalam Φ=120° dan susut luar Ψ=7°. Alat ECAP terdiri dari dua komponen yaitu die dan penekan (punch). Die dibuat dari bahan baja H13 dan sedangkan penekan dari baja D2. Komposisi kimia baja H13 dan D2 ditunjukkan oleh Tabel 1. Die dibuat dengan proses pemotongan, flat grinding untuk meratakan permukaan bahan, pemboran dan dilanjutkan dengan EDM (electric discharge machine) untuk pembuatan profil lubang die. Setelah bentuk die selesai dibuat, kemudian dilakukan perlakuan panas (heat treatment) die berupa quens-temper untuk meningkatkan kekuatan secara keseluruhan die dan karbonitriding untuk meningkatkan kekerasan permukaan lubang die. Sedangkan untuk penekan dibuat dengan pemotongan dan pembubutan, kemudian perlakuan panas quens-temper.

62 | Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188/ hal 61-70

Tabel 1. Komposisi kimia baja untuk bahan pembuatan die dan punch ECAP

No. Baja 1.

H13

2.

D2

C 0.320.45 1.401.60

Mn 0.200.50 0.60 max

Si 0.801.20 0.60 max

Cr 4.755.50 11.0013.00

Ni 0.30 max 0.30 max

Mo 1.101.75 0.701.20

V Fe 0.80Bal. 1.20 1.10 Bal. max

campuran 5%HF, 25%HNO3 dan 70% air distilasi.

Bahan CP-Ti dan Percobaan ECAP Sebagai material awal untuk percobaan ECAP digunakan bilet CP-Ti Grade 1 berukuran diameter 12,7 mm yang diperoleh di pasaran. Komposisi CP-Ti Grade 1 dalam % berat ditunjukan oleh Tabel 2. Untuk percobaan ECAP dibuat sampel CP-Ti berukuran panjang 30 mm. Untuk menghilangkan tegangan sisa dan tekstur sampel CP-Ti dilakukan anil pada suhu 700oC pada kondisi aliran gas Argon. Percobaan ECAP dilakukan dengan memasukkan sampel ke dalam lubang die ECAP kemudian ditekan oleh penekan (punch) sampai seluruh bagian sampel melewati belokan (sudut) rongga die. Penekanan punch dilakukan oleh mesin press hidrolik dengan kecepatan tertentu. Deformasi ECAP dilakukan menggunakan rute A dan rute Bc pada suhu kamar dengan anil pada suhu 500oC di antara pass ekstrusi. Pada rute A, posisi sampel saat ditekan tidak berubah (tidak diputar) dari pass sebelumnya ke pass berikutnya. Sedangkan rute Bc, posisi sampel diputar 90o pada pass berikutnya. Beberapa rute deformasi ECAP diilustrasikan pada Gambar 1. Sampel yang telah mengalami ECAP dilakukan karakterisasi dengan mikroskop optik, SEM (Scanning Electron Microscope) dan XRD (X-Ray Diffraction). Sampel untuk pengamatan mikroskop optik dan SEM dipotong melintang, digerinda dengan apelas sampai ukuran 2000 dan dipoles dengan emulsi alumina sampai ukuran 0,03 mikron. Kemudian sampel dietsa dengan

Tabel 2. Komposisi kimia (% berat) CP-Ti (CP-Ti) untuk percobaan ECAP Bahan CP-Ti Grade 1

O

N

C

H

Fe

Ti

0.18

0.03

0.08

0.015

0.2

Bal.

Gambar 1. Beberapa rute deformasi ECAP (a) rute A (b) rute B A (c) rute Bc (d) rute C [17]

HASIL DAN PEMBAHASAN Die dan Punch ECAP Die dan punch ECAP yang telah selesai dibuat ditunjukkan oleh Gambar 2. Die dan punch ini harus memiliki kekuatan dan kerasan yang tinggi agar tidak cepat aus karena gesekan pengepresan dan punch tidak terdeformasi plastis (melengkung) akibat tekanan mesin press. Oleh karena itu die dan punch harus dilakukan pengerasan dengan perlakuan panas. Perlakuan panas dilakukan agar terbentuk

Penghalusan Butir Titanium …../ Efendi Mabruri

| 63

fasa martensit temper yang memiliki kekerasan dan ketangguhan yang tinggi. Gambar 3 menunjukkan struktur mikro die yang terbuat dari baja H13 dan struktur mukro punch yang terbuat dari baja D2 yang masing-masing telah mengalami perlakuan panas quenching dan tempering. Dari gambar tersebut terlihat bahwa fasa martensit temper sudah terbentuk baik pada baja H13 maupun baja D2. Pada struktur mikro baja D2 terdapat juga fasa karbida krom (fasa berwarna lebih terang) yang memiliki kekerasan yang tinggi. Terbentuknya fasa karbida ini dikarenakan baja D2 memiliki kandungan karbon (C) yang tinggi (1,4-1,6 % berat) dan juga kandungan krom (Cr) yang tinggi (11-13% berat).

(b) Gambar 3. Struktur mikro (a) die dan (b) punch setelah perlakuan panas

Hasil pengukuran kekerasan terhadap die dan punch setelah perlakuan panas ditunjukkan oleh Tabel 3. Dari tabel tersebut terlihat bahwa die dan punch masing-masing memiliki kekereasan yang tinggi yaitu 52,4 HRc untuk die dan 59,5 Rc untuk punch. Dari hasil–hasil pengujian ini menunjukkan bahwa struktur mikro dan kekerasan die dan punch sudah sesuai dengan yang diharapkan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa kedua komponen dapat digunakan untuk percobaan ECAP. Tabel 3. Kekerasan die dan punch setelah perlakuan panas

Gambar 2. Punch dan Die ECAP dengan lubang yang membentuk sudut 120 °C

No. 1 2

Komponen ECAP Die Punch

Kekerasan (HRc) 52,4 59,5

Struktur Mikro CP-Ti Setelah ECAP

(a)

Gambar 4 menunjukkan sampel titanium yang telah dilakukan deformasi ECAP dari pass 1 sampai pass 4. Dari gambar tersebut terlihat sampel pass 1 sampai pass 4 memiliki ukuran penampang melintang yang relatif tidak berubah karena sampel melewati lubang die dengan diameter yang konstan. Sampel mengalami deformasi plastis berupa regangan geser akibat melalui sudut dalam Φ (dalam hal ini 120°) dan sudut luar Ψ (dalam hal ini


7°) dari lubang die ECAP yang memberikan regangan geser 0,65 kepada benda kerja untuk setiap pass deformasi.

kristal fcc (misalnya aluminium). Pita geser-pita geser yang dihasilkan pada passpass berikutnya akan saling berinteraksi dan menentukan struktur mikro akhir sampel. Orientasi interaksi pita geser-pita geser ini dipengaruhi oleh jenis rute deformasi yang dilakukan pada sampel.

Gambar 4. Sampel CP-Ti setelah melalui ECAP pass 1 sampai 4 dari kiri ke kanan

Gambar 5 (a) menunjukkan struktur mikro CP-Ti yang telah mengalami ECAP pass 1. Pada pembesaran yang lebih tinggi seperti ditunjukkan oleh Gambar 5 (b) terlihat adanya sub butir-sub butir yang memecah interior butir awal. Pemecahan interior butiran ini terjadi oleh adanya pitapita deformasi geser yang terbentuk selama proses ECAP berlangsung. Pita deformasi geser (shear bands) ini terjadi pada bidang-bidang slip yang terdapat di dalam struktur kristal CP-Ti yaitu hcp (hexagonal close-packed). Secara umum defromasi plastis terjadi melalui dua mekanisme yaitu pergeseran bidang atom melalui bidang slip atau terbentuknya kembaran defromasi (deformation twin). Karena CP-Ti memiliki struktur kristal hcp (hexagonal close-packed), bidang slip yang dimiliki terbatas dan tidak cukup untuk menerima regangan plastis yang besar. Gambar 5 (b) menunjukkan bahwa deformasi plastis oleh ECAP pass 1 pada CP-Ti didominasi oleh pita geser -pita geser yang terbentuk oleh pergeseran bidang slip. Ini menunjukkan bahwa regangan geser yang diterima sampel pada pass 1 ECAP dengan sudut Φ= 120° dan Ψ= 7° masih bisa diakomodasi oleh bidang-bidang slip di dalam struktur kristal hcp CP-Ti yang jumlahnya relatif lebih sedikit dibandingkan di dalam struktur

(a)

(b) Gambar 5. Gambar SEM yang menunjukkan struktur mikro CP-Ti setelah ECAP pass 1. (a) 1000X (b) 10.000X

Struktur mikro CP-Ti awal sebelum ECAP dan setelah deformasi ECAP(Φ=120°,Ψ= 7°) pass 1 sampai pass 4 untuk rute A dan rute Bc di tampilkan masing-masing pada Gambar 6, Gambar 7 dan Gambar 8. Sulit untuk membedakan batas butir dari butiran tungal karena adanya pergerakan pita geser dan dislokasi selama pengepresan. Akan tetapi dari gambar-gambar tersebut secara kualitatif dapat dilihat bahwa sampel CP-Ti setelah


| 65

ECAP (Φ=120°,Ψ= 7°) pada masingmasing rute deformasi menunjukkan penghalusan struktur mikro yang signifikan dibandingkan dengan struktur mikro CP-Ti awal. Dengan bertambahnya pass pada deformasi ECAP, secara teori seharusnya jumlah pita geser-pita geser dan dislokasi cenderung meningkat yang akhirnya akan makin menghaluskan butir dari struktur mikro logam. Akan tetapi dari Gambar 7 dan Gambar 8 yang menunjukkan penambahan jumlah pass ECAP(Φ=120°,Ψ= 7°) pada masingmasing rute A dan rute Bc dengan dilakukan intermediate annealing pada 500 °C antar pass, struktur mikro tidak dapat dibedakan secara signifikan karena keterbatasan resolusi dan perbesaran gambar yang diambil dengan mikroskop optik. Sedangkan jika dibandingkan antara kedua rute deformasi ECAP (Φ=120°, Ψ= 7°), Gambar 7 dan Gambar 8 menunjukkan perbedaan yang mencolok

dimana secara kualitatif rute Bc menghasilkan struktur mikro yang lebih halus dibandingkan dengan struktur mikro yang dihasilkan oleh rute A. Hal ini dapat dijelaskan dengan mengkorelasikan pembentukan butir halus dengan pola pergeseran bidang pada masing-masing rute deformasi ECAP.

Gambar 6. Struktur mikro CP-Ti awal ( as received) sebelum ECAP

PASS 1

PASS 2

PASS 3

PASS 4

Gambar 7. Struktur Mikro CP-Ti setelah ECAP rute A


PASS 1

PASS 2

PASS 3

PASS 4

Gambar 8. Struktur mikro CP-Ti setelah ECAP rute Bc

Gambar 9 menunjukkan pola pergeseran bidang pada deformasi ECAP dengan rute A dan rute Bc yang berkaitan dengan deformasi plastis di tiga bidang kristalografi X, Y dan Z[17]. Rute A di mana perputaran sampel 0°-0°-0°-0° menghasilkan deformasi geser yang kontinyu pada bidang-bidang X dan Y, tetapi tidak ada deformasi pada bidang Z. Sedangkan rute Bc di mana perputaran sampel 0°−90°−180°−270° menghasilkan deformasi yang kontinyu di semua bidang (X, Y, Z) dan jalur regangan berbalik pada pass yang berurutan. Pembalikan jalur regangan memungkinkan pembentukan pita geser-pita geser dengan mudah sehingga evolusi butiran (sub-butiran menjadi batas butiran berdudut besar) pada ke tiga bidang X, Y, Z terjadi secara cepat dan seragam[18] .

Gambar 9. Gambar skematik pola pergeseran bidang pada deformasi ECAP (a) rute A dan (b) rute Bc [17]

Gambar 11 menunjukkan profil puncakpuncak XRD CP-Ti awal dan setelah ECAP pass 1, pass 2 dan pass 4 pada masing-masing rute A dan rute Bc. Untuk mengevaluasi struktur mikro dari profil XRD dapat dilakukan dengan mengadopsi persamaan scherrer berikut: B(2θ ) =

Kλ L cos θ


| 67

2000 1800

Rute Bc-Pass 4 1600 1400

Rute Bc-Pass 2

1200 1000

Rute A-Pass 4

800

Rute A-Pass 2

600 400

Pass 1

200

Awal

0 30

40

50

60

70

80

Gambar 11. Profil XRD CP-Ti awal dan setelah ECAP denga rute A dan rute Bc

Dari persamaan tersebut di atas terlihat bahwa ukuran kristalit (L) berbanding terbalik dengan lebar peak (B). B biasanya ditentukan berdasarkan lebar pada tengah tinggi profil maksimum (Full Widht at Half Maximum-FWHM). FWHM yang lebih besar akan merefleksikan ukuran kristalit (dapat diangap ukuran butir) yang lebih kecil. Dari Gambar 11 dapat dilihat bahwa deformasi ECAP menguatkan secara signifikan intensitas bidang-bidang kristal yang muncul pada profil XRD. Secara kualitatif dapat diamati juga bahwa pada jumlah pass yang sama rute deformasi Bc menghasilkan puncakpuncak XRD yang memiliki FWHM yang lebih lebar dari yang dihasilkan oleh rute A. Selain itu pada masing-masing rute deformasi, jumlah pass yang lebih besar memberikan puncak-puncak dengan FWHM yang lebih lebar dari pada yang berikan oleh jumlah pass yang lebih kecil. Sehingga dari profil XRD ini dapat dinyatakan bahwa pada jumlah pass yang sama rute deformasi Bc menghasilkan struktur mikro (butiran) yang lebih halus dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh rute A dan ukuran butir semakin halus seiring dengan bertambahnya jumpah pass pada masing-masing rute deformasi. Hasil

yang ditunjukkan oleh profil XRD ini melengkapi hasil yang ditunjukkan oleh gambar struktur mikro pada Gambar 7 dan Gambar 8. KESIMPULAN Dari percobaan ini disimpulkan bahwa teknik equal channel angular pressing (ECAP) dengan Φ=120° dan Ψ= 7° dapat menghaluskan butir CP-Ti. Rute deformasi Bc menghasilkan ukuran butir yang lebih halus dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh rute A pada jumlah pass yang sama. Penambahan jumlah pass pada masing-masing rute deformasi semakin menghaluskan ukuran butir CP-Ti. DAFTAR PUSTAKA [1] M.Niinomi, T.Hanawa, and T. Narushima: Journal of Metals, April (2005) 18-24. [2] F. Guillemot et al: Medical & Biological Engineering & Computing, 42, (2004)137-141. [3] J. Gubicza, Zs. Fogarassy, Gy. Krállics, J. Lábár, T. Törköly: Materials Science Forum, 589 (2008) 99-104.


[4] M.Greger , R.Kocich, B.Kuřetová, M.Vlček: Acta Metallurgica Slovaca, 13 (4) (2007) 561-569. [5] Q. Wei: Journal Of Materials Science, 42 (2007) 1709–1727. [6] Zbigniew Pakieła et al: Proc. NUKLEONIKA 2006;51(Supplement 1):S19−S25. [7] K.Y. Zhu a, A. Vassel b, F. Brisset c, K. Lu d, J. Lu: Acta Materialia, 52 (2004) 4101–4110. [8] Yuntian T. Zhu and Terence G. Langdon: Journal Of Metals, October (2004) 58-63. [9] R. Z. Valiev: Journal Of Materials Science, 42 (2007) 1483–1490. [10] Terry C. Lowe: Journal Of Metals, April (2006) 28-32. [11] K. J. Kurzydlowski: Bulletin of The Polish Academy of Sciences: Technical Sciences, 52 (4) (2004) 301311. [12] I.Kim, J.Y. KiM, D.H. Shin, and K.T. Park: Metallurgical and Materials Transactions A, 34A (2003) 15551558. [13] G.M. Stoica and P.K. Liaw: Journal Of Metals, March (2001) 36-40. [14] S. Rusz and K. Malanik: Archives of Materials Science and Engineering, 28 (11) (2007) 683-686. [15] T. Unga´r : Journal Of Materials Science, 42 (2007) 1584–1593.

[16] E.Mabruri, B.Sriyono, S.Mulyaningsih, Solihin, Pemrosesan CP-Ti Struktur Ultra Halus dengan Deformasi Sangat Plastis Menggunakan Teknik Equal Channel Angular Pressing (ECAP), Prosiding Seminar Material Metalurgi 2009, Indonesia. [17] Langdon T G. The principles of grain refinement in equal-channel angular pressing, Materials Science and Engineering A, 2007, 462:3−11. [18] P. Venkatachalami, S.R. Kumari, B. Ravisankari, V. T. Paul, M. Vijayalakshmi, Effect of processing routes on microstructure and mechanical properties of 2014 Al alloy processed by equal channel angular pressing, Trans. Nonferrous Met. Soc. China 20(2010) 1822−1828. RIWAYAT PENULIS Efendi Mabruri, peneliti di Pusat Penelitian Metalurgi LIPI, lahir di Cirebon pada tanggal 5 Januari 1970. Lulus Sarjana Teknik Pertambangan ITB tahun 1995, Master Teknik Material ITB tahun 2002 dan Doctor of Engineering bidang material dari Nagoya University tahun 2008.


| 69


Ucapan Terima Kasih Redaksi mengucapkan Terima Kasih kepada :

Ir. Yusuf Untuk partisipasinya dalam evaluasi dan member saran dan perbaikan Majalah Metalurgi Volume 25 Nomor 1, April 2010

Ucapan Terima Kasih

|

| Majalah Metalurgi, V 25.1.2010, ISSN 0126-3188

Indeks Penulis I

A Andika Widya Pramono

7

Iwan Setiawan

49

B

L

Bambang Sriyono 41, 61 Bintang Adjiantoro 13, 41 Budi Priyono 19

Latifa Hanum Lalasari

E

Nurhayati Indah

Eko Sulistiyono Efendi Mabruri

13 61

N

F. Firdiyono

49

49

S Solihin 1, 61 Sri Mulyaningsih

H Hadi Suwarno

49

R Rudi Subagja

F

25

49

19, 61

Y Yusuf

33

Indeks

|


Indeks A AlCuMg ternary alloys 41 Alloy 5, 6, 8, 10, 11, 12, 23, 24, 25, 27, 29, 30, 31, 33, 39, 40, 41, 47, 48, 69

B

L Lapis lindung

33, 36, 37, 38

M

Cladding 19, 20, 22, 23 Coating 10, 11, 33, 39 Comparative advantages 7, 10 Corrosion 8, 10, 19, 33, 39, 40

Magnesit 13, 14, 15, 16, 17, 18 Magnesite 13, 18 Magnesium 13, 14, 18, 26, 27, 28, 31, 33, 34, 35, 36, 37 Mechanochemistry 1, 2, 3 Mekanokimia 1 Metal matrix composite 41, 47 MgO 11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 46, 47 Millennium development goals 7, 8 Milling 1, 2, 3, 4, 5, 11, 25, 26, 27, 28, 29, 31 Mineral processing 1, 3, 4, 5, 6

H

N

High energy ball milling 25, 26 Hot roll 19, 23 Hydrogen storage material 25, 30

Nanotechnology 7, 10, 11 Nanoteknologi 7, 12

Biocompatible 7, 8, 10, 11, 12 Biokompatibel 7, 34 Biomedical 8, 9, 11, 12, 33, 39, 40, 61 Biomedis 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 61

C

I Implan

7, 8, 9, 10, 11, 33, 34, 35, 37, 38, 39, 61 Implant 7, 8, 9, 10, 11, 33, 34, 35, 37, 38, 39, 61 Ilmenit 49, 50, 51, 52, 53, 60 Intermetalik 19, 20

P Paduan

19, 25, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 61 Paduan terner AlCuMg 41 Pemrosesan mineral 1

R Reaksi antar padatan

K Keunggulan komparatif 7 Keunggulan kompetitif 7 Kinetics 1, 3, 5 Kinetik 1, 60 Komposit matriks logam 41 Korosi 19, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 41

1

S SEM

13, 15, 16, 17, 18, 49, 50, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 60, 63, 65 Senyawa karbida SiC 41, 42 SiC carbide compound 41 Solid-state reaction 1, 3 Synthetic alloying 25, 26

Indeks

|

T

Titanium dioksida

Techno-economy 7 Tekno-ekonomi 7 The millennium development goals

Titanium sulfat 7, 8


49, 50, 51, 52, 55, 56, 60 49, 50, 52, 53, 54

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA PUSAT PENELITIAN METALURGI Kawasan PUSPIPTEK Serpong 15314, Tlp.021-7560911 Fax. 021-7560553

PANDUAN BAGI PENULIS 1. Penulis yang berminat menyumbangkan hasil karyanya untuk dimuat di dalam majalah Metalurgi, diharuskan mengirim naskah asli dalam bentuk final baik hardcopy atau softcopy (dalam file doc), disertai pernyataan bahwa naskah tersebut belum pernah diterbitkan atau tidak sedang menunggu penerbitannya dalam media tertulis manapun. 2. Penulis diminta mencantumkan nama tanpa gelar, afiliasi kedudukan dan alamat emailnya setelah judul karya tulisnya, dan ditulis dengan Times New Roman (TNR), jarak 1 spasi, font 12. 3. Naskah harus diketik dalam TNR font 12 dengan satu (1) spasi. Ditulis dalam bentuk hardcopy dengan kertas putih dengan ukuran A4 pada satu muka saja. Setiap halaman harus diberi nomor dan diusahakan tidak lebih dari 30 halaman 4. Naskah dapat ditulis dalam bahasa Indonesia atau bahasa Inggris, harus disertai dengan judul yang cukup ringkas dan dapat melukiskan isi makalah secara jelas. Judul ditulis dengan huruf kapital menggunakan TNR font 14 dan ditebalkan. Untuk yang berbahasa Indonesia, usahakanlah untuk menghindari penggunaan bahasa asing. 5. Isi naskah terdiri dari Judul naskah, Nama Pengarang dan Institusi beserta email, Intisari/Abstract, Pendahuluan, Tata Kerja/Prosedur Percobaan, Hasil Percobaan, Pembahasan, Kesimpulan dan Saran, Daftar Pustaka, Ucapan Terimakasih dan Riwayat Hidup. Pakailah bahasa yang baik dan benar, singkat tapi cukup jelas, rapi, tepat dan informatif serta mudah dicerna/dimengerti. Sub judul ditulis dengan huruf kapital TNR font 12, ditebalkan tanpa penomoran urutan sub judul, misalnya : PENDAHULUAN PROSEDUR PERCOBAAN, dan seterusnya. 6. Naskah harus disertai intisari pendek dalam bahasa Indonesia dan abstract dalam bahasa Inggris ditulis TNR 10 jarak 1 spasi diikuti dengan kata kunci/keywords ditulis miring. Isi dari intisari/abstract merangkum secara singkat dan jelas tentang : • Tujuan dan Ruang Lingkup Litbang • Metoda yang Digunakan • Ringkasan Hasil • Kesimpulan 7. Isi pendahuluan menguraikan secara jelas tentang : • Masalah dan Ruang Lingkup • Status Ilmiah dewasa ini • Hipotesis • Cara Pendekatan yang Diharapkan • Hasil yang Diharapkan 8. Tata kerja/prosedur percobaan ditulis secara jelas sehingga dapat dipahami langkahlangkah percobaan yang dilakukan. 9. Hasil dan pembahasan disusun secara rinci sebagai berikut : • Data yang disajikan telah diolah, dituangkan dalam bentuk tabel atau gambar, serta diberi keterangan yang mudah dipahami. Penulisan keterangan tabel diletakkan di atas tabel, rata kiri dengan TNR 10 dengan spasi 1. Kata tabel ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik .


PANDUAN BAGI PENULIS Contoh : Tabel 1. Harga kekerasan baja SS 316L Penulisan keterangan gambar ditulis di bawah gambar, rata kiri dengan TNR 10 jarak 1 spasi, format “in line with text”. Kata gambar ditulis tebal. Akhir ketrangan tidak diberi tanda titik. Contoh : Gambar 1. Struktur mikro baja SS 316L • Pada bagian pembahasan terlihat adanya kaitan antara hasil yang diperoleh dengan konsep dasar dan atau hipotesis • Kesesuaian atau pertentangan dengan hasil litbang lainnya • Implikasi hasil litbang baik secara teoritis maupun penerapan 10. Kesimpulan berisi secara singkat dan jelas tentang : • Esensi hasil litbang Penalaran penulis secara logis dan jujur, fakta yang diperoleh 11. Penggunaan singkatan atau tanda-tanda diusahakan untu memakai aturan nasional atau internasional. Apabila digunakan sistem satuan maka harus diterapkan Sistem Internasional (SI) 12. Kutipan atau Sitasi • Penulisan kutipan ditunjukkan dengan membubuhkan angka (dalam format superscript) sesuai urutan. • Angka kutipan ditulis sebelum tanda titik akhir kalimat tanpa spasi, dengan tanda kurung siku dan tidak ditebalkan (bold). • Jika menyebut nama, maka angka kutipan langsung dibubuhkan setelah nama tersebut. • Tidak perlu memakai catatan kaki. • Urutan dalam Daftar Pustaka ditulis sesuai dengan nomor urut kutipan dalam naskah. Contoh: Struktur mikro baja SS 316L[2]. 13. Penyitiran pustaka dilakukan dengan memberikan nomor di dalam tanda kurung. Daftar pustaka itu sendiri dicantumkan pada bagian akhir dari naskah. Susunan penulisan dari pustaka sebagai berikut : 1. Buku dengan satu pengarang atau dua pengarang (hanya nama pengarang yang dibalik) : [1] Peristiwady, Teguh. 2006. Ikan-ikan Laut Ekonomis Penting di Indonesia : Petunjuk Identifikasi. Jakarta : LIPI Press. [2] Bambang, Dwiloka dan Ratih Riana. 2005. Teknik Menulis Karya Ilmiah. Jakarta : Rineka Cipta. 2. Buku dengan tiga pengarang atau lebih [1] Suwahyono, Nurasih dkk. 2004. Pedoman Penampilan Majalah Ilmiah Indonesia. Jakarta : Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah, LIPI. 3. Buku tanpa nama pengarang, tapi nama editor dicantumkan. [1] Brojonegoro, Arjuno dan Darwin (Ed.). 2005. Pemberdayaan UKM melalui Program Iptekda LIPI, Jakarta : LIPI Press. 4. Buku tanpa pengarang, tapi ditulis atas nama Lembaga. [1] Pusat Bahasa Departemen Pendidikan dan Nasional. 2006. Kamus Besar bahasa Indonesia Jakarta : Balai Pustaka.


PANDUAN BAGI PENULIS 5. Artikel dari Jurnal/majalah dan koran (bila tanpa pengarang) [1] Haris, Syamsudin. 2006.,,Demokratisasi Partai dan Dilema Sistem Kepartaian di Indonesia”. Jurnal Penelitian Politik.: 67-76 Jakarta. 6. Artikel dari bunga rampai [1] Oetama, Yacob. 2006.,, Tradisi Intelektualitas, Taufik Abdullah, Jurnalisme Makna”. Dalam A.B. Lapian dkk. (Ed.), Sejarah dan Dialog Peradaban. Jakarta : LIPI Press. 7. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan [1] Wijana, I dewa Putu. 2007.,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja”. Tesis, Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. 8. Bahan yang belum dipublikasikan atau tidak diterbikan [1] Wijana, I dewa Putu. 2007.,,Bias Gender pada Bahasa Majalah Remaja”. Tesis, Fakultas Ilmu Budaya Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. 9. Tulisan Bersumber dari Internet [1] Rustandy, Tandean. 2006 “Tekan Korupsi Bangun Bangsa”. (http://www.kpk.go.id/modules/news/article.php?storyid=1291, diakses 14 Januari 2007) 14. Ucapan terimakasih ditulis dengan huruf kapital TNR font 12 dan ditebalkan. Isi dari ucapan terimakasih ditulis dengan TNR 12 dan spasi 1. 15. Naskah yang dinilai kurang tepat untuk dimuat di dalam majalah akan dikirim kembali kepada penulis. Saran-saran akan diberikan apabila ketidak tepatan tersebut hanya disebabkan oleh format atau cara penyajian. 16. Penulis bertanggung jawab penuh atas kebenaran naskahnya. 17. Setiap penerbitan tidak ada dua kali atau lebih penulis utama yang sama. Apabila ada, salah satu naskahnya penulis utama tersebut ditempatkan pada penulis kedua.

Serpong, 8 Juni 2009 Redaksi Majalah Metalurgi

2009

Recommend Documents