Analisis Struktur Pori dan Sifat Mekanik Paduan Mg-0,5Ca-4Zn Hasil Proses Metalurgi Serbuk dengan Variasi Komposisi Foaming Agent CaCO3 dan Temperatur Sintering

*Ika Kartika  -  Pusat Penelitian Metalurgi dan Material, LIPI, Indonesia
Andi Mulya Ashari  -  Teknik Metalurgi, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Indonesia
Adhitya Trenggono  -  Teknik Metalurgi, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Indonesia
Franciska Pramuji Lestari  -  Pusat Penelitian Metalurgi dan Material, LIPI, Indonesia
Aprilia Erryani  -  Pusat Penelitian Metalurgi dan Material, LIPI, Indonesia
Received: 7 Sep 2019; Revised: 23 Dec 2019; Accepted: 29 Dec 2019; Published: 31 Dec 2019.
Open Access Copyright (c) 2019 TEKNIK

Citation Format:
Article Info
Section: Artikel
Language: ID
Statistics: 626 338
Abstract

Paduan Mg-Zn-Ca dengan struktur berpori memiliki potensi sebagai implan mampu luruh yang dapat mengatasi persoalan dalam dunia medis. Tujuan studi ini adalah membuat paduan implan berpori Mg-0,5Ca-4Zn hasil proses metalurgi serbuk dengan variasi foaming agent CaCO3 dan temperature sintering. Struktur pori yang dihasilkan dalam paduan dikarakterisasi dengan menggunakan x-ray diffraction (XRD) dan scanning electron microscopy (SEM). Persentasi porositas dalam paduan dilakukan dengan uji archimedes sesuai ASTM B311-93. Hasil identifikasi senyawa dalam paduan dengan XRD menunjukkan adanya fasa Mg, MgO, MgZn, Mg2Ca dan fasa intermetalik Ca2Mg6Zn3. Semakin meningkatnya temperatur sintering dan penambahan CaCO3 dalam paduan meningkatkan pori yang terbentuk sehingga menurunkan densitas dan kekuatan tekan dari paduan Mg-0,5Ca-4Zn. Pengamatan dengan SEM menunjukkan ukuran pori terbesar yang terbentuk adalah sebesar 106,62 – 435,22 µm yang dihasilkan dalam paduan 85,5Mg-0,5Ca-4Zn-10CaCO3 pada temperatur sintering 650 °C.

Keywords: foaming agent CaCO3; paduan Mg-0,5Ca-4Zn; proses metalurgi serbuk; implan mampu luruh; struktur berpori

Article Metrics:

  1. Radha, R., Sreekanth, D. (2017). Insight of magnesium alloys and composites for orthopedic implant applications – a review. Journal of Magnesium and Alloys, 5(3), 286-312.
  2. Sankalp, A., Curtin, J., Duffy, B., Jaiswal, S., (2016). Biodegradable magnesium alloys for orthopaedic applications: A review on corrosion, biocompatibility and surface modifications. Journal Materials Science and Engineering C, 68, 948-963.
  3. Zhang, B.P., Wang, Y., Geng, L. (2011). Biomaterials – Physics and Chemistry (p. 187), Rijeka: InTech.
  4. Zheng, Y.F., Gu, X.N., Witte, F. (2014). Biodegradable Metals. Journal Material Science and Engineering F, 77, 1-34.
  5. Xin, Y., Huo, K., Tao, H., Tang, G., Chu, P. K. (2008). Influence of aggressive ions on the degradation behavior of biomedical magnesium alloy in physiological environment. Acta Biomaterialia, 4, 2008–2015.
  6. Seyedraoufi, Z.S., Mirdamadi, Sh. (2013). Synthesis, Microstructure and Mechanical Properties of Porous Mg-Zn Scaffolds. J Mech Behav Biomed Mater., 21, 1-8.
  7. Yang, D., Chen, W., Lu, J., Hu, Z., Feng, Y., Chen, J., Jiang, J., Ma, A., Wang, L., Wang, H. (2017). Fabrication of Cellular Mg Alloy By Gas Release Reaction Via Powder Metallurgi Approach. Metal Powder Report, 72 (2), 124-127.
  8. Kayhan, S.M., Tahmasebifar, A., Evis, Z., Koc, M. (2015). Effect of Manufacturing Conditions on the Mechanical and Corrosion Behavior of Micro-tectured AZ91D Prepared by Powder Metallurgy. 4M/ICOMM Conference. DOI :10.13140/RG.2.1.3988.8803.
  9. Pulagara, V.N., Saini, S., Dondapati, R. S. (2015). Study of Manufacturing And Mechanical Properties of Mg – Foam Using Dolomite as the Blowing Agent: A Review. IOP Conference, DOI: 10.13140/RG.2.1.4606.2243
  10. Gonzalez, S., Pellicer, E., Surinach, S., Baro, M.D., Sort, J. (2013). Biodegradable and Mechanical Integrity of Magnesium and Magnesium Alloys Suitable fot Implants. Nottingham: InTech. dx.doi.org/10.5772/55584.
  11. Kennedy, A. (2012). Porous Metals and Metals Foams Made from Powder. Nottingham: InTech.
  12. Erryani, A., Lestari, F. P., Annur, D., Amal, M.I., Kartika, I. (2017). Microstructure and Mechanical Study of Mg Alloy Foam Based on Mg-Zn-Ca-CaCO3 System. IOP Conf. Series; Materials Science and Engineering, 202, 012028.
  13. Andi. (2017). Pengaruh Variasi Komposisi Foaming Agent dan Temperatur Sintering Paduan MgZnCa dengan Foaming Agent CaCO3 untuk Aplikasi Implan Mampu Luruh. Skripsi. Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.
  14. Li, Y., Hodgson, P. D., Wen, C. (2011). The Effect of Calcium and Yttrium Additions on the Microstructure, Mechanical Properties and Biocompatibility of Biodegradable Magnesium Alloys. Journal of Materials Science, 46(2), 365-371.
  15. Syafri, P., Isranuri, I., Suprianto. (2013). Studi Pengaruh Magnesium terhadap Kekuatan Impak dan Mikrostruktur Alumunium Foam Menggunakan 3% CaCO3 sebagai Blowing Agent. Jurnal e-Dinamis, 5(1), 23-28.
  16. Yusop, A. H., Bakir, A.A., Shaharom, N.A., Abdul Kadir, M.R., Hermawan, H. (2012). Porous Biodegradable Metals for Hard Tissue Scaffolds: A Review. Int. J. Biomater. Article ID 641430. DOI: 10.1155/2012/641430