Pengaruh Aktivator Ammonium Chloride Dalam Pembentukan Lapisan Niobium Karbida Melalui Proses Thermo Reactive Diffusion Pada Baja Martensitic Stainless Steel AISI 420B Aplikasi Pada Surgical Tools

Charisma, Nehemia Tegar (2021) Pengaruh Aktivator Ammonium Chloride Dalam Pembentukan Lapisan Niobium Karbida Melalui Proses Thermo Reactive Diffusion Pada Baja Martensitic Stainless Steel AISI 420B Aplikasi Pada Surgical Tools. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000086-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Download (2MB)

Abstract

Bone drill atau bor tulang adalah salah satu peralatan yang sering digunakan dalam mendukung kesuksesan operasi ortopedi seperti operasi patah tulang. Mata bor pada alat ini harus memiliki sifat biokompatibilitas, kekerasan, dan tahan keausan yang baik agar tidak menyebabkan iritasi atau peradangan pada tubuh pasien pasca operasi dilakukan. Untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus pada alat ini maka perlu dilakukan perlakuan permukaan agar dapat menghasilkan surgical tools yang diinginkan.
Pada kali ini, dilakukan penelitian yang mana bertujuan untuk menaikan kekerasan yaitu menggunakan metode Thermo Reactive Diffusion (TRD) berbasis powder pack yang dilakukan dengan wadah tertutup. Dalam penelitian ini, pelapis niobium karbida (NbC) dipilih sebagai elemen pembentuk karbida karena memiliki sifat biokompatibilitas yang baik. Kemudian untuk spesimen yang digunakan yaitu martensitic steel AISI 420B karena memiliki sifat biokompatibilitas yang baik, tahan aus, dan kekerasan yang tinggi. Pada penelitian ini juga bertujuan untuk mengekplorasi pengaruh persentase ammonium chloride (NH4Cl) sebagai aktivator dalam serbuk formula terhadap pembentukan lapisan niobium pada permukaan AISI 420B. Pada penelitian ini, formula dibentuk dengan memvariasikan presentase aktivator
NH4Cl dari 5 % wt, 7,5% wt, dan 10 %wt yang kemudian dicampur dengan bubuk ferro-niobium sebagai paduan utama pembentuk karbida, dan alumina (Al2O3) sebagai innert filler. Proses TRD ini akan dilakukan menggunakan dapur listrik pada temperatur 1000 o C dan selama 6 jam. Kemudian didinginkan melalui media udara sekitar.
Hasil penelitian menunjukan bahwa ketebalan lapisan niobium karbida meningkat seiring dengan penambahan kadar NH4Cl sebagai aktivator pada proses Thermo Reactive Diffusion dengan waktu penahanan 6 jam dan suhu 1000oC. Nilai kekerasan spesimen yang diberikan proses Thermo Reactive Diffusion mengalami penurunan seiring dengan penambahan kadar NH4Cl sebagai aktivator. Hal ini terjadi karena timbulnya fenomena porositas pada lapisan yang terbentuk akibat berkurangnya kandungan karbon yang tersedia dari base material yang dapat berdifusi ke permukaan untuk berikatan dengan niobium.
==================================================================================================================================
Bone drill or bone drill is one of the tools that is often used to support the success of orthopedic surgery such as fracture surgery. The drill bit in this tool must have good biocompatibility, hardness, and wear resistance so as not to cause irritation or inflammation in the patient's body after surgery. To increase the hardness and wear resistance of this tool, it is necessary to carry out surface treatment in order to produce the desired surgical tools.
At this time, a study was conducted which aims to increase hardness using the powder pack-based Thermo Reactive Diffusion (TRD) method which was carried out in a closed container. In this study, niobium carbide (NbC) coatings were selected as carbide-forming elements because of their good biocompatibility properties. Then for the specimen used is martensitic steel AISI 420B because it has good biocompatibility properties, wear resistance, and high hardness. This study also aims to explore the effect of the percentage of ammonium chloride (NH4Cl) as an activator in formula powders on the formation of a niobium layer on the surface of AISI 420B. In this study, the formula was formed by varying the percentage of NH4Cl activator from 5% wt, 7.5% wt, and 10% wt which was then mixed with ferro-niobium powder as the main alloy forming carbides, and alumina (Al2O3) as an
innert filler. The TRD process will be carried out using an electric kitchen at a temperature of 1000 o C and for 6 hours. Then cooled through the ambient air medium.
The results showed that the thickness of the niobium carbide layer increased with the addition of NH4Cl levels as an activator in the Thermo Reactive Diffusion process with a holding time of 6 hours and a temperature of 1000oC. The hardness value of the specimens given the Thermo Reactive Diffusion process decreased along with the addition of NH4Cl levels as an activator. This occurs due to the phenomenon of porosity in the layer that is formed due to the reduced carbon content available from the base material which can diffuse to the surface to bind with niobium.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 671.36 Cha p-1 2021
Uncontrolled Keywords:	thermo-reactive diffusion, martensitic stainless steel, pengerasan permukaan
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ561 Surface
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	- Davi Wah
Date Deposited:	13 Jun 2023 08:18
Last Modified:	13 Jun 2023 08:18
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/98107

Actions (login required)

View Item