Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Stainless steel 17-4 PH merupakan salah satu jenis breket ortodonti yang digunakan dalam kedokteran gigi karena memiliki sifat mekanik yang baik, ekonomis, dan biokompatibel. Namun, sifat mekanik dan fisiknya dapat beragam sesuai dengan temperatur heat treatment yang dilakukan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aging di suhu 5400C terhadap analisa biodegradation material, kekerasan, ketahanan korosi, struktur mikro, dan biokompatibilitas in vitro dengan melihat lepasan ion Nikel yang dapat menimbulkan reaksi alergi di dalam artificial saliva. Proses age hardening dilakukan dalam dua tahapan. Langkah pertama adalah solution treatment dengan memanaskan spesimen pada temperatur 10800 C. Kemudian dilakukan proses pendinginan cepat sampai temperatur kamar menggunakan media oli. Langkah selanjutnya adalah proses aging di temperatur 5400C dengan waktu penahanan empat jam yang didinginkan di oli. Hasil akan dianalisa sebelum dan sesudah heat treatment menggunakan mikroskop optik untuk melihat perubahan mikrostruktur, EDS-SEM untuk membuktikan terbentuknya presipitat, metode polarisasi untuk mengetahui perubahan laju korosi material, uji hardness dengan Vickers, dan biokompatibilitas in vitro dengan cara merendam sampel dalam artifisial saliva selama 15, 21 dan 28 hari untuk melihat perbandingan jumlah ion nikel yang terlepas menggunakan atomic absorption spectroscopy. Morfologi permukaan sebelum dan sesudah periode perendaman dianalisa menggunakan SEM. Hasil penelitian menunjukan bahwa sampel mengalami hardening sebesar 16% dari kekerasan awal 35 HRC menjadi 41 HRC. Laju korosi material menurun setelah heat treatment dari 0.26072 mm/year menjadi 0,020012 mm/year. Optical microscope menunjukkan perubahan mikrostruktur menjadi martensit temper dan δ-ferrite, serta tumbuhnya presipitat di sekitar batas butir. Analisa EDS-SEM menunjukkan presipitat Cu terbentuk setelah proses pemanasan dan memicu terbentuknya fasa Ni-rich di sekitar presipitat Cu. Gambar SEM menunjukkan adanya scale dan micro-pit yang semakin besar seiring dengan peningkatan periode perendaman ditandai dengan peningkatan weight loss material. Hasil ion nikel yang terlepas <0,09 mg/L selama periode perendaman. Hasil penelitian membuktikan bahwa ion logam dalam kondisi eksperimental adalah baik karena konsentrasi di bawah nilai kritis yaitu 600 - 2500 μg untuk mengurangi risiko alergi dan di bawah tingkat asupan harian makanan sebesar 300-500 μg sehingga tergolong material yang biokompatibel untuk aplikasi ortodonti.

---

Stainless steel 17-4 PH is one of a commercial orthodontic brackets type that has been used today in the field of dentistry because it has good mechanical properties, economical value, and biocompatible although the mechanical properties can be varied depends on the temperature of age hardening. The aim of the research is to study the effect of age hardening at 5400C on biodegradation of material, alteration hardness, corrosion resistance, microstructure, and biocompatibility in vitro to determine the ion release of Nickel concentration in artificial saliva. The age hardening treatment is done by 2 steps. Firstly, solution treatment at 10800C, then quench to room temperature with oil medium. Secondly, the material is tempered at 5400C for 4 hours, then quench with oil medium. Sample is analyzed before and after heat treatment using optical microscope to see the change in microstructure, EDS-SEM analysis to prove the forming of precipitate, polarization method to measure the corrosion rate and hardness test using Vickers method to identify the hardness of material. Biocompatibility in vitro is tested after immersing the material in artificial saliva for 15, 21, and 28 days to demonstrate and compare the ion release of Nickel concentration using atomic absorption spectroscopy. The surface morfology of stainless steel 17-4 PH is investigated using Scanning Electron Microscop (SEM) before and after immersing the sample in the period of time. The result showed that there was 16% increase of hardening effect which results to the change of hardness from 35 HRC to 41 HRC. The corrosion rate decreased after heat treatment, from 0.26072 mm/year to 0.020012 mm/year. Optical microscope showed the microstructure of heat treated stainless steel were tempered-martensite and δ-ferrite, with precipitate along grain boundaries. EDS-SEM analyzed that Cu precipitates were formed because of age hardening and it was found that there was an enrichment of Ni at the Cu precipitate-matrix interface. SEM captured scale and the micro-sized pitting were getting bigger along the increasing of immersing time which can be proved by the increasing of weight loss. Nickel ion release test showed that the value was below 0,09 mg/L for all immersing periods. Results showed that metal ions released in this experimental condition were well below the critical value which is 600 ? 2500 μg to induce allergy and below daily dietary intake level (300-500 μg) and it is considered to be a biocompatible material for orthodontic application.

Abstrak :
Stainless steel 17-4 PH telah menjadi subjek untuk diteliti sebagai material breket ortodonti pada riset kolaborasi antara bidang kedokteran gigi, teknik metalurgi dan material, dan teknik mesin. Dalam bidang metalurgi dan material, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh heat treatment terhadap sifat mekanik dan sifat fisik dari stainless steel 17-4 PH, pengaruh biokompatibilitas in vitro oleh lepasan ion kromium heksavalen dan morfologi korosinya. Media lingkungan yang digunakan dalam penelitian ini adalah saliva buatan dengan pH 7 pada temperatur mulut yaitu 37°C. Heat treatment menggunakan oven furnace dengan dilakukan proses annealing pada suhu 1080oC dilanjutkan dengan dilakukan penuaan selama 4 jam pada 2 temperatur, penuaan pada 570oC untuk sifat mekanik dan penuaan pada 540oC untuk sifat biokompatibilitas. Uji laju korosi dilakukan dengan metode polarisasi. Karakterisasi mikrostruktur telah dilakukan dengan mikroskop optik dan energy dispersive spectroscopy. Mesin Rockwell digunakan untuk menguji nilai kekerasan. Pengujian ion release ion kromium heksavalen yang terlarut didalam saliva buatan dianalisa menggunakan spektrofotometer. Morfologi permukaan sampel hasil uji immers dilakukan dengan mesin uji scanning electron microscopy. Hasil penuaan pada 570oC menunjukan peningkatan pada kekerasan dan ketahanan korosi pada sampel, kekerasan sampel meningkat menjadi 39 HRC dan terjadi penurunan laju korosi dari 0,26072 mm/y menjadi 0,01799 mm/y. Ion release hasil penuaan pada 540oC menunjukan ion kromium heksavalen yang terkandung pada saliva buatan sebesar 0,008 mg/l. Berdasarkan semua hasil data yang didapat pada penelitian ini, material stainless steel 17-4 PH aman untuk digunakan sebagai material ortodonti breket. ...... Nowdays, 17-4 PH stainless steel has been subjected to be studied for ortodhontic bracket material in collaborative research between dentistry, metallurgical and material engineering, and mechanical engineering. In metallurgical and material’s field, the purpose of this research is to analysis the effect of heat treatment on mechanical properties and physical properties of 17-4 PH stainless steel, knowing the in vitro biocompatibility by hexavalent chromium ion and the corrosion morphology of stainless steel 17-4 PH. The medium used in this research is artificial saliva with pH 7 at 370C. The heat treatment is done by using oven furnace with annealing process at 10800C continue with aging for 4 hour at 2 temperatur, 5700C for mechanical properties and 540oC for biocompatibility properties. The method of corrosion test is using polarization. Microstructural characterization has been done using optical microscopy and energy dispersive spectroscopy. Rockwell machine is used for hardness. Ion release research in order to see hexavalent chromium ion disolve in artificial saliva with spectrophotometer. Surface morphology as the result of immers test is done by using scanning electron microscopy. The result of aging process at 5700C shows increasing of hardness and corrosion resistivity on sample, material hardness became 39 HRC and for the corrosion rate decrease from 0,26072 mm/y to 0,01799 mm/y. The result of the aging process at 5400C, ion release method show that chromium hexavalent ion dissolve in artificial saliva is 0,008 mg/l. Therefore, according to this research data, it is prove that stainless steel 17-4 PH can be used for ortodontic bracket material.