heat treatment.doc

6
Metal telah digunakan dalam bidang kedokteran gigi selama ribuan tahun untuk menggantikan struktur gigi yang hilang. (Powerset Wataha: 2008). Macam-macam restorasiyang terbuat dari logam, seperti crown , inlay , onlay , partial denture dan bridge. (van Noort:2007). Beberapa logam murni, termasuk emas (Au) dan platinum (Pt) masih digunakan dalambidang kedokteran gigi sampai saat ini. Namun, logam tersebut sifatnya kurang sesuai untuk digunakan dalam bidang kedokteran gigi. Untuk alasan tersebut, maka metal dan non metaldicampur sehingga terbentuk alloy . Alloy memiliki sifat fisik dan mekanik yang sesuai danbanyak digunakan dalam bidang kedokteran gigi. (Powerset Wataha: 2008). Alloy memiliki sifat yang khas yaitu ketika diberikan tekanan, pada awalnyamenyebabkan perubahan bentuk secara elastis (dapat kembali ke bentuk semula), kemudianketika tekanan menjadi lebih besar, sebagian dari material yang diberi tekanan ini berubahbentuk menjadi permanen. Awalnya, tekanan yang diberikan dilawan dengan ikatan antar atom dan material menjadi elastis, dan bentuk semula didapatkan kembali setelah tekanandihilangkan. Pemberian tekanan yang lebih besar dan melewati batas elastis menyebabkanrusaknya ikatan antar atom dan perpindahan antar satu atom dengan atom yang lain, sehinggabentuknya berubah secara permanen dan material menjadi mudah dibentuk atau bersifatplastis. (Anderson, 1977)Baja adalah alloy besi-karbon (Fe-C). Kata stainless steel ditujukan kepada alloy besi-karbon yang tersusun atas kromium, nikel, mangan dan logam lain untuk memperbaikisifat dan kualitas baja agar tidak mudah berkarat. Dalam kedokteran gigi pada umumnya stainless steel digunakan untuk preparasi ortodontik dan pembuatan instrument endodonticseperti alat kikir dan reamur. Stainless steel juga diaplikasikan secara khusus untuk spacemaintainers sementara, instrumen yang digunakan sebelum pembuatan mahkota, atauaplikasi lain yang ditempatkan di dalam mulut, dan untuk berbagai macam peralatan klinik serta laboratorium. (Sakaguchi and Powers,2006) .Stainless steel terbagi menjadi tiga jenis yaitu ferritic, martensitic, dan austenitic,yang memiliki perbedaan komposisi, sifat, dan

Upload: dian-agnintia

Post on 03-Feb-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: heat treatment.doc

Metal telah digunakan dalam bidang kedokteran gigi selama ribuan tahun untuk menggantikan struktur gigi yang hilang. (Powerset Wataha: 2008). Macam-macam restorasiyang terbuat dari logam, seperti crown , inlay , onlay , partial denture dan bridge. (van Noort:2007). Beberapa logam murni, termasuk emas (Au) dan platinum (Pt) masih digunakan dalambidang kedokteran gigi sampai saat ini. Namun, logam tersebut sifatnya kurang sesuai untuk digunakan dalam bidang kedokteran gigi. Untuk alasan tersebut, maka metal dan non metaldicampur sehingga terbentuk  alloy .

Alloymemiliki sifat fisik dan mekanik yang sesuai danbanyak digunakan dalam bidang

kedokteran gigi. (Powerset Wataha: 2008).Alloymemiliki sifat yang khas yaitu ketika diberikan tekanan, pada awalnyamenyebabkan

perubahan bentuk secara elastis (dapat kembali ke bentuk semula), kemudianketika tekanan menjadi lebih besar, sebagian dari material yang diberi tekanan ini berubahbentuk menjadi permanen. Awalnya, tekanan yang diberikan dilawan dengan ikatan antar atom dan material menjadi elastis, dan bentuk semula didapatkan kembali setelah tekanandihilangkan. Pemberian tekanan yang lebih besar dan melewati batas elastis menyebabkanrusaknya ikatan antar atom dan perpindahan antar satu atom dengan atom yang lain, sehinggabentuknya berubah secara permanen dan material menjadi mudah dibentuk atau bersifatplastis. (Anderson, 1977)Baja adalah

alloy besi-karbon (Fe-C). Kata stainless steel ditujukan kepada alloy besi-karbon yang tersusun atas kromium, nikel, mangan dan logam lain untuk memperbaikisifat dan kualitas baja agar tidak mudah berkarat. Dalam kedokteran gigi pada umumnya stainless steel digunakan untuk preparasi ortodontik dan pembuatan instrument endodonticseperti alat kikir dan reamur. Stainless steel juga diaplikasikan secara khusus untuk spacemaintainers sementara, instrumen yang digunakan sebelum pembuatan mahkota, atauaplikasi lain yang ditempatkan di dalam mulut, dan untuk berbagai macam peralatan klinik serta laboratorium. (Sakaguchi and Powers,2006) .Stainless steel  terbagi menjadi tiga jenis yaitu ferritic, martensitic, dan austenitic,yang memiliki perbedaan komposisi, sifat, dan aplikasi. (Sakaguchi and Powers,2006.) Duaunsur penting yang terkandung dalam stainless steel kedokteran gigi adalah kromium dannickel (Van Noort, 2007)Alloy stainless steel  yang sering digunakan adalah jenis austenitic stainless steel yangmemiliki sifat ketahanan yang besar terhadap korosi dan tarnish. Unsur kromium yangterdapat dalam stainless steel berfungsi untuk mempertahankan ,Alloy dari korosi, dan tidak ada elemen lain yang ditambahkan ke dalam besi sebagai elemen yang efektif untuk mempertahankan alloydari korosi. Sekitar 11% kromium diperlukan untuk mempertahankan besi murni dari korosi, dan proporsinya meningkat dengan penambahan karbon untuk membentuk baja. Kromium dapat melawan korosi dengan baik karena membentuk lapisankromium oksida yang kuat pada permukaannya, yang melindungi reaksi lebih lanjut denganlogam dibawah permukaan yang dilindunginya. Pembentukan lapisan oksida ini disebut passivation . Tingkat kepasifan ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti komposisi alloy,tekanan, kondisi permukaan, dan heat treatment . Dalam kedokteran gigi karakteristik stainless steel  dari alloy dapat berubah atau hilang oleh penggunaan cleansing agent yangabrasif yang dapat merubah kondisi permukaan instrument,oral hygiene yang buruk dalamjangka waktu yang lama, serta pemanasan yang berlebihan selama pemasangan. (Sakaguchiand Powers,2006).

Page 2: heat treatment.doc

Heat treatment adalah proses pemanasan atau pendinginan dari suatu material yangterkontrol, untuk mengubah sifat ± sifat fisik atau mekanik tetapi tanpa mengubah bentuk dariproduk.Heat treatment kadang dilakukan saat proses manufacturing , seperti membengkokkan atau membentuk.(Sakaguchi and Powers,2006)Pemberian perlakuan panas (heat treatment ) dilakukan untuk mengkontrol kekuatanmekanik kawat. Pada kawat austenitic , adanya nikel mencegah transformasiaustenit menjadicementite dan ferrite saat pendinginan, sehingga kawat menjadi lebih stabil pada saat prosespendinginan cepat. Hal ini dapat terjadi karena ketika kawat austenitic ini didinginkan dalamair, ferrrite dan cementite tidak dapat terbentuk karena kurangnya waktu untuk difusi danpembentukan atom. Derajat konversi dapat dikendalikan dengan mengatur temperatur dandurasi pemanasan yang dikenal dengan tempering . Pemanasan pada austensitic stainless steel tidak dapat mengubah kekuatannya, tetapi pendinginan cepat dapat digunakan untuk meningkatkan yield stress± nya. ( Van Noort, 2007 )Pada praktikum ini, dilakukan sebanyak 3 percobaan dengan perlakuan yang berbeda-beda. Kawat yang digunakan adalah kawat stainless steel berdiameter 0,9 mm. Kawat inidigunakan karena kawat dengan diameter 0,9 mm lebih tebal sehingga tidak mudah putusapabila digunakan dalam percobaan ini. Dengan kawat 0,9 mm, didapatkan jumlahpembengkokkan kawat yang cukup untuk melihat perbandingan perlakuan yang berbeda padamasing ± masing kawat.Pada percobaan yang pertama, kawat tidak diberi perlakuan apa-apa (langsungdibengkokkan). Percobaan ini dilakukan sebanyak tiga kali. Pada ketiga percobaan ini kawatpatah pada tekukan yang ke lima. Kawat lebih mudah patah karena susunan atomnya rapatdan tidak teratur, sehingga kawat tersebut bersifat getas. ( Combe, 1992)

Percobaan kedua dilakukan dengan memanaskan kawat pada zona reduksi api.Pemanasan ini dilakukan selama 5 menit didaerah kawat yang akan ditekuk. Zona reduksimerupakan bagian terpanas dari api. Pemanasan tidak dilakukan pada zona oksidasi karenatemperaturnya lebih rendah dan dapat mengoksidasi logam sehingga dapat mengubah struktur atom pada kawatstainless stell.(annusavice, 2003). Pemanasan pada kawat bertujuan untuk membuat susunan atom pada kawat menjadi tidak teratur di bawah titik leleh.Setelah kawat dipanaskan selama 5 menit, kawat tersebut didinginkan ditempatterbuka selama 5 menit. Proses pendingian ditempat terbuka ini disebut dengan slow cooling. Percobaan ini juga dilakukan sebanyak tiga kali. Pada percobaan pertama, kawat patah padatekukan ke 11. Kawat pada percobaan kedua patah pada tekukan ke 9 dan kawat ketiga patahpada tekukan ke 10. Perbedaan jumlah tekukan ini dikarenakan perlakuan proses pemanasanyang berbeda pada tiap orang, yaitu ada yang terlalu dekat dengan zona reduksi ataumenjauhi zona reduksi. Selain itu, kekuatan tiap inidividu yang melakukan penekukan kawatjuga mempengaruhi jumlah tekukan.Berdasarkan hasil percobaan ini disimpulkan bahwa kawat yang dipanaskan laludibiarkan di udara terbuka selama beberapa saat menjadi lebih lentur sehingga tidak mudahpatah. Hal ini dikarenakan pemanasan dilakukan pada suhu tinggi namun masih dibawah titik leleh kawat, sehingga proses penyusunan atom-atom terjadi secara cepat. Proses penyusunankembali (rekristalisasi) atom mengurangi tekanan yang timbul pada saat prosespembengkokan kawat sehingga kawat menjadi lebih lentur dan lebih sulit untuk dipatahkan.(Ferracane, 2001).Percobaan ketiga dilakukan dengan memanaskan kawat pada zona

Page 3: heat treatment.doc

reduksi api selama5 menit, kemudian dimasukkan dalam air selama 5 menit. Pendinginan dalam air ini disebut juga dengan rapid cooling.Percobaan ini juga dilakukan sebanyak 3 kali. Dari ketigapercobaan tersebut, masing-masing kawat patah pada tekukan ke 11, 12, dan 15. Hal inisangat berbeda jauh bila dibandingkan denngan perlakuan normal. Hal ini dikarenakanadanya adaptasi kembali pada lingkungan sekitar setelah dilakukan pemanasan. Pada prosespemanasan, terjadi rekristalisasi pada struktur mikro kawat dan perubahan komposisi kawat,sehingga dapat menurunkan sifat mekanik dan ketahanan terhadap erosi. Pada saatdidinginkan pada air dingin,stainless steel beradaptasi pada lingkungan sekitar untuk mengembalikan sifat-sifat aslinya sehingga stainless steel tersebut menjadi mengeras (strainhardening ) dan sulit untuk dipatahkan (Craig, 2002: 496). Hal ini biasanya menguntungkanbagi manipulasi untuk orthodontic. Hal ini disebabkan karena kawat tersebut mudah untuk dibentuk dan susah untuk dipatahkan.

Teori lain menyebutkan bahwa, metal dan alloystainless steel dapat menjadi lebihkeras dan kuat bila diberi perlakuan yang berbeda yang dapat membuat kawat tersebut sulit untuk berdislokasi. Perlakuan pendinginan dalam air yang dilakukan selama beberapa saatdapat menghambat gerakan untuk terjadi dislokasi. Beberapa struktur kristal dari metal atau alloy, seperti intermetallic compounds membuat kawat sulit untuk berubah bentuk.Intermetallic compounds tersebut mampu menghasilkan suatu susunan atom yang membuatkawat sulit untuk berubah bentuk dan dipatahkan (O¶Brien, 2002). Teori lain menyebutkan bahwa, metal dan alloy stainless steel dapat menjadi lebih keras dan kuat bila diberiperlakuan yang berbeda yang dapat membuat kawat tersebut sulit untuk berdislokasi.Perlakuancold working yang berlangsung selama beberapa saat dapat menghambat gerakanuntuk terjadi dislokasi. Beberapa struktur kristal dari metal atau alloy, sepertiintermetalliccompounds membuat kawat sulit untuk berubah bentuk.Intermetallic compoundstersebutmampu menghasilkan suatu susunan atom yang membuat kawat sulit untuk berubah bentuk dan dipatahkan (O¶Brien, 2002). Selain itu, pada saat dilakukan pendinginan, ferrite dan cementite (unsur dalam stainless steel ) tidak dapat terbentuk karena tidak adanya waktu untuk berdifusi dan berdislokasi (pembentukan seperti bentukan awal) kembali. Sebagai gantinya,terjadilah pembentukan secara cepat atom tetragonal yang disebut martensite .Martensite iniyang membuat stainless steel  saat perlakuan cold working menjadi lebih keras. (Van Noort,2007)

DAFTAR PUSTAKA :1. Anderson, nanti nurul sms kamu, dia tak tanyai ga jwb2 2. 

Page 4: heat treatment.doc

Anusavice, KJ.P hilips¶ Science of Dental Materials. 11thEdition. 2003. Elsevier :Missouri3. Combe, E.C. 1992. Sari Dental Material. Balai Pustaka : Jakarta. Hal 71 ± 73.4. Craig, RG., Powers, JM. 2002.Restorative Dental Materials. 11thed. USA: Mosby.pp: 4965.Ferracane, Jack L.2001. Materials in Dentistry.2nd edition. p 153.6.O¶Brien, WJ. 2002.Dental Materials and Their Selection. 3rded. Hanover Park:Quintessence Publishing Co, Inc. pp: 227. Powers et  Wataha, John. 2008. Dental  Materials:P roperties and Manipulation. 9th edition. USA: Mosby Elsevier. pp: 240-2418. Powers JM & Sakaguchi RL .(2006). Craig¶s Restorative Dental Materials, 12thed. StLouis:Mosby Elsevier. P.396.