Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan industri dan penelitian alat kesehatan merupakan salah satu program prioritas nasional untuk mengatasi ketergantungan pada alat kesehatan impor. Salah satu paduan logam yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai alat kesehatan adalah paduan entropi sedang (Medium Entropy Alloy/MEA). MEA harus memiliki sifat mekanik yang baik untuk dapat digunakan sebagai biomaterial dengan kualitas tinggi. Oleh karena itu, diperlukan pemilihan komposisi kimia yang tepat sehingga dihasilkan kombinasi sifat mekanik, ketahanan korosi, dan biokompatibilitas yang baik dari paduan entropi sedang. Desain paduan logam konvensional dengan percobaan trial dan error memiliki keterbatasan dalam hal waktu dan biaya. Dengan melakukan metode komputasi, berbagai komposisi paduan dapat dimodelkan dengan mudah sehingga dapat dihasilkan sifat mekanik yang diinginkan dengan waktu dan biaya yang jauh lebih rendah. Dalam penelitian ini, desain paduan entropi sedang dimodelkan melalui perhitungan nilai Stacking Fault Energy (SFE) dengan beberapa kombinasi komposisi menggunakan metode komputasi perhitungan termodinamika dan first-principle. Serangkaian simulasi perhitungan nilai SFE paduan entropi sedang telah dilakukan untuk mempelajari pengaruh komposisi paduan dan temperatur terhadap nilai SFE serta struktur elektronik. Pada perhitungan termodinamika dilakukan perhitungan nilai SFE paduan entropi sedang pada rentang suhu 0-1500 K. Pada metode first principle dilakukan simulasi pada temperatur 0 K untuk menentukan parameter kisi setimbang, nilai energi kesetimbangan struktur, serta struktur elektronik yang dihasilkan. Dari simulasi yang dilakukan, perubahan komposisi paduan akan mempengaruhi nilai SFE paduan entropi sedang. Berdasarkan metode first-principle maupun perhitungan termodinamika, penambahan atom Cr serta pengurangan atom Ni dan Al akan menurunkan nilai SFE. Selain itu, berdasarkan metode first-principle, perubahan komposisi paduan entropi sedang akan mempengaruhi struktur elektronik yang dihasilkan. Perubahan atom Co menjadi Fe pada paduan entropi sedang akan menurunkan total zona akumulasi muatan serta meningkatkan nilai DOS yang dihasilkan. Penambahan atom Ni dalam paduan akan menurunkan total zona akumulasi muatan serta meningkatkan nilai DOS yang dihasilkan. Sedangkan penambahan atom Cr akan meningkatkan zona akumulasi muatan secara lokal dan total serta meningkatkan nilai DOS yang disertai dengan menurunnya jarak antar lapisan terutama pada daerah dimana atom Cr ditambahkan. Panduan desain diberikan dalam bentuk grafik antara komposisi dan SFE sehingga dapat dihasilkan mekanisme deformasi twinning.