Pengaruh Beda Potensial dan Waktu Proses PEO terhadap Morfologi dan Laju Degradasi Mg AZ61 untuk Aplikasi Ortopedi dengan Penambahan Gliserol

Munthe, Yohana Caroline Sydney (2024) Pengaruh Beda Potensial dan Waktu Proses PEO terhadap Morfologi dan Laju Degradasi Mg AZ61 untuk Aplikasi Ortopedi dengan Penambahan Gliserol. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011201147-Undegraduate_Thesis.pdf Download (13MB)

Abstract

Tingkat kasus fraktur tulang yang tinggi menyebabkan peningkatan kebutuhan implan ortopedi seiring pertambahan kasusnya sehingga diperlukan material dengan biodegradable, biokompabilitas, dan sifat mekanik yang baik seperti magnesium. Laju degradasi yang cepat merupakan sebuah permasalahan besar pada magnesium sebagai salah satu material yang berpotensi untuk digunakan sebagai bahan implan tulang. Pada penelitian ini dengan metode Plasma Electrolytic Oxidation (PEO), bertujuan untuk menganalisis pengaruh beda potensial dan waktu oksidasi terhadap morfologi dan laju degradasi pada magnesium. Jenis paduan Mg yang digunakan adalah paduan AZ61 yang terdiri dari 6% Al, 1% Zn, dan 0,2% Mn. Elektrolit yang digunakan adalah Na2SiO3 sebesar 10 g/l, NaOH sebesar 2 g/l, KF sebesar 3 g/l, dan gliserol sebesar 2 ml/l. Penambahan gliserol bertujuan untuk meningkatkan lapisan oksida dan menurunkan laju degradasi pada hasil PEO. Dalam proses PEO, variabel yang digunakan adalah beda potensial sebesar 270 V, 285 V, dan 300 V, serta waktu oksidasi selama 5 menit, 10 menit, dan 15 menit. Setelah proses PEO dilakukan, dilakukan beberapa pengujian seperti pengujian SEM dan XRD yang dilakukan untuk mengetahui morfologi dan senyawa yang terbentuk. Setelah itu, untuk mengetahui laju degradasi dilakukan pengujian EIS, Tafel, dan Weight Loss. Berdasarkan hasil pengujian SEM, diperoleh bahwa sampel V3W15 memiliki densitas pori dan rata-rata ukuran pori terbesar sebesar 0,035 measure/mm2 dan 1,555 mikrometer, serta rata-rata ketebalan lapisan terbesar sebesar 18,127 mikrometer. Dalam pengujian XRD, senyawa yang terbentuk pada sampel berupa MgO dan Mg2SiO4 dengan struktur kristal berupa polikristalin, serta MgF2 dengan struktur kristal berupa amorf. Kemudian, pada pengujian EIS, ketahanan korosi tertinggi dimiliki oleh sampel V3W15 dengan nilai Rp sebesar 362,487 ohm dan dalam pengujian Tafel, laju degradasi terendah dimiliki oleh sampel V3W15 sebesar 0,003 mmpy. Dalam pengujian weight loss, sampel V3W15 juga memiliki laju degradasi terendah sebesar 0,291 mmpy sehingga dapat disimpulkan bahwa beda potensial dan waktu dalam PEO meningkatkan ketebalan lapisan dan mengurangi laju degradasi pada Mg AZ61.
============================================================
============================================================
The high rate of bone fracture cases causes the need for orthopedic implants to increase as the cases increase, so material with biodegradable, biocompatible, and good mechanical properties are needed such as magnesium. Rapid degradation rate is a huge issue for magnesium as one of the materials that has a potential to be used as bone implant material. In this research with Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) method, the purpose is to determine the influence of potential differences and oxidation time in morphology and degradation rate of magnesium. The electrolytes used are 10 g/l of Na2SiO3, 2 g/l of NaOH, 3 g/l of KF, and 2 ml/l of glycerol. The addition of glycerol aims to increase the oxide layer and reduce the rate of degradation in PEO results. In the PEO process, the variables used are potential differences of 270 V, 285 V, and 300 V, as well as oxidation times of 5 minutes, 10 minutes, and 15 minutes. After the process of PEO is done, there are some tests to proceed such as SEM and XRD tests that are carried out to determine the morphology and formed compound. After that, the tests that are carried out to determine the rate of degradation are EIS, Tafel, and Weight Loss tests. Based on the results of SEM test, it was obtained that the V3W15 sample had the largest number of pore density and the average pore size of 0,035 measure/mm2 and 1,555 micrometer, as well as the largest average layer thickness of 18,127 micrometer. Then, in the XRD test, the compounds formed in the sample were in the form of MgO and Mg2SiO4 with a crystalline structure in the form of polycrystalline, and MgF2 with a crystalline structure in the form of amorphous. In the EIS test, the highest corrosion resistance was owned by V3W15 sample with a value of Rp 362,487 ohm and in the Tafel test, the lowest degradation rate was owned by the sample V3W15 of 0,003 mmpy. In the weight loss test, the V3W15 sample also had the lowest degradation rate of 0,291 mmpy, so it can be concluded that the potential differences and time in PEO increase the thickness of coating and reduce the degradation rate in Mg AZ61.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	AZ61, Gliserol, Implan Tulang, Laju Degradasi, Plasma Electrolytic Oxidation, AZ61, Bone Implant, Degradation Rate, Glycerol, Plasma Electrolytic Oxidation
Subjects:	R Medicine > R Medicine (General) > R857 Biomedical materials--Effect of lasers on R Medicine > R Medicine (General) > R857.M3 Biomedical materials. Biomedical materials--Testing.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Yohana Caroline Sydney Munthe
Date Deposited:	01 Aug 2024 07:27
Last Modified:	01 Aug 2024 07:27
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/110816

Actions (login required)

View Item