Pengaruh Penambahan Kadar Zn Terhadap Evolusi Hidrogen dan Laju Korosi Implan Biodegradable Paduan Mg-Zn

Saputra, Muhamad Irfan and Dr. Ir. Femiana Gapsari, ST., MT and Ir. Ari Wahjudi, MT (2023) Pengaruh Penambahan Kadar Zn Terhadap Evolusi Hidrogen dan Laju Korosi Implan Biodegradable Paduan Mg-Zn. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Indonesia menjadi negara terbesar di Asia Tenggara yang mengalami jumlah fraktur tertinggi yaitu sekitar 1,3 juta kasus per tahun dari populasi mencapai sekitar 238 juta. Hal ini mengindikasikan bahwa kebutuhan implan tulang akan terus meningkat. Kemajuan teknologi telah menghasilkan biomaterial biodegradable yang dapat terurai secara alami untuk implan tulang. Magnesium telah dikenal karena sangat berpotensi menjadi biomaterial karena memiliki sifat mekanik yang sangat mirip dengan tulang manusia. Namun, Magnesium memiliki kekurangan yaitu laju korosinya yang sangat cepat saat didalam tubuh. Salah satu upaya dilakukan dengan menambahkan Zn untuk mengurangi laju korosi Magnesium yang cepat. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh penambahan kadar Zn terhadap laju korosi paduan Mg, komposisi optimal paduan Mg-Zn, serta perbandingan laju korosi paduan Mg dengan metode evolusi hidrogen. Variasi ditambahkan untuk mendapatkan nilai Zn yang tepat untuk menjadi Paduan Mg-Zn dengan kadar 5%, 10%, dan 15%. Pembuatan spesimen dilakukan menggunakan cetakan berbentuk tabung silinder menggunakan metode kompaksi dengan tekanan 9 ton menggunakan press machine. Setelah itu dilakukan proses sintering menggunakan furnacce, dengan suhu 330oC dan dilakukan holding selama 2 jam. Pengujian dilakukan untuk mengetahui perbandingan volume hidrogen yang terukur dan laju korosi yang diuji menggunakan metode weight loss dan polarisasi potensiodinamik serta data pendukung yaitu uji struktur mikro dan sudut kontak untuk mengetahui biokompatibilitasnya. Dari hasil penelitian ini jumlah hidrogen paling banyak yaitu pada variasi Mg sebesar 0,00236 ml/s dan terkecil pada variasi Mg-10Zn sebesar 0,00172 ml/s. Hal ini sejalan dengan nilai laju korosi pengujian weight loss, dimana variasi Mg menjadi tertinggi dengan nilai 14.32 mm/year dan pada variasi Mg-10Zn menjadi paling rendah dengan nilai 6,56 mm/year. Pengujian polarisasi potensiodinamik menunjukkan bahwa variasi Mg kembali memiliki nilai laju korosi tertinggi dengan nilai laju korosi 13,07 mm/year dan Mg-10Zn menjadi variasi dengan laju korosi terkecil sebesar 4,24 mm/year. Penambahan kadar Zn pada paduan Mg akan menambah ketahanan korosi yang dibuktikan dengan menurunnya laju korosi yang diuji menggunakan tiga metode yaitu evolusi hidrogen, weight loss, dan polarisasi potensiodinamik. Hal ini dikarenakan oleh terbentuknya lapisan passive tambahan pada permukaan benda. Namun, pada variasi Mg-15Zn jumlah hidrogen maupun laju korosi akan kembali meningkat dikarenakan perbedaan potensial yang terjadi antara Mg dan Zn sehingga menyebabkan korosi kecil pada permukaan benda

English Abstract

Indonesia is the largest country in Southeast Asia that experiences the highest number of fractures at around 1.3 million cases per year out of a population of around 238 million. This indicates that the need for bone implants will continue to increase. Technological advances have resulted in biodegradable biomaterials that can biodegrade naturally for bone implants. Magnesium has been known for its potential to be a biomaterial because it has mechanical properties very similar to human bone. However, Magnesium has the disadvantage that the corrosion rate is very fast when in the body. One attempt was made by adding Zn to reduce the rapid corrosion rate of Magnesium. This study was conducted to determine the effect of adding Zn levels on the corrosion rate of Mg alloys, the optimal composition of Mg-Zn alloys, and the comparison of corrosion rates of Mg alloys with the hydrogen evolution method. Variations are added to get the exact Zn value to become Mg-Zn alloys with 5%, 10%, and 15% levels. Specimen making is carried out using a cylindrical tubular mold using the compaction method with a pressure of 9 tons using a press machine. After that, a sintering process was carried out using furnacce, with a temperature of 330oC and holding for 2 hours. The test was carried out to determine the ratio of the measured volume of hydrogen and the corrosion rate tested using the weight loss method and potentiodynamic polarization as well as supporting data, namely microstructure tests and contact angles to determine biocompatibility. From the results of this study, the highest amount of hydrogen is in the Mg variation of 0.00236 ml / s and the smallest in the Mg-10Zn variation of 0.00172 ml / s. This is in line with the corrosion rate value of weight loss testing, where the Mg variation is the highest with a value of 14.32 mm / year and the Mg-10Zn variation is the lowest with a value of 6.56 mm / year . Potentiodynamic polarization testing shows that the Mg variation again has the highest corrosion rate value with a corrosion rate value of 13.07 mm / year and Mg-10Zn becomes the variation with the smallest corrosion rate of 4.24 mm / year. The addition of Zn levels to Mg alloys will increase corrosion resistance as evidenced by the decrease in corrosion rates tested using three methods, namely hydrogen evolution, weight loss, and potentiodynamic polarization. This is due to the formation of an additional passive layer on the surface of the object. However, in variations of Mg-15Zn the amount of hydrogen and corrosion rate will increase again due to the potential difference that occurs between Mg and Zn causing small corrosion on the surface of the object

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0523070303
Uncontrolled Keywords:	Paduan Magnesium Zinc, Biomaterial, Biodegradable, Metalurgi Serbuk, Evolusi Hidrogen, Laju Korosi.
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	05 Oct 2023 01:12
Last Modified:	05 Oct 2023 01:12
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/203455

Text (DALAM MASA EMBARGO) MUHAMAD IRFAN SAPUTRA.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (5MB)

Actions (login required)

View Item