PENGARUH VARIASI PH ELEKTROLIT DAN TEGANGAN KOMBINASI AC-DC TERHADAP PERTUMBUHAN HIDROKSIAPATIT DI PERMUKAAN STAINLESS STEEL 316 L DENGAN METODE ELECTROCHEMICAL DEPOSITION UNTUK APLIKASI IMPLAN ORTOPEDI

Maymunah Zilallah, - (2024) PENGARUH VARIASI PH ELEKTROLIT DAN TEGANGAN KOMBINASI AC-DC TERHADAP PERTUMBUHAN HIDROKSIAPATIT DI PERMUKAAN STAINLESS STEEL 316 L DENGAN METODE ELECTROCHEMICAL DEPOSITION UNTUK APLIKASI IMPLAN ORTOPEDI. S1 thesis, Universitas Pendidikan Indonesia.

Abstract

Pelapisan hidroksiapatit (HA) pada stainless steel 316L (SS 316L) dengan metode electrochemical deposition (ECD) dapat menghasilkan kombinasi karakteristik mekanik, biokompatibilitas, dan oseointegritas yang ideal untuk aplikasi implan ortopedi. Namun, reaksi elektrolisis air dalam proses ECD menghasilkan gelembung gas hidrogen (H2) yang menghambat deposisi HA, sehingga lapisan yang terbentuk tidak homogen dan memiliki kekuatan adhesi yang rendah dengan substrat SS 316L. Berdasarkan permasalahan tersebut, penelitian ini mengusulkan penggunaan tegangan kombinasi AC-DC untuk mereduksi dampak negatif dari gelembung gas H2. Penelitian ini memiliki tujuan utama untuk menganalisis pengaruh tegangan kombinasi AC-DC dan variasi pH elektrolit ECD terhadap karakteristik lapisan HA pada permukaan SS 316L. ECD dilakukan pada temperatur 70 °C selama 60 menit dengan tiga variasi pH, yakni pH 4, pH 6, dan pH 9, serta dua variasi tegangan, yakni kombinasi tegangan AC 1,3 V dan tegangan DC 1,3 V, serta kombinasi tegangan AC 2,5 V dan tegangan DC 2,5 V dengan frekuensi 60 Hz. Beberapa karakterisasi dilakukan menggunakan XRD, FE-SEM EDX, dan uji korosi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan tegangan kombinasi AC-DC berhasil meningkatkan homogenitas lapisan HA dibandingkan dengan penggunaan tegangan DC. Selain itu, variasi pH elektrolit berpengaruh secara signifikan terhadap morfologi HA, dimana pH 4 dan pH 6 yang lebih rendah menghasilkan bentuk morfologi plate-like yang menunjukkan pertumbuhan kristal dominan di sepanjang bidang-ab, sedangkan pH 9 yang lebih tinggi menghasilkan bentuk morfologi needle-like yang mengindikasikan pertumbuhan kristal dominan di sepanjang bidang-c. Adapun hasil yang optimal tercapai pada variasi tegangan 2,5 V pH 9 dengan ketahanan korosi terbaik (66,92 mmpy). Hydroxyapatite (HA) coating on stainless steel 316L (SS 316L) using electrochemical deposition (ECD) can yield a superior combination of mechanical properties, biocompatibility, and osseointegrity for orthopedic implant applications. However, the water electrolysis reaction in ECD generates hydrogen gas bubbles (H2) that hinder HA deposition, resulting in inhomogeneous layer with low adhesion to the SS 316L substrate. This study proposes ECD with AC-DC combination voltage to mitigate the negative effects of H2 bubbles. The goal of this research is to investigate the influence of AC-DC voltage and electrolyte pH on the characteristics of HA layer formed with ECD. ECD was performed at 70 °C for 60 minutes with three pH variations; pH 4, pH 6, and pH 9, as well as two voltage variations; a combination of AC voltage 1.3 and DC voltage 1.3V, and a combination of AC voltage 2.5V and DC voltage 2.5V at a frequency of 60 Hz. XRD, FE-SEM, EDX, and corrosion tests were used to perform various characterizations. The results revealed that the use of AC-DC voltage successfully increased the homogeneity of the HA layer compared to the use of DC voltage. Furthermore, electrolyte pH has a significant impact on the HA morphology. HA with pH 4 and 6 displayed a plate-like morphology, indicating dominant crystal growth along the ab-plane, while HA with pH 9 displayed a needle-like morphology, indicating dominant crystal growth along the c-plane. The best corrosion resistance with a 66.92 mmpy corrosion rate was obtained at the variation of 2.5V pH 9.

Baca Full Text klik disini
[img] Text
S_FIS_2000733_Title.pdf
Download (566kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Chapter1.pdf
Download (83kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Chapter2.pdf
Restricted to Staf Perpustakaan
Download (427kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Chapter3.pdf
Download (201kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Chapter4.pdf
Restricted to Staf Perpustakaan
Download (977kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Chapter5.pdf
Download (97kB)
[img] Text
S_FIS_2000733_Appendix.pdf
Restricted to Staf Perpustakaan
Download (4MB)
Official URL: https://repository.upi.edu
Item Type: Thesis (S1)
Additional Information: https://scholar.google.com/citations?view_op=list_works&hl=id&user=x5ck4BgAAAAJ Lilik Hasanah SINTA ID : 5994035 SINTA ID : 6860745
Uncontrolled Keywords: Tegangan kombinasi AC-DC, pH elektrolit, Electrochemical deposition, Hidroksiapatit, Stainless steel 316L
Subjects: Q Science > QC Physics
Q Science > QD Chemistry
Divisions: Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam > Program Studi Fisika - S1
Depositing User: Maymunah Zilallah
Date Deposited: 18 Sep 2024 16:15
Last Modified: 18 Sep 2024 16:15
URI: http://repository.upi.edu/id/eprint/123819

Actions (login required)

View Item View Item