TUGAS AKHIR SINTESA DAN STUDI SIFAT IMPAK TERHADAP CHAp (CIKALONG HIDROKSIAPATIT).
TUGAS AKHIR
SINTESA DAN STUDI SIFAT IMPAK TERHADAP
CHAp (CIKALONG HIDROKSIAPATIT)
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat
Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun:
ANGGA PRAMESWARA
NIM : D.200.03.0180
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2010
i
ii
iii
iv
v
MOTO
]
“Jika kamu berlainan pendapat tentang sesuatu maka kembalikanlah
kepada Allah (Al-Quran) dan Rosul (Sunnah), jika kamu benar-benar
beriman kepada Allah dan hari akhir”
(Q.S. An-nisa:59)
]
“Demi masa sesungguhnya manusia itu dalam kerugian kecuali
orang-orang yang beriman dan mengerjakan kebajikan serta saling
menasihati untuk kebenaran dan kesabaran”
(Q. S. Al-ashr)
]
”Sebaik-baik ucapan adalah kitabullah (Al-Quran) dan sebaik-baik
petunjuk adalah petunjuk Muhammad SAW dan sejelek-jelek perkara
adalah hal baru yang di ada-adakan dan semua hal baru yang di
ada-adakan adalah bid’ah dan semua bid’ah adalah sesat dan
semua kesesatan tempatnya di neraka”
(H.R. Bukhari-Muslim)
]
“Perbedaan antara keberanian dan kebodohan sangatlah tipis,
semua itu tergantung dari resiko yang akan diambil dan hasil yang
akan diperoleh“
(Penulis)
vi
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui proses
pembuatan biomaterial hidroksiapatit (HAp) dari bahan berupa gipsum
alam Cikalong dengan proses Hydrothermal Microwave, serta
membandingkan karakterisasi pola hasil pengujian impak (impact) pada
serbuk Cikalong Hidroksiapatit (CHAp) dengan 3 variasi tekanan 100, 200,
dan 300 MPa setelah sintering selama 3 jam dengan suhu temperatur
1400°C.
Pada penelitian ini bahan yang dipergunakan adalah
hidroksiapatit yang dikompaksikan dengan variasi tekanan 100, 200, dan
300 MPa. Sintesa pembuatan dengan cara proses hidrotermal, yang
kemudian dilanjutkan dengan press mold dengan tekanan 100, 200, dan
300 MPa, setelah itu dilakukan sintering dengan temperatur 1400°C
selama 3 jam, yang kemudian diakhiri dengan pengujian impak charpy
dengan acuan standart ASTM D 5942-96.
Hasil pengujian diketahui bahwa pada tekanan 100 MPa terhadap
tekanan 200 MPa terdapat kenaikan harga kekuatan impak sebesar
22.272 KJ/m2 atau sebesar 17.35%, dan pada tekanan 200 MPa terhadap
tekanan 300 MPa terjadi kenaikan harga kekuatan impak sebesar 17.882
KJ/m2 atau sebesar 11.87%. Dengan adanya peningkatan harga impak
dapat disimpulkan bahwa spesimen sudah mengalami proses sintering,
serta dapat disimpulkan pula bahwa semakin besar nilai kompaksi maka
semakin besar pula harga kekuatan impaknya.
Kata kunci: Hidroksiapatit (HAp), Kompaksi, Sintering, Impak.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini
dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Sintesa dan Studi Sifat Impak Terhadap
CHAp (Cikalong Hidroksiapatit)” dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
memberikan penghargaan kepada:
1. Ir. Agus Riyanto, MT, sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta,
2. Marwan Effendy, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin,
3. Joko Sedyono, ST, M.Eng, selaku Pembimbing Utama,
4. Ir. Agus Hariyanto, MT, selaku pembimbing Pendamping,
5. Agus Yulianto, ST, MT, selaku Pembimbing Akademik
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran
dari semua pihak.
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 12 Februari 2010
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Hal
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
xiv
1
1
3
3
4
4
5
Halaman Judul
Pernyataan Keaslian Skripsi
Halaman Persetujuan
Halaman Pengesahan
Lembar Soal Tugas Akhir
Lembar Moto
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Simbol
Daftar Lampiran
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
1.2 Tujuan Penelitian
1.3 Manfaat Penelitian
1.4 Perumusan Masalah
1.5 Pembatasan Masalah
1.6 Sistematika Penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Pustaka
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Gipsum
2.2.2 Diammonium Hydrogen Phosphate
2.2.3 Air Murni (Aquades)
2.2.4 Hidroksiapatit (HAp)
2.2.5 Kompaksi
2.2.6 Sintering
2.2.7 Proses Sintesa
2.2.8 Proses Hidrotermal
2.2.9 Kekuatan Impak
7
7
10
10
11
12
13
14
20
22
23
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
3.2 Bahan Penelitian
3.3 Alat Penelitian
3.4 Pembuatan Serbuk Hidroksiapatit
3.5 Pembuatan Benda Uji dengan Proses Kompaksi
3.6 Proses Pemanasan
3.7 Pengujian Impak
27
27
28
30
40
41
42
43
ix
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian Sintesa Hidroksiapatit
4.2 Data Hasil Pengujian Impak Hidroksiapatit
4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Impak Hidroksiapatit
46
46
48
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
51
51
51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.a
Gambar 2.11.b
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 3.5.
Gambar 3.6.
Gambar 3.7.
Gambar 3.8.
Gambar 3.9.
Gambar 3.10.a
Gambar 3.10.b
Gambar 3.11.
Gambar 3.12.
Gambar 3.13.
Gambar 3.14.
Gambar 3.15.
Gambar 3.16.
Gambar 3.17.
Gambar 3.18.
Gambar 3.19.
Gambar 3.20.
Gambar 3.21.a
Gambar 3.21.b
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gipsum Alam Cikalong Tasikmalaya
Diammonium Hydrogen Phosphate
Air Murni (Aquades)
Serbuk Hidroksiapatit
Mesin Kompaksi
Proses Kompaksi
Metode Kompaksi dengan Temperatur
Metode Kompaksi tanpa Temperatur
Katalog Mesin Kompaksi
Mekanisme Pemadatan serbuk
Spesimen yang digunakan untuk pengujian impak
Skematik peralatan pengujian impak
Diagram Alir Penelitian
Serbuk Gipsum Alam Cikalong
Padatan Diammonium Hyrogen Phosphate
Aquades
Timbangan Mekanik
Gelas Ukur
Gelas Labu
Microwave
Thermocontrol
Kertas Saring
Corong
Kertas pH
Dies
Upper Punch
Lower Punch
Mold balok
Mesin Kompaksi
Serbuk Alumina
Batu Tahan Api
Dapur Pemanas (Furnace)
Alat Uji Impak
Spesimen Pengujian Impak Sebelum Pengujian
Spesimen Pengujian Impak Setelah Pengujian
Serbuk Hidroksiapatit
Grafik Hubungan Variasi Tekanan dengan Harga
Kekuatan Impak
xi
Hal
10
11
12
13
15
16
17
18
19
22
25
25
27
28
29
29
30
31
31
32
33
34
34
34
35
36
36
37
38
38
39
39
44
45
45
47
48
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1.
Tabel 4.1.
Komposisi dan fasa inorganik pada enamel, dentin, dan
tulang orang dewasa
14
Harga Kekuatan Impak Hidroksiapatit dengan Variasi
Tekanan
48
xii
DAFTAR SIMBOL
acU
= Harga Impak Charpy Tanpa Takikan
[KJ/m2]
W
= Energi yang Diserap
[J]
h
= Tebal Spesimen
[mm]
b
= Lebar Spesimen
[mm]
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Pengujian Impak
Lampiran 2
Standard Test Method for Determining Charpy Impact
Strength of Plastics (ASTM D 5942-96)
xiv
SINTESA DAN STUDI SIFAT IMPAK TERHADAP
CHAp (CIKALONG HIDROKSIAPATIT)
Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat
Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun:
ANGGA PRAMESWARA
NIM : D.200.03.0180
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2010
i
ii
iii
iv
v
MOTO
]
“Jika kamu berlainan pendapat tentang sesuatu maka kembalikanlah
kepada Allah (Al-Quran) dan Rosul (Sunnah), jika kamu benar-benar
beriman kepada Allah dan hari akhir”
(Q.S. An-nisa:59)
]
“Demi masa sesungguhnya manusia itu dalam kerugian kecuali
orang-orang yang beriman dan mengerjakan kebajikan serta saling
menasihati untuk kebenaran dan kesabaran”
(Q. S. Al-ashr)
]
”Sebaik-baik ucapan adalah kitabullah (Al-Quran) dan sebaik-baik
petunjuk adalah petunjuk Muhammad SAW dan sejelek-jelek perkara
adalah hal baru yang di ada-adakan dan semua hal baru yang di
ada-adakan adalah bid’ah dan semua bid’ah adalah sesat dan
semua kesesatan tempatnya di neraka”
(H.R. Bukhari-Muslim)
]
“Perbedaan antara keberanian dan kebodohan sangatlah tipis,
semua itu tergantung dari resiko yang akan diambil dan hasil yang
akan diperoleh“
(Penulis)
vi
ABSTRAKSI
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui proses
pembuatan biomaterial hidroksiapatit (HAp) dari bahan berupa gipsum
alam Cikalong dengan proses Hydrothermal Microwave, serta
membandingkan karakterisasi pola hasil pengujian impak (impact) pada
serbuk Cikalong Hidroksiapatit (CHAp) dengan 3 variasi tekanan 100, 200,
dan 300 MPa setelah sintering selama 3 jam dengan suhu temperatur
1400°C.
Pada penelitian ini bahan yang dipergunakan adalah
hidroksiapatit yang dikompaksikan dengan variasi tekanan 100, 200, dan
300 MPa. Sintesa pembuatan dengan cara proses hidrotermal, yang
kemudian dilanjutkan dengan press mold dengan tekanan 100, 200, dan
300 MPa, setelah itu dilakukan sintering dengan temperatur 1400°C
selama 3 jam, yang kemudian diakhiri dengan pengujian impak charpy
dengan acuan standart ASTM D 5942-96.
Hasil pengujian diketahui bahwa pada tekanan 100 MPa terhadap
tekanan 200 MPa terdapat kenaikan harga kekuatan impak sebesar
22.272 KJ/m2 atau sebesar 17.35%, dan pada tekanan 200 MPa terhadap
tekanan 300 MPa terjadi kenaikan harga kekuatan impak sebesar 17.882
KJ/m2 atau sebesar 11.87%. Dengan adanya peningkatan harga impak
dapat disimpulkan bahwa spesimen sudah mengalami proses sintering,
serta dapat disimpulkan pula bahwa semakin besar nilai kompaksi maka
semakin besar pula harga kekuatan impaknya.
Kata kunci: Hidroksiapatit (HAp), Kompaksi, Sintering, Impak.
vii
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum. Wr. Wb.
Syukur Alhamdulillah, penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT
atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan laporan penelitian ini
dapat terselesaikan.
Tugas akhir berjudul “Sintesa dan Studi Sifat Impak Terhadap
CHAp (Cikalong Hidroksiapatit)” dapat terselesaikan atas dukungan dari
beberapa pihak. Untuk itu pada kesempatan ini, penulis dengan segala
ketulusan dan keikhlasan hati ingin menyampaikan rasa terima kasih dan
memberikan penghargaan kepada:
1. Ir. Agus Riyanto, MT, sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta,
2. Marwan Effendy, ST, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin,
3. Joko Sedyono, ST, M.Eng, selaku Pembimbing Utama,
4. Ir. Agus Hariyanto, MT, selaku pembimbing Pendamping,
5. Agus Yulianto, ST, MT, selaku Pembimbing Akademik
Penulis menyadari dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih
banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis mengharap kritik dan saran
dari semua pihak.
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Surakarta, 12 Februari 2010
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Hal
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
viii
ix
xi
xii
xiii
xiv
1
1
3
3
4
4
5
Halaman Judul
Pernyataan Keaslian Skripsi
Halaman Persetujuan
Halaman Pengesahan
Lembar Soal Tugas Akhir
Lembar Moto
Abstrak
Kata Pengantar
Daftar Isi
Daftar Gambar
Daftar Tabel
Daftar Simbol
Daftar Lampiran
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
1.2 Tujuan Penelitian
1.3 Manfaat Penelitian
1.4 Perumusan Masalah
1.5 Pembatasan Masalah
1.6 Sistematika Penulisan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Pustaka
2.2 Landasan Teori
2.2.1 Gipsum
2.2.2 Diammonium Hydrogen Phosphate
2.2.3 Air Murni (Aquades)
2.2.4 Hidroksiapatit (HAp)
2.2.5 Kompaksi
2.2.6 Sintering
2.2.7 Proses Sintesa
2.2.8 Proses Hidrotermal
2.2.9 Kekuatan Impak
7
7
10
10
11
12
13
14
20
22
23
23
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Metode Penelitian
3.2 Bahan Penelitian
3.3 Alat Penelitian
3.4 Pembuatan Serbuk Hidroksiapatit
3.5 Pembuatan Benda Uji dengan Proses Kompaksi
3.6 Proses Pemanasan
3.7 Pengujian Impak
27
27
28
30
40
41
42
43
ix
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian Sintesa Hidroksiapatit
4.2 Data Hasil Pengujian Impak Hidroksiapatit
4.3 Pembahasan Hasil Pengujian Impak Hidroksiapatit
46
46
48
48
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
51
51
51
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8
Gambar 2.9
Gambar 2.10.
Gambar 2.11.a
Gambar 2.11.b
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 3.5.
Gambar 3.6.
Gambar 3.7.
Gambar 3.8.
Gambar 3.9.
Gambar 3.10.a
Gambar 3.10.b
Gambar 3.11.
Gambar 3.12.
Gambar 3.13.
Gambar 3.14.
Gambar 3.15.
Gambar 3.16.
Gambar 3.17.
Gambar 3.18.
Gambar 3.19.
Gambar 3.20.
Gambar 3.21.a
Gambar 3.21.b
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gipsum Alam Cikalong Tasikmalaya
Diammonium Hydrogen Phosphate
Air Murni (Aquades)
Serbuk Hidroksiapatit
Mesin Kompaksi
Proses Kompaksi
Metode Kompaksi dengan Temperatur
Metode Kompaksi tanpa Temperatur
Katalog Mesin Kompaksi
Mekanisme Pemadatan serbuk
Spesimen yang digunakan untuk pengujian impak
Skematik peralatan pengujian impak
Diagram Alir Penelitian
Serbuk Gipsum Alam Cikalong
Padatan Diammonium Hyrogen Phosphate
Aquades
Timbangan Mekanik
Gelas Ukur
Gelas Labu
Microwave
Thermocontrol
Kertas Saring
Corong
Kertas pH
Dies
Upper Punch
Lower Punch
Mold balok
Mesin Kompaksi
Serbuk Alumina
Batu Tahan Api
Dapur Pemanas (Furnace)
Alat Uji Impak
Spesimen Pengujian Impak Sebelum Pengujian
Spesimen Pengujian Impak Setelah Pengujian
Serbuk Hidroksiapatit
Grafik Hubungan Variasi Tekanan dengan Harga
Kekuatan Impak
xi
Hal
10
11
12
13
15
16
17
18
19
22
25
25
27
28
29
29
30
31
31
32
33
34
34
34
35
36
36
37
38
38
39
39
44
45
45
47
48
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 2.1.
Tabel 4.1.
Komposisi dan fasa inorganik pada enamel, dentin, dan
tulang orang dewasa
14
Harga Kekuatan Impak Hidroksiapatit dengan Variasi
Tekanan
48
xii
DAFTAR SIMBOL
acU
= Harga Impak Charpy Tanpa Takikan
[KJ/m2]
W
= Energi yang Diserap
[J]
h
= Tebal Spesimen
[mm]
b
= Lebar Spesimen
[mm]
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Pengujian Impak
Lampiran 2
Standard Test Method for Determining Charpy Impact
Strength of Plastics (ASTM D 5942-96)
xiv