23
3.3.3 Analisis Ukuran Kristalit Biokomposit MgZn-xHAp
Ukuran kristalit akan menentukan ukuran butir pada mikrostruktur. Ukuran kristalit yang semakin kecil akan menghasilkan ukuran butir yang semakin kecil
juga. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa ukuran kritalit juga sangat berhubungan dengan sifat mekanik dari suatu bahan sebagaimana dijelaskan
dalam Persamaan 1. Ukuran kristalit biokomposit MgZn-xHAp juga dihitung dengan metode analisis regresi linear pada Persamaan 3 dan 4. Hasil perhitungan
ukuran kristalit yang disajikan pada Tabel 3 menunjukkan bahwa kehadiran HAp dalam paduan dapat menghasilkan ukuran kristalit yang lebih kecil dibandingkan
dengan ukuran kristalit paduan MgZn. Hasil ini menunjukkan bahwa HAp dapat membatasi proses rekristalisasi akibat perlakuan panas pada bahan sehingga
menghasilkan ukuran kristalit yang lebih kecil. Gambar 22 menunjukkan bahwa komposisi HAp yang semakin besar menghasilkan ukuran kristalit yang semakin
kecil untuk perlakuan panas yang sama. Khanra et al 2010 dan Khalil 2012 juga melaporkan hasil yang sama ketika mengkompositkan Mg dengan HAp dalam
penelitian mereka sebagaimana ditampilkan dalam Gambar 23. Berdasarkan hasil ini dapat dikatakan bahwa HAp merupakan refiner yang baik bagi paduan Mg.
Secara teoritis diketahui bahwa ukuran butir yang semakin kecil menghasilkan nilai Yield Strength yang semakin besar. Dengan demikian dapat diprediksi bahwa
biokomposit MgZn-xHAp memiliki nilai Yield Strength yang lebih baik dari paduan MgZn.
Gambar 23 Pengaruh HAp terhadap ukuran kristalit biokmposit MgZn-xHAp Tabel 3 Perhitungan ukuran kristalit Biokomposit MgZn-xHAp
Perlakuan Titik Potong
kλD D Å
D nm
MgZn-0HAp -5.879
0.0028 490.08
49.01 MgZn-5HAp
-5.7188 0.0033
417.54 41.75
MgZn-7HAp -5.6228
0.0036 379.32
37.93 MgZn-9HAp
-5.4659 0.0042
324.24 32.42
24
Gambar 24 Pengaruh HAp terhadap ukuran butirukuran kristal komposit Mg-HAp hasil penelitian a Khalil 2012; b Khanra 2010.
3.4 Simpulan
Biokomposit MgZn-xHAp telah berhasil disintesis dengan proses sintering pada suhu 350
o
C, penahanan 1 jam. Penambahan Hidroksiapatit HAp ke dalam paduan MgZn berpengaruh terhadap ukuran kristalit biokomposit yang dihasilkan
dimana semakin besar komposisi HAp yang ditambahkan maka ukuran kristalit biokomposit semakin kecil.
4 PENGUJIAN KOROSI PADUAN MgZn dan BIOKOMPOSIT MgZn-xHAp
4.1 Pendahuluan
Korosi dapat didefinisikan sebagai reaksi suatu kontruksi material dengan
lingkungannya sehingga menyebabkan kerusakan pada material tersebut Shreir et al,2000. Proses korosi segera terjadi pada sisi permukaan yang memiliki beda
potensial, yang terbentuk ketika proses sintesa bahan, misalnya adanya variasi fasa, batas butir, ketidakmurnian bahan dan lain sebagainya Nasution dan
Hermawan 2016.
Misalkan suatu logam divalent M berada dalam lingkungan basah yang mengandung oksigen, maka proses korosinya dapat digambarkan seperti skema
pada Gambar 24. Proses korosi secara umum dapat dijelaskan dengan proses reduksi oksidasi redoks dimana proses oksidasi terjadi pada reaksi anodik
sedangkan proses reduksi terjadi pada reaksi katodik. Pada reaksi anodik, logam akan terurai dan mentransfer ion M
2+
ke dalam larutan sedangkan 2e
-
akan dihantarkan ke daerah katodik melalui logam dan digunakan dalam reaksi katodik.
Reaksi katodik menghasilkan 2OH
-
dan akan berikatan dengan M
2+
di dalam
a b
25 larutan sehingga membentuk MOH
2
Bardal 2003. Hidroksida hasil reaksi kemudian akan terdeposisi pada permukaan logam dan melidungi logam dari
proses korosi lebih lanjut Chen et al 2014. Bila larutan yang digunakan mengandung elektrolit maka katoda dan anoda akan terhubung layaknya suatu
rangkaian listrik tertutup. Proses korosi seperti ini disebut korosi basah wet corrosion
dengan mekanisme elektrokimia.
Gambar 25 Skema proses korosi suatu logam Bardal 2003 Laju korosi suatu material perlu diukur untuk dapat disesuaikan dengan
pengaplikasiannya. Metode yang umum digunakan untuk mengukur laju korosi dikategorikan menjadi dua yaitu Metode polarisasi dan metode non terpolarisasi.
Perbedaan kedua metode ini terletak pada gaya penggeraknya yaitu polarisasi elektrokimia yang digunakan selama pengujian Kirkland et al 2015; Sanchez et
al
2015. Metode polarisasi terdiri dari dua metode yaitu Polarisasi Potensiodinamik PDP dan Spektroskopi impedansi elektrokimiaEIS sedangkan
metode non polarisasi terdiri dari tiga metode yaitu Massa Hilang Mass Loss, Evolusi hidrogen dan kontrol pH. Metode pengukuran korosi yang digunakan
pada penelitian ini adalah metode PDP.
Pengukuran laju korosi dengan polarisasi potensiodinamik dilakukan dengan menggunakan potensiostat. Potensiostat terdiri dari tiga elektroda yaitu elektroda
kerja W, elektroda penghitung C dan elektroda referensi R. Elektroda referensi terhubung dengan elektroda kerja secara elektrolit menggunakan
jembatan garam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 25. Potensial pada potensiostat dijaga konstan sehingga arus yang direspon oleh elektroda
penghitung merupakan arus hasil beda potensial yang dihasilkan oleh elektroda kerja hasil reaksi anodik. Respon yang dihasilkan oleh elektroda kerja
ditampilkan pada Gambar 26. Garis utuh menunjukkan kelebihan tegangan pada reaksi anodik A dan katodik B yang diperoleh dari Persamaan Tafel.
Perpotongan kedua garis Tafel ini menunjukkan Potensial korosi. Garis putus- putus menunjukkan kurva polarisasi Anodik A dan kurva polarisasi katodik B.
26
Gambar 26 Diagram pengukuran laju korosi dengan potensiostat Bardal,2003
Gambar 27 Kurva respon pada elektroda kerja saat pengukuran laju korosi Bardal,2003
Laju korosi bahan dihitung dengan Persamaan Faraday
5 dengan
adalah Laju korosi dalam mils tahun mpy , K = 0,129 mils g µA cm tahun, I
corr
menunjukkan rapat arus korosi yang diperoleh dari ekstrapolasi Tafel