27 dalam µA cm
2
, EW merupakan berat ekivalen dari logam, ρ adalah massa jenis bahan yang diuji dalam g cm
3
ASTM G 102.
4.2 Metode Penelitian
Paduan MgZn dan biokomposit MgZn-xHAp dibersihkan dengan proses
poles dan kemudian dimasukkan ke dalam peralatan potensiostat yang telah diisi larutan uji pada suhu ruang. Larutan uji yang digunakan ada 3 jenis yaitu NaCl
0,9, Ringer laktat dan Aquadest. Komposisi dan kandungan ion masing- masing larutan diberikan pada Tabel 4 dan Tabel 5. Potensiostat pengukur
menggunakan karbon rood sebagai elektroda penghitung dan kalomel sebagai elektroda perekomendasi. Laju korosi dikalkulasi dari arus korosi I
corr
yang diperoleh dari kurva polarisasi menggunakan ekstrapolasi Tafel.
Tabel 5 Komposisi Kimia dalam larutan uji
Komposisi kimia Ringer Laktat
NaCl 0,9
Natrium Laktat C
3
H
5
NaO
3
1,55 g -
Natrium Klorida NaCl 3,0 g
4,5 g Kalium Klorida KCl
0,15 g -
Kalsium Klorida CaCl
2
.2H
2
O 0,1 g
- Air Injeksi
500 ml 500 ml
Osmolaritas 274 mOsml
308 mOsml
Tabel 4 Kandungan Ion dalam larutan Uji
Ion Ringer Laktat
NaCl 0,9
Na
+
130 mEql 154 mEql
K
+
4 mEql -
Laktat HCO
3 -
27,5 mEql -
Cl
-
109,5 mEql 154 mEql
Ca
2+
2,7 mEql -
28
4.3 Hasil dan Pembahasan
Sifat korosi dari bahan diukur dengan potensiodinamik polarisasi pada
larutan NaCl 0,9, Ringer laktat dan aquadest, ketiga jenis larutan ini mewakili cairan tubuh manusia. Reaksi korosi yang terjadi disetiap larutan dinyatakan
dalam Persamaan 6 dan Persamaan 7
6 7
Senyawa hasil korosi yang dihasilkan pada pengujian paduan MgZn dan biokomposit MgZn-xHAp adalah
, , dan
. Laju korosi yang terukur mengindikasikan banyaknya logam Mg yang telah diubah menjadi
dan dalam jangka waktu tertentu.
Parameter elektrokimia yang diperoleh dari uji polarisasi ditampilkan pada Tabel 6. Rapat arus korosi pada larutan NaCl memiliki nilai yang lebih besar
dibandingkan pada larutan uji lainnya. Hal ini terjadi karena konsentrasi ionnya lebih besar dibandingkan dengan larutan lainnya Tabel 5. Ion
–ion dalam larutan akan bertindak sebagai penghantar yang menghubungkan elektroda penghitung
dengan elektroda kerja Gambar 25, semakin tinggi konsentrasi ion pada larutan maka daya hantar arus semakin besar dengan demikian akan diperoleh arus korosi
yang lebih besar juga. Rapat arus korosi I
coor
pada Tabel 6 cenderung menurun dengan bertambahnya elemen yang ditambahkan pada matriks Mg dan
kecenderungan ini terjadi disemua larutan uji. Penurunan I
coor
ini diakibatkan oleh Zn dan HAp yang menempati batas butir di dalam mikrostrukturnya dimana
batas butir ini merupakan bagian yang paling cepat mengalami proses korosi di dalam suatu bahan Shreir et al,2000. Jika batas butir ini diisi oleh elemen lain
yang memiliki ketahanan korosi yang baik maka jumlah elektron yang terlepas dari matriks logam pada proses anodik akan lebih kecil dibandingkan jumlah
elektron yang terlepas dari batas butir yang tidak terisi oleh suatu elemen lain. Zn dan HAp adalah elemen yang ketahanan korosinya lebih baik dibandingkan
dengan Mg.
Tabel 6 Parameter elektrokimia polarisasi
Sampel E
coor
mV I
coor
µAcm
2
Aquadest NaCl
RL Aquadest
NaCl RL
SS-316L -261,12
-226,12 -268,05
0,08 0,16
0,18 Mg
-1480,09 -1639,3
-1660,4 0,71
2,87 1,13
MgZn -1452,34
-1617,5 -1606,8
0,46 1,24
0,8 MgZn-5HAp
-1494,17 -1616,9
-1599,1 0,32
0,59 0,61
MgZn-7HAp -933,83
-1059,5 -1590,2
0,15 0,36
0,25 MgZn-9HAp
-1425,33 -794,03
-1593,7 0,19
0,3 0,13
29 Laju korosi dihitung dengan menggunakan Persamaan 5. Nilai massa jenis,
berat ekivalen dan laju korosi masing-masing bahan ditampilkan pada Tabel 7. Laju korosi paduan MgZn hasil sintering menggunakan Furnace ditunjukkan
pada Gambar 27 dan MgZn hasil sintering APS pada Gambar 28. Kedua hasil paduan menunjukkan nilai laju korosi yang lebih kecil dibandingkan dengan Mg
murni, dari hasil ini dengan jelas diketahui bahwa kehadiran Zn dalam matriks Mg dapat meningkatkan ketahanan korosi Mg. Jika nilai laju korosi kedua hasil
paduan dibandingkan maka didapati bahwa paduan MgZn hasil sintering APS memiliki laju korosi yang lebih rendah dibandingkan dengan MgZn hasil sintering
menggunakan Furnace untuk semua larutan. Laju korosi berkaitan dengan tingkat kelarutan Zn dalam matriks Mg dimana sintering menggunakan APS melarutkan
lebih banyak Zn ke dalam Mg sebagaimana telah dibahas dalam Bab 2. Semakin banyak Zn yang terlarut dalam Mg maka laju korosinya juga semakin kecil. Hal
ini diakibatkan oleh Zn yang memiliki potensial oksidasi yang lebih kecil dibandingkan dengan Mg Ebbing dan Gammon 2009 sehingga lebih tahan
korosi dibandingkan Mg.
Laju korosi biokomposit MgZn-xHAp ditampilkan pada Gambar 29. Hasil laju korosi biokomposit disemua larutan uji menunjukkan kecenderungan yang
sama yaitu semakin besar persentasi HAp yang ditambahkan semakin kecil nilai laju korosinya, artinya penambahan HAp ke dalam bahan implan dapat
meningkatkan ketahanan korosi bahan tersebut. Penurunan laju korosi ini diakibatkan oleh HAp yang bersifat isolator menempati batas butir dalam
mikrostrukturnya sehingga memperkecil luas permukaan logam yang terpapar larutan dan mengurangi arus korosi Mg. Nasution dan Hermawan 2016
mengatakan bahwa rekayasa mikrostruktur dan ukuran butir dapat meningkatkan ketahanan korosi Mg, oleh karena itu ukuran kristalit yang makin kecil akibat
kehadiran HAp juga menjadi faktor yang menyebabkan laju korosi yang semakin mengecil juga.
Nilai laju korosi paduan MgZn dan biokomposit MgZn-xHAp paling tinggi pada larutan NaCl 0,9 diikuti oleh Ringer Laktat dan yang paling rendah
pada aquadest. Hal ini dipengaruhi oleh konsentrasi elektrolit yang terkandung di dalam larutan NaCl lebih tinggi 154 mEql dibandingkan pada Ringer laktat
137 mEql. Elektrolit ini akan membuat daerah anodik elektroda kerja terhubung dengan daerah katodik elektroda pengukur pada Gambar 24
menyerupai rangkaian listrik tertutup sehingga laju arus korosi makin tinggi. Arus korosi lebih tinggi menyebabkan rapat arus lebih besar dan menghasilkan laju
korosi yang lebih tinggi juga sesuai dengan Persamaan 5. Nilai laju korosi Biokomposit MgZn-9HAp masih lebih besar dibandingkan dengan laju korosi SS
316L, oleh karena itu dapat dikatakan bahwa biokomposit MgZn-9HAp masih bersifat biodegradable.
30
Gambar 28 Laju korosi paduan MgZn hasil sintering dengan Furnace
Gambar 29 Laju korosi paduan MgZn hasil sintering dengan APS
Tabel 7 Laju korosi biokomposit MgZn-xHAp di dalam larutan uji
Sampel Massa Jenis
gcm
3
Berat Ekivalen
Laju korosi mpy Aquadest
NaCl RL
SS-316L 7,9800
25,5 0,0333
0,066 0,0783
Mg 1,7400
12,156 0,6494
2,6102 1,0291
MgZn APS 1,8227
13,39 0,0748
0,5329 0,741 MgZn
1,8227 13,39
0,4399 1,1847
0,7679 MgZn-5HAp
1,8621 13,39
0,2978 0,5631
0,5741 MgZn-7HAp
1,8783 13,39
0,144 0,3325
0,2281 MgZn-9HAp
1,8949 13,39
0,174 0,279
0,1222
