Oleh:
HEZTI WIRANATA
G74080055
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DAFTAR PUSTAKA
1. Ismayadi. (2004). Asuhan keperawatan degan reumatik (artitistreumatoid) padalansi.
[skripsi]. Sumatera Utara: FakultasKedokteran, Universitas Sumatera Utara.
2. Junaidi, S .(2009). Biomaterial BerbasisLogam. Aplikasi Teknologi, Featured, Material Sains .Agustus
2009. 15 April 2011
<http://www.infometrik.com/biomate rial-berbasis-logam/>
3. Permanasari I. (2011). Mengganti permukaan sendi yang aus. Kompas: edisi 3 mei halaman 14-15 (kolom 1-7)
4. Nasab, M.B., Hassan, M.R., (2010). Metallic biomaterials of knee and hip.Trends Biomater Artif. Organs
24:69-82)
5. Subhaini, Ellyza, H. (2008). Perlakuan pada permukaan titanium implant untuk mendapatkan
osseointegrasi. Dalam: Dentika Dental Journal 13(1): 28-32.
6. Turkan,U., Orhan O, Eroglu, A.E. (2006). Metal ion release from nitrogen ion implanted CoCrMo orthopedic implant material. Surface & Coatings Technology 200:5687– 5697
7. Bombac, D., et al. (2007). Review of materials in medical application.
RMZ-Material and Geonvironment
54(4):471-499
8. Suharno, B., Andri, K. (2005). Studi perbandingan ketahanankorosi dan sturkturmikro COR CF8M (SS316) yang dibuat dengan feronikel local dan nikel impor. Dalam: Jurnal Teknologi Edisi No. 1 Tahun XIX, 26-37. ISSN 0215-1685
9. Yuswono. (2005). Pembuatan logam paduan biokompatibel (Co-30%Cr-5%Mo) melalui pengerjaan tempa.
Makalah. Dalam: Seminar Material Metalurgi di Serpong 29 Desember. 10. Lee, S.H., Nomura, N., Chiba, A.
(2007). Microstruktures and mechanical properties of biomaterial Co-Cr-Mo alloys with combination
of N addition and Cr- enrichment 1st
; Asian Biomaterials Congress,
December 6-8, 2007.
Tsukuba:japan.
11. Joseph, D.B. (1995). Biomedical enginering handbook. ISBN 0-8493-8346-3: IEEE Press
12. Mudali, U.K., T.M, Sridar., Baldev RAJ. (2003). Corrosion of bio implants.Sadhanavol.28, parts 3&4. 13. Prasetyo A. (2010). Pengaruh
Variasi Kandungan Silikon terhadap Korosi Paduan Kobalt (ASTM F 75) Hasil Metalurgi Serbuk dalam Larutan Artificial Blood Plasma dengan Teknik Polarisasi Potensiodinamik dan Teknik Exposure [tesis]. FakultasTeknik, Universitas Indonesia.
14. Pramanik, S., Agarawal, A.K., danRai, K.N. (2005). Development of high strength hydroxyapatite for hardtissue replacemen. Trends Biomater artif oragans 19(1):46-51. 15. Bakran F.H. (2011). Pengaruh
nitridasi terhadap laju korosi pada baja KS01. [skripsi]. JurusanFisika FMIPA-IPB
16. David, H., Roberts, R.(1989). Fisika edisi 3 jilid 2. Penerjemah: Pantur Silaban Ph. D, Drs Erwin Sucipto. Jakarta: Erlangga.
17. Giwangkara, E.G. (2007).
Spektrofotometri Infra Merah. 2 Februari 2012. <http://www.chem-is-try.org/author.EG_GiwangkaraS. html>.
18. Cullity, B.D. (1956). Elements of X-Ray Diffraction. Massachusetts, Addison Wesley Publishing Company.
19. Anonim. (2001). Material Hardness.
22 Januari 2012. <Ref:http://www.bikepro.com/produ cts/metals/hardness.html> 20. Davidson, M.W., Mortimer A. (2000). Optical Microscopy.22 Januari 2012. <http://microscopy.fsu.edu>
21. Chaidir, A., Djokokisworo. (2007). Pengaruh pemanasan terhadap struktur mikro, sifat mekanik, dan
korosi paduan ZR-NB-SN-FE.ISSN 0854-5561.
22. Asfarizal. (2008). Peningkatan kekerasan dengan metoda karburisasi pada baja karbon rendah (Medan) dengan media kokas.No. 30 vol.1 thn.Xv November 2008.
23. Smallman, R.E. (1991). Metalurgi fisik modern.Jakarta: Gramedia 24. Okurserdal. (2009). Structural,
compositional and mechanical characterization of plasma nitride CoCrMo alloy. [Tesis]. Institute Teknologi Izmir
25. Lyman taylor. Metallography and microstructures. ASM Hand book Vol 9
Lampiran 1. Diagram Alir Penelitian
tidak ya
Alat dan bahan penelitian
Siap?
Menimbang dan memadukan komposisi masing-masing unsur (Cr, Co, Mo, Si, Mn, N)
Potong sampel
Polishing (400, 800, 1200, 1600, 2000 mesh dan kain beludru) untuk sampel A2, B2, C2, D2
Karakterisasi MO dan vickers hardness tester
Penyusunan Laporan Kompaksi 4000 psi (2x)
Forging dan rolling
Homogenisasi ( T = 1250oC, t = 2,5jam) Peleburan menggunakan ach melting furnace
I=150 A, T=3000 oC
Elektro etsa dengan HNO3+HCl (I = 0,75 A, V = 7 volt, t = ±30 detik)
Polishing (400, 800, 1200, 1600, 2000 mesh) untuk sampel A1, B1, C1, D1
Uji korosi dan XRD
Lampiran 2 Peralatan yang digunakan untuk sintesis CoCrMo
Neraca “Ohaus”
Alat forging Alat rolling
Mesin pemotong logam Mesin polishing
Mesin press “carver” Tri arc melting furnace
Tube Furnace
Lampiran 3.Diagram biner Co-Cr
Lampiran 4. Komposisi dan kekuatan mekanik paduan CoCrMo casting dan forging.6
Mater Co Cr Mo Ni Fe Mn Tensil strength
((MPa) Yield strength ((MPa) Elongation (%) Cast CoCrMo 28,7 6,18 0,38 0,73 0,61 0,21 690 465 8,5 Forged CoCrMo 28,2 5,98 0,41 0,70 0,64 0,23 840 590 17,5
Lampiran 5. Konsentrasi ion SBF dan plasma darah manusia6
Ion SBF(mM) Plasma darah manusia(mM)
Na+ 142.0 142.0 K+ 5.0 5.0 Mg2+ 1.5 1.5 Ca2+ 2.5 2.5 Cl- 147.8 103.0 HCo3- 4.2 27.0 HPO42- 1.0 1.0 SO42- 0.5 0.5 Lampiran 6. Komposisi SBF 14 Komposisi (g/L)
Natrium klorida (NaCl) 8,2187 Kalium klorida (KCl) 0,2260 Kalsium klorida (CaCl2.2H2O) 0,3860 Natrium karbonat (NaHCO3) 0,3508 Dikalium hidrogen fosfat (K2HPO4.3H2O) 0,3337 Natrium sulfat dekahidrat (Na2SO4.10H2O) 0,1697 Magnesium klorida heksahidrat (MgCl2.6H2O) 0,3366
γCo
fcc
εCo
Lampiran 7. Literatur difraktogram CoCrMo
Pola XRD CoCrMo
7.2 Pola XRD CoCrMo fasa dan γ dengan softwere PCW
7.1
7.3 Data hkl fasa gamma softwere PCW
7.4 Data hkl fasa epsilon softwere PCW
7.5 Database JCPDS fasa sigma
7.6 Parameter kisi
Fasa Parameter kisi
γ a = b = c = 3,58 Å ε a = b = 2,474 Å
c = 4,158 Å σ a = b = 8,81 Å
Lampiran 8 Analisis identifikasi fasa
Lampiran 8.1 Tabel Identifikasi fasa paduan CoCrMo (N = 0%)
Paduan CoCrMo γ
2θ Int 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ Fasa
41,06 17 - - - 41,683 - 98,50 - - - 42,34 19 - - - 42,443 100 99,75 43,12 62 - - - 43,038 - 99,81 - - - 43,36 86 43,775 - 99,05 - - - γ 43,48 83 - - - 43,781 50 99,312 46,12 23 - - - 46,233 50 99.76 46,88 44 - - - 47,191 - 99,34 - - - 48,02 13 - - - 48,32 50 99,38 50,90 27 50,993 - 99,82 - - - γ 61,50 14 - - - 61,462 - 99,94 - - - 74,12 13 74,13 - 99,97 - - - γ
Lampiran 8.2 Tabel Identifikasi fasa paduan CoCrMo (N = 0,35%)
Paduan CoCrMo γ
2θ Int 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ Fasa
41,65 16 - - - 41,683 - 99,92 - - - 42,20 19 - - - 42,443 100 99,43 43,05 36 - - - 43,038 - 99,97 - - - 43,75 137 43,75 - 99,94 - - - γ 46,25 30 - - - 46,233 50 99,96 47,15 25 - - - 47,191 - 99,91 - - -
48,05 13 - - - 48,32 50 99,44
50,90 29 50,993 - 99,82 - - - γ
61,55 13 - - - 61,462 - 99,86 - - -
74,10 22 74,13 - 99,96 - - - γ
Lampiran 8.3 Tabel Identifikasi fasa paduan CoCrMo (N = 0,6%)
Paduan CoCrMo γ Fasa
2θ Int 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ
41,7 19 - - - 41,683 - 99,96 - - - 42,25 14 - - - 42,443 100 99,54 43,1 30 - - - 43,038 - 99,86 - - - 43,95 140 43,775 - 99,60 - - - γ 46,55 27 - - - 46,233 50 99.31 47,05 24 - - - 47,191 - 99,70 - - - 48,35 10 - - - 48,32 50 99,93 50,45 27 50,993 - 98,93 - - - γ 61,35 14 - - - 61,462 - 99,82 - - - 74,16 15 74,13 - 99,96 - - - γ
Lampiran 8.4 Tabel Identifikasi fasa paduan CoCrMo (N = 1%)
Paduan CoCrMo γ Fasa
2θ Int 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ 2θ Int %Δ2θ
41,65 15 - - - 41,683 - 99,92 - - - 42,6 17 - - - 42,443 100 99,63 42,95 30 - - - 43,038 - 99,79 - - - 43,8 134 43,775 - 99,94 - - - γ 46,25 12 - - - 46,233 50 99.96 47,15 22 - - - 47,191 - 99,91 - - - 48,15 11 - - - 48,32 50 99,65 50,65 29 50,993 - 98,32 - - - γ 61,45 9 - - - 61,462 - 99,98 - - - 74,15 17 74,13 - 99,97 - - - γ
Lampiran 9 Menentukan parameter kisi
Lampiran 9.1 εenentukan parameter kisi γ CoCrMo
Lampiran 9.1.1 Tabel perhitungan parameter kisi γ CoCrMo dengan variasi N = 0%
Int 2θ θ Sin2θ Sin2θ/3 Sin2θ/4 Sin2θ/8 Sin2θ/A s Hkl
86 43,36 21,68 0,136 0,045 0,034 0,017 3,033 3 111 27 50,90 25,45 0,185 0,062 0,046 0,023 4,104 4 200 13 74,12 37,06 0,363 0,121 0,091 0,045 8,071 8 220
a = λCu / 2 = 1,54056 /2 ketepatan = [1 - |
= 3,63 Å = 98,60%
Lampiran 9.1.2 Tabel perhitungan parameter kisi γ CoCrMo dengan variasi N = 0,35%
Int 2θ θ Sin2θ Sin2θ/3 Sin2θ/4 Sin2θ/8 Sin2θ/A s Hkl
137 43,75 21,875 0,139 0,046 0,035 0,017 3,018 3 111 29 50,90 25,450 0,185 0,062 0,046 0,023 4,104 4 200 22 74,10 37,050 0,182 0,121 0,091 0,045 7,892 8 220
a = λCu / 2 = 1,54056 /2 ketepatan = [1 - |
= 3,59 Å = 99,72%
Lampiran 9.1.3 Tabel perhitungan parameter kisi γ CoCrMo dengan variasi N = 0,6%
Int 2θ θ Sin2θ Sin2θ/3 Sin2θ/4 Sin2θ/8 Sin2θ/A s Hkl
140 43,95 21,975 0,140 0,047 0,035 0,018 3,112 3 111 27 50,45 25,225 0,182 0,061 0,045 0,023 4,036 4 200 15 74,16 37,080 0,363 0,121 0,091 0,045 8,078 8 220
a = λCu / 2 = 1,54056 /2 ketepatan = [1 - |
= 3,63 Å = 98,60%
Lampiran 9.1.4 Tabel perhitungan parameter kisiγCoCrMo dengan variasi N = 1%
Int 2θ θ Sin2θ Sin2θ/3 Sin2θ/4 Sin2θ/8 Sin2θ/A s Hkl
134 43,80 21,900 0,139 0,046 0,035 0,017 3,024 3 111 29 50,65 25,325 0,183 0,061 0,046 0,023 3,978 4 200 17 74,15 37,075 0,363 0,121 0,091 0,045 7,900 8 220
a = λCu / 2 = 1,54056 /2 ketepatan = [1 - |
Σα sin
2(θ) = CΣα
2+ BΣαγ + Aα
Σγ sin
2(θ) = CΣαγ + BΣγ
2+ AΣγ
Σ sin
2(θ) = CΣα + BΣγ + AΣ
2Sehingga: C = α = h
2+ hk + k
2B = γ = l
2A = = 10 sin
2(2θ)
Lampiran 9.2.1 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0%
Int 2θ H k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 17 41,36 1 0 0 0,431 1 0 4,31 1 0 18,615 0 4,315 0,000 0,123 0,123 0,000 0,530
62 43,12 0 0 2 0,467 0 4 4,67 0 16 21,829 0 0,000 18.688 0,135 0,000 0,540 0,630 44 46,88 1 0 1 0,533 1 1 5,33 1 1 28,386 1 5,328 5.328 0,158 0,158 0,158 0,843 14 61,50 1 0 2 0,772 1 4 7,72 1 16 59,648 4 7,723 30.893 0,261 0,261 1,046 2,019 Σ 3 33 128.478 5 17,366 54,909 0,543 1,744 4,024 Didapatkan nilai parameter kisi CoCrεo: = a = b = 2,374 Å, dengan ketepatan 96,04%
= c = 3,944 Å, dengan ketepatan 94,86%
Lampiran 9.2.2 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0,35%
Int 2θ h k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 16 41,65 1 0 0 0,442 1 0 4,417 1 0 19,536 0 4,41 0,00 0,126 0,126 0,000 0,557
36 43,05 0 0 2 0,466 0 4 4,659 0 16 21,716 0 0,00 18.64 0,135 0,000 0,538 0,627 25 47,15 1 0 1 0,537 1 1 5,375 1 1 28,837 1 5,37 5.37 0,160 0,160 0,160 0,859 13 61,55 1 0 2 0,772 1 4 7,718 1 16 59,753 4 7,73 30.92 0,2618 0,262 1,045 2,025 Σ 3 33 129,673 5 17,509 54,885 0,547 17,70 4.061 Didapatkan nilai parameter kisi CoCrεo: = a = b = 2,480 Å, dengan ketepatan 99,76%
Lampiran 9.2.3 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0,6%
Int 2θ h k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) sinα 2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 19 41,70 1 0 0 0,442 1 0 4,425 1 0 19,583 0 4,425 0,000 0,127 0,127 0,000 0,561 30 43,10 0 0 2 0,467 0 4 4,669 0 16 21,796 0 0,000 18,674 0,135 0,000 0,539 0,629 24 47,05 1 0 1 0,536 1 1 5,357 1 1 28,703 1 5,357 5,357 0,159 0,159 0,159 0,853 14 61,35 1 0 2 0,770 1 4 7,701 1 16 59,309 4 7,701 30,805 0,260 0,260 1,041 2,004 Σ 3 33 129,391 5 17,484 54,837 0,546 17,70 4.048
Didapatkan nilai parameter kisi
CoCrεo
: = a = b = 2,580 Å, dengan ketepatan 95,73% = c = 4,315 Å, dengan ketepatan 96,21%Lampiran 9.2.4 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=1%
Int 2θ h k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 15 41,65 1 0 0 0,442 1 0 4,417 1 0 19,507 0 4,417 0,000 0,126 0,126 0,000 0,558 30 42,95 0 0 2 0,464 0 4 4,642 0 16 21,553 0 0,000 18.570 0,135 0,000 0,536 0,622 22 47,15 1 0 1 0,537 1 1 5,375 1 1 28,889 1 5,375 5.375 0,160 0,160 0,160 0,859 9 61,45 1 0 2 0,771 1 4 7,716 1 16 59,535 4 7,716 30.863 0,2618 0,261 1,044 2,014 Σ 3 33 129,484 5 17,507 54,808 0,547 1,740 4,054
Didapatkan nilai parameter kisi
CoCrεo
: = a = b = 2,577 Å, dengan ketepatan 95,83% = c = 4,323 Å, dengan ketepatan 96,02%Lampiran 9.3. Menentukan parameter kisi fasa CoCrεo
Perhitungan parameter kisi dengan menggunakan metode Cohen, menggunakan persamaan berikut:
Σα sin
2(θ) = CΣα
2+ BΣαγ + Aα
Σγ sin
2(θ) = CΣαγ + BΣγ
2+ AΣγ
Σ sin
2(θ) = CΣα + BΣγ + AΣ
2Sehingga: C = α = h
2+ k
2B = γ = l
2A = = 10 sin
2(2θ)
.
1
2 2 2 2 2 2c
l
a
k
h
d
Lampiran 9.3.1 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0%
Int 2θ h K l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 19 42,34 4 1 0 0,4536 17 0 4,5364 289 0 20,5790 0 77,1189 0,0000 0,1304 2,2171 0,0000 0,5916 83 43,48 3 3 0 0,4734 18 0 4,7348 324 0 22,4187 0 85,2270 0,0000 0,1372 2,4695 0,0000 0,6496 23 46,12 4 2 0 0,5195 20 0 5,1954 400 0 26,9924 0 103,9085 0,0000 0,1534 3,0685 0,000 0 0,7971 13 48,02 3 3 1 0,5526 18 1 5,5261 324 1 30,5379 18 99,4700 5,5261 0,1655 2,9802 0,1656 0,9149 Σ 1337 1 98,782 18 365,7246 5,5261 10,7353 0,1656 2,,9532 Didapatkan nilai parameter kisi CoCrMo: = a = b = 8,7334 Å, dengan ketepatan 99,13%
= c = 4,592 Å, dengan ketepatan 99,29%
Lampiran 9.3.2 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0,35%
Int 2θ h k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 19 42,20 4 1 0 0,4512 17 0 4,5121 289 0 20,3589 0 76,7054 0,0000 0,1295 2,2032 0,0000 0,5847 30 46,25 4 2 0 0,5218 20 0 5,2181 400 0 27,2285 0 104,3619 0,0000 0,1542 3,0849 0,0000 0,8048 13 48,05 3 3 1 0,5531 18 1 5,5313 324 1 30,5955 18 99,5638 5,5313 0,1657 2,9837 0,1657 0,9169 Σ 1013 33 78,1829 18 280,6312 5,5313 8,2717 0,1657 2,3065 Didapatkan nilai parameter kisi CoCrMo: = a = b = 8,822 Å, dengan ketepatan 99,859%
Lampiran 9.3.3 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrMo dengan variasi N=0,6%
Int 2θ h k l sin2(2θ) α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 14 42,25 4 1 0 0,4521 17 0 4,5208 289 0 20,4374 0 76,8531 0.000 0.1298 2.2081 0.0000 0,5872
27 46,55 4 2 0 0,5270 20 0 5,2704 400 0 27,7770 0 105,4079 0.000 0.1561 3.1228 0.0000 0,8229 10 48,35 3 3 1 0,5583 18 1 5,5833 324 1 31,1738 18 100,5004 5,5833 0.1677 3.0188 0,1677 0,9364 Σ 1013 79,3883 18 282,7614 1 5,5833 8,3497 0,1677 2,3465 Didapatkan nilai parameter kisi CoCrMo: = a = b = 8,812 Å, dengan ketepatan 99,97%
= c = 4,434 Å, dengan ketepatan 97,247%
Lampiran 9.3.4 Tabel perhitungan parameter kisi CoCrεo dengan variasi ζ=1%
Int 2θ h k l sin2(2θ) Α γ α2 γ2 2 αγ α γ sin2(θ) α sin2(θ) γ sin2(θ) sin2(θ) 17 42,60 4 1 0 0,458 17 0 4,582 289 20,992 20,991 0 77,887 0,000 0,132 2,243 0,000 0,604
12 46,25 4 2 0 0,512 20 0 5,122 400 26,236 26,236 0 102,443 0,000 0,151 3,016 0,000 0,772 11 48,15 3 3 1 0,555 18 1 5,549 324 30,788 30,788 18 99,876 5,549 0,166 2,995 0,166 0,923 Σ 1013 78,015 78,015 18 280.207 5,549 8,254 0,166 2,300
Didapatkan nilai parameter kisi CoCrMo: = a = b = 8,743 Å, dengan ketepatan 99,239% = c = 4,715 Å, dengan ketepatan 96,608%
Lampiran 10. Data hasil uji korosi
Sampel Corrosion rate (mpy) Ecorr (V) Sampel 1 (N=0%) 0,0025 -0,0896 Sampel 2 (N=0,35%) 0,0254 -0,1309 Sampel 3 (N=0,6%) 0,0329 -0,3074 Sampel 4 (N=1%) 0,0277 -0,1391
Ecorr = Potensial korosi
Lampiran 11. Tabel data hasil uji keras vickers
Nama sampel Ulangan Ke-d1 (mm) d2 (mm) d rata-rata (mm) HV kgf/mm2 HV rata-rata kgf/mm2 CoCrMo (N=0%) 1 0,14 0,14 0,14 473 492 2 0,14 0,135 0,1375 494 3 0,135 0,135 0,135 509 CoCrMo (N=0,35%) 1 0,125 0,125 0,125 593 599,67 2 0,125 0,125 0,125 593 3 0,12 0,125 0,123 613 CoCrMo (N=0,6%) 1 0,12 0,12 0,12 644 633,67 2 0,12 0,125 0,123 613 3 0,12 0,12 0,12 644 CoCrMo (N=1%) 1 0,115 0,12 0,118 666 689,33 2 0,115 0,115 0,115 701 3 0,11 0,12 0,115 701 d = diagonal sampel HV = Hardness Vickers
Lampiran 12. Gambar literatur struktur mikro paduan CoCrMo
Lampiran 12.1. Gambar SEM permukaan paduan CoCrMo (Okur 2009)23
Lampiran 12.2. Gambar Optik permukaan paduan CoCrMo dengan HIP powder24
HCP Plates in FCC matrix