Tesis

Studi kekuatan tarik, modulus elastisitas, dan konduktivitas termal paduan Mg1-xCax menggunakan simulasi dinamika molekul serta potensinya sebagai implan tulang / Hamidah Brilliana Maisun

Abstrak
Penelitian ini mengkaji sifat mekanis dan termal paduan Mg1-xCax sebagai kandidat material implan tulang dengan fokus pada kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength/UTS) modulus elastisitas dan konduktivitas termal mengingat sifat biodegradabilitas dan biokompatibilitas magnesium yang relevan untuk aplikasi dalam tubuh manusia. Metode komputasional diaplikasikan dengan menggunakan metode dinamika molekul berbasis perangkat lunak LAMMPS (Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator) dengan potensial Modified Embedded Atom Method (MEAM). Struktur kristal awal disusun dalam bentuk Hexagonal Close-Packed (HCP) magnesium murni yang kemudian dimodifikasi melalui substitusi atom Ca secara acak dalam rentang fraksi molar 0 01 le x le 0 02 dengan x 0 002. Sistem dikontrol pada suhu 300 K untuk merepresentasikan suhu tubuh manusia. Hasil menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi kalsium menyebabkan penurunan UTS dari 3 38 GPa menjadi 3 20 GPa serta konduktivitas termal dari 1 30 W/m middot K menjadi 1 03 W/m middot K sedangkan modulus elastisitas juga menurun dengan fluktuasi lokal. Penurunan ini dikaitkan dengan meningkatnya gangguan keteraturan kisi yang berakibat peningkatan hamburan fonon seiring penambahan Ca sebagaimana dibuktikan melalui analisis Radial Distribution Function (RDF). Komposisi Mg0 99Ca0 01 diidentifikasi sebagai komposisi paling optimal karena menunjukkan keseimbangan terbaik antara kekuatan mekanis konduktivitas termal dan kestabilan struktur kristal sehingga memperkuat potensi paduan Mg1-xCax sebagai material implan tulang yang unggul serta membuka peluang penelitian lanjutan melalui pendekatan simulasi multiskala dan integrasi data eksperimen.

Informasi Detail

DDC

Rt 539.60287 MAI s

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Fisika, 2025.

Deskripsi Fisik

xvii, 94 lembar. : ilus. ; 30 cm.

Bahasa

Indonesia

No Reg

00440/RT/25

Edisi

Tesis (Pascasarjana)--Universitas Negeri Malang. 2025

Subjek

1. DINAMIKA MOLEKUL - TES DAN PENGUKURAN
2. MOLECULAR DYNAMICS - TESTS AND MEASUREMENTS

Pembimbing

1. Dr. Eny Latifah, S.si, M.si; 2. Dr. Hari Wisodo, S.pd, M.si

Lampiran Berkas