## Pengaruh Rasio Zirconia Ball dengan Serbuk Keramik Alumina  pada  Proses  Penghalusan  Serbuk  Keramik Alumina dengan Alat Horizontal Ball Mill
Ade Indra 1 *, Rudi Handoko 2 , Asfarizal 3 1,2,3 Institut Teknologi Padang, Indonesia
ABSTRACT CONTACT adeindra@itp.ac.id

## KEYWORDS
Keramik Alumina, Ball zirconia , Horizontal Ball Mill
Received: 17/03/2023 Revised: 30/03/2023 Accepted: 01/04/2023
Online: 30/04/2023 Published: 30/04/2023
Risenologi is licenced under a Creative Commons Attribution 4.0 International Public Licence (CC-
BY 4.0)
This study aims to determine how the effect of the ratio of  zirconia ball to alumina ceramic powder in the process of refining alumina ceramic powder using a horizontal ball mill. The size distribution of alumina ceramic powder was tested using a Particle Size  Analyzer  (PSA).  The  microstructure  of  alumina  powder  was  observed  using Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of PSA measurements showed that the percentage of alumina powder that was refined at a ratio of 1:20 at 150 rpm for 6 hours became 44.07 µm from the initial powder of 70.28 µm, which was 37.3%. Judging from the sub-micron size (0.1µm-1µm), at a particle size of 0.496 µm to 0.954 µm, the percentage of powder that passed the most or was the least retained was in a variation ratio of 1:20. At a ratio of 1:20, the total alumina powder samples tested using a sieving particle size of 0.954 µm obtained a retained percentage of 92.00% and 8% of the 2 grams  of  alumina  powder  tested,  which  weighed  0.16  gram.  The  results  of  SEM observations, the ratio variations that produce the most optimal grain shape and size are in the R-1:20 ratio variation test. Alumina powder grains appear to start to irregularly rounded and more grains are < 50 µm in size.

## ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh rasio zirconia ball dengan serbuk  keramik  alumina  pada  proses  penghalusan  serbuk  keramik  alumina menggunakan  alat horizontal  ball  mill. Distribusi  ukuran  serbuk  keramik  alumina  diuji menggunakan Partikel  Size  Analiser (PSA).  Struktur  mikro  serbuk  alumina  diamati menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil pengukuran PSA menunjukkan persentase  serbuk  alumina  yang  dihaluskan  pada  rasio  1:20  pada  putaran  150  rpm selama 6 jam menjadi ukuran 44,07 µm dari serbuk awal 70,28 µm, yakni 37,3%. Ditinjau dari ukuran sub micron (0,1µm-1µm), pada ukuran partikel 0.496 µm sampai 0,954 µm, persentase  serbuk  yang  paling  banyak  lolos  atau  paling  sedikit  tertahan  berada  pada variasi  rasio  1:20.  Pada  rasio  1:20,  dari  total  sampel  serbuk  alumina yang  diuji menggunakan ukuran partikel sieving 0.954 µm didapatkan persentase tertahan sebanyak 92,00% dan lolos sebanyak 8% dari 2 gram serbuk alumina yang diuji yaitu seberat 0,16 gram. Hasil pengamatan SEM, variasi rasio yang menghasilkan bentuk dan ukuran bulir yang paling optimal berada pada pengujian variasi rasio R-1:20. Bulir serbuk alumina terlihat mulai membulat irregular dan lebih banyak bulir yang berukuran < 50 µm.

## PENDAHULUAN
Keramik adalah senyawa padat dari non logam, anorganik, dan metaloid yang tersusun oleh ikatan kovalen dan ikatan ionik (Lin et al, 2018; Wright and Luo, 2020). Material keramik memiliki sifat yang unik di antaranya keras, kuat,  stabilitas  yang  baik  pada  suhu  tinggi,  ketahanan  terhadap  korosi,  titik  leleh  yang  tinggi,  dan  kemampuan sebagai isolator yang baik (Kaur et al, 2019). Namun, material keramik juga memiliki kelemahan, yaitu bersifat getas dengan fracture toughness yang rendah (Feng et al, 2014; Indra et al, 2020). Sifat mekanik dari produk keramik dan komposit keramik dipengaruhi oleh bentuk, ukuran, dan distribusi ukuran serbuk (Cai et al, 2009). Pemanfaatan material keramik sudah diterapkan pada berbagai kebutuhan masyarakat ataupun industri seperti bidang otomotif (Li et al, 2021; Lee et al, 2021) bahan-bahan isolator (Dai and Li, 2018), bahan-bahan optik (Aung et al, 2020; Cao et al, 2021), dan aplikasi produk-produk bidang kesehatan (Indra et al, 2021; Mao et al, 2018; Singh et al, 2019).
Produk berbahan keramik dibuat dengan metode metalurgi serbuk (Xiong et al, 2016). Hal ini disebabkan oleh proses pengecoran sulit dilakukan. Tahapan dalam metode metalurgi serbuk yaitu persiapan serbuk keramik, proses cetak hasilkan green body, dan proses sintering untuk menghasilkan sintered body . Selain itu, terdapat metode lainnya dalam pembuatan produk keramik, seperti pressureless sintering, hoot pressing, dan slip casting.
Salah satu jenis material keramik adalah alumina (Al 2 O 3 ). Material keramik jenis alumina banyak dipakai pada industri semen, yakni untuk segmen Tyre Vertikal Mill. Produk keramik alumina digunakan untuk campuran logam dalam  bentuk  serbuk.  Ukuran  dari  serbuk  alumina sangat  menentukan  kualitas  produk  yang  akan  dihasilkan. Semakin kecil ukuran patrikel serbuk alumina maka akan semakin kuat kekuatan mekaniknya (Indra et al, 2020). Salah satu metode untuk menghaluskan serbuk keramik secara terus menerus, ball mill merupakan Semi-Autogenous Grinding (SAG) (Starkey, 2004).
Ukuran keramik alumina di pasaran umumnya bervariasi mulai dari ukuran butiran atau pellet dengan diameter 1 (satu) hingga 13 (tiga belas) mm dan serbuk dengan ukuran hingga 13 (tiga belas) nm. Ukuran keramik alumina memengaruhi  harga  jual  pasarannya,  sebagai  contoh  dalam  situs  aplikasi  Merck  KGaA  (sigmaaldrickh.com) alumina pellet 3 (tiga) mm dihargai SGD$ 125,35 atau Rp1.842,645/250 gram, sedangkan alumina serbuk dalam ukuran nanometer dihargai SDG$ 579 atau Rp8.511.300/250 gram. Hal ini menjadikan penelitian dalam bidang produksi keramik alumina untuk ukuran nanometer memiliki potensi ekonomi dan dapat membantu ketersediaan kebutuhan  material  keramik  alumina  serbuk  dalam  negeri  yang  selaras  dengan  program  pemerintah  dalam pengadaan  bahan  baku  peralatan  industri  yang  disebut  juga  dengan  nama  Tingkat  Komponen  Dalam  Negeri (TKDN) seperti yang tertuang dalam keputusan presiden nomor 24 tahun 2018 tentang Tim Nasional Peningkatan Penggunaaan Produksi Dalam Negeri.
Pada beberapa penelitian sebelumnya, serbuk keramik alumina dihaluskan kembali dan disintesis dengan unsur material  lainnya  dengan  pengaturan  komposisi  yang  berbeda  untuk  meninjau  perubahan  kualitas  keramik, memperoleh hasil bahwa kenaikan kekuatan material keramik hingga 57% dapat dilakukan dengan menambahkan Hydroxyapatite (HA) ke dalam sintered body (Indra et al, 2020).
Pada beberapa penelitian lainmya telah dilakukan percobaan penghalusan serbuk keramik alumina mulai dari variasi  diameter ball  zirconia dan  pengaturan  rasio  komposisi  campuran  material  untuk  mengetahui  perubahan kualitas  keramik.  Proses  penghalusan  serbuk  keramik  dengan  menggunakan ball  mill membutuhkan  beberapa parameter seperti ukuran ball zirconia , perbandingan atau rasio antara ball zirconia dan serbuk alumina serta kecepatan putar ball mill (rpm). Perbandingan bobot serbuk alumina berkisar antara 5 gram sampai dengan 35 gram dan bobot ball zirconia seberat 500 gram. Dari hasil penelitian pada bahan serbuk alumina ukuran ball sangat berpengaruh terhadap ukuran serbuk atau partikel dengan cara memvariasikan putaran mill jar . Ditemukan adanya faktor yang berpengaruh  terhadap  perubahan  hasil  ukuran  serbuk  alumina  yang  digiling  menggunakan zirconia  ball dengan variasi ukuran 1, 2, 3, 5, dan 10 mm dengan variasi kecepatan putaran ball mill pada 50 rpm, 100 rpm, dan 153 rpm. Dimana ukuran terkecil yang dicapai sebesar 0.84 μm, secara optimal didapatkan dengan menggunakan zirconia ball ukuran 2 mm dan pengaturan kecepatan putaran ball mill sebesar 153 rpm (Shin et al, 2013). Pada penelitian penghalusan serbuk boron carbide (B 4 C) berukuran 49 µm dengan tungsten carbide ball dengan diameter  5  mm  sebagai  media  penggerusnya  dengan  beberapa  parameter,  yaitu  lama  penggilingan,  putaran penggilingan, dan ratio antara ball dengan serbuk. Variasi lama waktu penggilingan yang dipakai ada tiga macam (1 jam, 3 jam dan 5 jam), dan variasi putaran mill jar (100 rpm, 200 rpm dan 300 rpm). Dari hasil penelitian tersebut, didapatkan  ukuran  serbuk  terbaik,  yaitu  dengan  ukuran  0,7µm  pada  eksperimen  RXM – 8  dengan  lama penggilingan 5 jam, putaran mill 300 rpm, dan ratio 15 berbanding 1 (Erdemir, 2017). Penelitian  mengenai  pemakaian ball  mill ,  dimana  optimasi  dari  rasio  berat ball  mill dan  serbuk,  merupakan parameter yang menentukan. Pengaturan diagram skematik proses dan hasil pengujian bisa dilihat parameter proses optimum yg menyimpulkan bahwa rasio berat ball mill : serbuk adalah 20:1 dalam hal persentase berat, kapasitas kerja ball mill optimum adalah 2 liter, sedangkan kecepatan optimum ball mill adalah 105 rpm (Hussain, 2021). Pada studi penghalusan serbuk dengan ball mill dengan variasi putaran (25 rpm, 37,5 rpm, 50 rpm) dan variasi waktu (30, 45, dan 60 menit). Dari studi tersebut terlihat rpm mempengaruhi secara signifikan terhadap sifat, seperti distribusi ukuran partikel, sifat reologi, dan tekstur (Pajin and Torbica, 2017).
Pada  penelitian  ini,  akan  ditinjau  pengaruh  rasio  campuran ball  zirconia terhadap  serbuk  alumina  dengan menggunakan proses horizontal ball mill. Hasil penelitian ini akan dilakukan pengujian dengan Partikel Size Analiser (PSA)  (Nuraeni  et  al,  2013),  pengamatan  struktur  mikro  dan  karakterisasi  komposisi  kimia  (Zhou  et  al,  2007) dengan Scanning Electron Microscopy (SEM). SEM efektif untuk menganalisis bahan baik organik maupun anorganik pada skala nanometer ke mikrometer (Abdullah and Mohammed, 2019).

## METODE
Pada penelitian ini dilakukan penghalusan ukuran serbuk keramik alumina dengan cara memvariasikan ratio ball zirconia dengan serbuk alumina. Ball zirconia dan serbuk keramik alumina dimasukan ke dalam mill jar sesuai dengan variasi rasio yang telah ditetapkan, yaitu 1:10, 1:15,1:20, 1: 25, 1:30, 1:35, 1:40, 1:45, dan 1:50.  Setiap variasi rasionya dilakukan proses penghalusan dengan alat Horizontal Ball Mill selama 6 (enam) jam, dengan putaran 150 rpm, dan
berat ball zirconia 800 gram. Setelah dihaluskan, serbuk alumina dipisahkan dengan ball zirconia menggunakan sieving mesh 40. Serbuk alumina yang telah terpisah diukur menggunakan Partikel Size Analiser (PSA) dengan range 0,375 µm hingga 2.000 µm untuk mengetahui ukuran dan distribusi serbuk alumina dan Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk mengamati struktur mikro material tersebut.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Pengujian distribusi ukuran serbuk keramik alumina
Pada pengujian PSA ini memakai sieving PSA dengan range ukuran partikel (ukuran serbuk) antara 0,375 µm hingga 20.000 µm, seberat 2 gram serbuk alumina. Partikel alumina yang berukuran lebih besar dari ukuran partikel PSA akan tertahan atau yang tidak lolos (dalam %) ditampilkan pada tabel 1.
Tabel 1. Persentase serbuk alumina yang tidak lolos di sieving PSA pada setiap variasi ukuran partikel Ukuran Partikel Rasio Bahan  R-1:10 R- 1:15 R-1:20 R-1:25 R-1:30 R-1:35 R-1:40 R-1:45 R-1:50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,496  µm 99,8 99,20 99,40 98,90 99,50 99,30 99,00 98,90 99,20 99,20 0,954  µm 99 94,80 94,90 92,00 95,90 94,70 92,20 92,10 93,70 94,00 2,92  µm 98,7 92,60 88,50 83,40 90,70 87,50 82,70 82,00 86,90 87,30 5,111  µm 98,5 90,80 85,60 78,70 89,00 83,70 78,50 78,00 84,70 85,10 9,819  µm 98,2 88,80 82,30 73,50 87,30 79,60 74,50 74,20 82,30 82,50 20,71  µm 97,4 86,50 79,70 70,20 85,80 76,30 72,00 71,20 80,20 79,90 30,07  µm 96,3 83,70 76,70 66,40 83,50 73,20 68,30 67,90 77,20 76,40 43,67  µm 90,4 75,50 66,80 57,60 74,80 62,90 58,90 59,30 68,30 67,00 92,1  µm 16,1 9,06 5,95 2,81 8,69 6,20 5,85 4,17 9,06 9,15 176,9  µm 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,04 0,00
Berdasarkan tabel di atas, berikut ini merupakan pembahasan hasil pengujian serbuk khusus pada R-1:20, yang mana menggunakan variasi rasio sieving PSA dengan range ukuran partikel (ukuran serbuk) antara 0,496 µm hingga 176,9 µm;
1) Ukuran partikel 0,496 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 98,90% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 1,1% atau seberat 0,022 gram.
2) Ukuran partikel 0,954 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 92,00% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 8% atau seberat 0,16 gram.
3) Ukuran partikel 2,92 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 83,40% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 16,60% atau seberat 0,332 gram.
4) Ukuran partikel 5,111 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 78,70% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 21,30% atau seberat 0,426 gram.
5) Ukuran partikel 9,819 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 73,50% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 26,5% atau seberat 0,53 gram.
6) Ukuran partikel 20,71 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 70,20% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 29,8% atau seberat 0,596 gram.
7) Ukuran partikel 30,07 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 66,40% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 33,60% atau seberat 0,672 gram.
8) Ukuran partikel 43,67 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 57,60% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 42,40% atau seberat 0,848 gram.
9) Ukuran partikel 92,1 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 2,81% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 97,19% atau seberat 1,9438 gram. 10) Ukuran partikel 176,9 µm: Dari 2 gram sampel serbuk alumina yang diuji, serbuk alumina yang tidak lolos dari sieving sebanyak 0,0% sehingga serbuk yang lolos dari sieving sebanyak 100% atau seberat 2,0 gram.
Dapat disimpulkan dari semua variasi rasio, yang menghasilkan persentase serbuk  paling optimal dihasilkan oleh variasi rasio R-1:20 dengan 8% serbuk alumina yang berukuran submikron atau seberat 0,16 gram dari 2 gram sampel yang diuji.
Persentase dan berat serbuk alumina yang lolos dari sieving PSA berdasarkan ukuran partikel ditunjukkan pada tabel 2 dan 3 berikut ini:
Tabel 2. Persentase serbuk alumina yang lolos dari sieving PSA pada setiap variasi ukuran partikel. Ukuran Partikel Rasio Bahan R-1:10  R-1:15  R-1:20 R-1:25 R-1:30 R-1:35 R-1:40 R-1:45 R-1:50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,496  µm 0,2 0,80 0,60 1,10 0,50 0,70 1,00 1,10 0,80 0,80 0,954  µm 1 5,20 5,10 8,00 4,10 5,30 7,80 7,90 6,30 6,00 2,92  µm 1,3 7,40 11,50 16,60 9,30 12,50 17,30 18,00 13,10 12,70 5,111  µm 1,5 9,20 14,40 21,30 11,00 16,30 21,50 22,00 15,30 14,90 9,819  µm 1,8 11,20 17,70 26,50 12,70 20,40 25,50 25,80 17,70 17,50 20,71  µm 2,6 13,50 20,30 29,80 14,20 23,70 28,00 28,80 19,80 20,10 30,07  µm 3,7 16,30 23,30 33,60 16,50 26,80 31,70 32,10 22,80 23,60 43,67  µm 9,6 24,50 33,20 42,40 25,20 37,10 41,10 40,70 31,70 33,00 92,1  µm 83,9 90,94 94,05 97,19 91,31 93,80 94,15 95,83 90,94 90,85 176,9  µm  100,00  100,00  100,00  100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 99,97 100,00 Tabel 3. Berat serbuk alumina yang tertahan di sieving PSA pada setiap variasi ukuran partikel Ukuran Partikel Rasio Bahan  R-1:10  R-1:15 R-1:20  R-1:25  R-1:30  R-1:35  R-1:40  R-1:45  R-1:50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,496  µm  0,004 0,016 0,012 0,022 0,001 0,014 0,02 0,022 0,016 0,016 0,954  µm  0,02 0,104 0,102 0,16 0,082 0,106 0,156 0,158 0,126 0,12 2,92 µm  0,026 0,148 0,23 0,332 0,186 0,25 0,346 0,36 0,262 0,254 5,111  µm  0,03 0,184 0,288 0,426 0,22 0,326 0,43 0,44 0,306 0,298 9,819  µm  0,036 0,224 0,354 0,53 0,254 0,408 0,51 0,516 0,354 0,35 20,71  µm  0,052 0,27 0,406 0,596 0,284 0,474 0,56 0,576 0,396 0,402 30,07  µm  0,074 0,326 0,466 0,672 0,33 0,536 0,634 0,642 0,456 0,472 43,67  µm  0,192 0,49 0,664 0,848 0,504 0,742 0,822 0,814 0,634 0,66 92,1 µm  1,678 1,8188  1,881 1,9438  1,8262  1,876 1,883 1,9166  1,8188  1,817 176,9  µm  2 2 2 2 2
2
2 2 2 2
Pengujian PSA dari masing-masing variasi rasio untuk mengetahui nilai distribusi ukuran serbuk alumina dapat dilihat pada grafik dibawah ini (Gambar 1 sd. 10):
Gambar 1. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:10
Pada pengujian rasio 1: 10 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 57,77 µm. Median ukuran serbuk adalah 61,42 µm.
Gambar 2. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:15
Pada pengujian rasio 1: 15 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 51,21 µm. Median ukuran serbuk adalah 55,97 µm.
Gambar 3. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:20
Pada pengujian rasio 1: 20 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 44,07 µm. Median ukuran serbuk adalah 50,90 µm.
Gambar 4. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:25
Pada pengujian rasio 1: 25 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 56,81 µm. Median ukuran serbuk adalah 59,85 µm.
Gambar 5. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:30
Pada pengujian rasio 1: 30 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 48,99 µm. Median ukuran serbuk adalah 53,48 µm.
Gambar 6. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:35
Pada pengujian rasio 1: 35 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 45,92 µm. Median ukuran serbuk adalah 51,16 µm.
Gambar 7. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:40
Pada pengujian rasio 1: 40 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 45,23 µm. Median ukuran serbuk adalah 51,72 µm.
Gambar 8. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:45
Pada pengujian rasio 1: 45 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 53,61 µm. Median ukuran serbuk adalah 57,50 µm.
Gambar 9. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:50
Pada pengujian rasio 1: 50 dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 52,96 µm. Median ukuran serbuk adalah 57,12 µm.
Gambar 10. Grafik Distribusi dan Mean serbuk alumina pada Rasio 1:55
Pada bahan serbuk alumina dapat diketahui: Rata-rata ukuran serbuk adalah 70,28 µm. Median ukuran serbuk adalah 69,41 µm

## 1.1 Analisis berdasarkan distribusi dan rata-rata ( mean) serbuk alumina.
Perbandingan  berdasarkan  ukuran  rata-rata  ( mean )  partikel  serbuk  alumina  antara  sebelum  dan  sesudah pengujian dapat dilihat pada grafik dibawah ini (Gambar 11):
Gambar 11. Perbandingan Grafik Distribusi dan Mean bahan serbuk alumina Dengan Hasil optimal rasio 1:20
Ukuran rata-rata ( mean ) serbuk alumina berdasarkan variasi rasio ditampilkan pada tabel 4.
Tabel 4. Ukuran rata-rata (mean) serbuk alumina berdasarkan variasi rasio
Sampel code Variasi rasio alumina powder zirconia ball (wt%) Putaran mill jar (rpm) Persentase Zirconia ball thd vol mill jar (%) Rerata Powder seze alumina, uji PSA (µm) R-1:10 1:10 150 40 57,77 R-1:15 1:15 150 40 51,21 R-1:20 1:20 150 40 44,07 R-1:25 1:25 150 40 56,81 R-1:30 1:30 150 40 48,99 R-1:35 1:35 150 40 45,92 R-1:40 1:40 150 40 45,23 R-1:45 1:45 150 40 53,61 R-1:50 1:50 150 40 52,96
Berdasarkan tabel 4 didapatkan rata-rata hasil penghalusan serbuk keramik alumina pada masing-masing variasi rasio yang paling optimal terdapat pada rasio 1:20 yaitu sebesar 44,07 µm. Dibandingkan dengan  penelitian lainnya (Shin et al, 2013) dengan 2 mm ball zirconia dengan berat 500 gram, 153 rpm dalam waktu 12 jam ukuran serbuk alumina yang dicapai, yaitu 84 µm.
Persentase optimal serbuk alumina yang dapat dihaluskan dari ukuran awalnya dapat ditentukan menggunakan rumus, yaitu seperti pada persamaan 1 berikut:
%R20    = R0−R20
R0
(1)
%R20    = 70,28 − 44,07
70,28 %R20    = 0,373  =  37,3 % Dengan R0 adalah ukuran rata-rata bahan serbuk alumina (µm), R20 adalah ukuran rata-rata serbuk alumina pada rasio 1:20 dengan satuan mikrometer (µm).
Dari perhitungan diatas dapat diketahui bahwa serbuk alumina dapat dihaluskan secara optimal dari ukuran awalnya sebesar 37,3 %. Variasi rasio teroptimal berada pada R-1:20.
1.2 Analisis berdasarkan distribusi pada ukuran sub mikron (100 nm-1 µm) partikel serbuk alumina.
Tabel 5. Volume ukuran sub mikron serbuk alumina berdasarkan variasi rasio
Ukuran Partikel Sieving Rasio Bahan R-1:10 R-1:15  R-1:20  R-1:25  R-1:30  R-1:35  R-1:40  R-1:45  R-1:50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,496 µm 99,8 99,20 99,40 98,90 99,50 99,30 99,00 98,90 99,20 99,20 0,954 µm 99 94,80 94,90 92,00 95,90 94,70 92.20 92,10 94,70 94,00 Sub Mikron (%) 0.1-1 µm 1 5,2 5,1 8 4,1 5,3 7,8 7,9 6,3 6
Pada ukuran partikel 0,496 µm sampai 0,954 serbuk berada pada ukuran sub mikron, persentase serbuk yang paling banyak lolos atau paling sedikit tertahan berada pada variasi rasio  R-1:20. Pada rasio R-1:20, persentase tertahan sebanyak 92,00% yang berukuran lebih besar dari 0.954 µm dari total sampel serbuk alumina yang diuji, dengan demikian yang lolos dari sieving 0.954 sebanyak 8%. Jadi, berat serbuk di bawah ukuran 0,954 µm adalah 8% dari 2 gram serbuk alumina yang diuji, yaitu seberat 0,16 gram .
Berdasarkan  data  dan  perhitungan  diatas  didapatkan  serbuk  alumina  dengan  ukuran sub  micron mempunyai persentase teroptimal berada pada variasi rasio R-1:20, yaitu sebesar 8% dari bahan serbuk alumina.

## 2. Pengamatan struktur mikro serbuk alumina
Berdasarkan  hasil  pengamatan Scanning  Electron  Microscopy (SEM)  pada  serbuk  alumina  dapat  dilihat  sebagai berikut.
Gambar 12. Foto SEM dengan pembesaran: a) bentuk Awal 100X, b) R-1:10 100X, c) R-1:20 100X, c1) R- 1:20 500X, c2) R-1:20 2500X, c3) R-1:20 5000X d) R-1:30 100X, e) R-1:40 100X, f) R-1:20 500X Dapat  disimpulkan  variasi  rasio  R-1:20  menghasilkan  bentuk  butiran  serbuk  alumina  yang  berbentuk  bulat irreguler yang terlihat pada pembesaran 5000 kali, serbuk yang berbentuk bulat reguler lebih baik dari pada bentuk bulat irreguler. Serbuk yang berbentuk reguler memiliki permukaan yang sama bentuk permukaannya.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan, didapatkan variasi rasio yang paling optimal untuk menghasilkan ukuran rata-rata serbuk alumina adalah pada rasio R-1:20. Persentase serbuk alumina yang dihaluskan pada rasio R-1:20 pada putaran 150 rpm menjadi ukuran 44,07 µm dari 70,28 µm, yakni 37,3%. Variasi rasio yang paling optimal  menghasilkan  persentase  pada  ukuran sub  mikron (0,1µm-1µm)  adalah  rasio  R-1:20  yaitu  8%  dari total sampel uji. Hasil pengamatan SEM, variasi rasio yang menghasilkan bentuk dan ukuran butir yang paling optimal berada pada pengujian variasi rasio R-1:20. Butir serbuk alumina terlihat mulai membulat irregular dan lebih banyak butiran yang berukuran < 50 µm.

## REFERENSI
Abdullah,  A.,  Mohammed,  A.,  2019.  Scanning  Electron  Microscopy  (  SEM  ):  A  Review  Scanning  Electron Microscopy ( SEM ): A Review. Proc. 2018 Int. Conf. Hydraul. Pneum. - HERVEX 77 – 85.
Aung, Y.L., Ikesue, A., Yasuhara, R., Iwamoto, Y., 2020. Optical properties of improved Tb2Hf2O7 pyrochlore ceramics. J. Alloys Compd. 153564. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153564
Cai, X., Tong, H., Shen, X., Weixuan Chen, Yan, J., Hu, J., 2009. Preparation and characterization of homogeneous chitosan – polylactic  acid  hydroxyapatite  nanocomposite  for  bone  tissue  engineering  and  evaluation  of  its mechanical properties.pdf.
Cao, Z., Dai, S., Ding, S., Wang, M., Xu, L., 2021. Chalcogenide glass ceramics : A high-performing innovative infrared acousto-optic material. J. Eur. Ceram. Soc. 41, 7215 – 7221.
https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.07.022
Dai, J., Li, J., 2018. Scripta Materialia Promising magneto-optical ceramics for high power Faraday isolators. Scr. Mater. 155, 78 – 84. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2018.06.031
Erdemir, F., 2017. Study on particle size and X-ray peak area ratios in high energy ball milling and optimization of the  milling  parameters  using  response  surface  method.  Meas.  J.  Int.  Meas.  Confed.  112,  53 – 60. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2017.08.021
Feng, P., Niu, M., Gao, C., Peng, S., Shuai, C., 2014. A novel two-step sintering for nano-hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering. Sci. Rep. 4, 1 – 10. https://doi.org/10.1038/srep05599
Hussain, Z., 2021. Comparative Study on Improving the Ball Mill Process Parameters Influencing on the Synthesis of Ultrafine Silica Sand: A Taguchi Coupled Optimization Technique. Int. J. Precis. Eng. Manuf. 22, 679 – 688. https://doi.org/10.1007/s12541-021-00492-3
Indra, A., Firdaus, R., Mulyadi, I.H., Affi, J., Gunawarman, 2020. Enhancing the physical and mechanical properties of pellet-shaped hydroxyapatite by controlling micron- and nano-sized powder ratios. Ceram. Int. 46, 15882 – 15888. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.03.136
Indra, A., Hadi, F., Hari, I., Affi, J., 2021. A novel fabrication procedure for producing high strength hydroxyapatite ceramic
scaffolds with high porosity. Ceram. Int. 47, 26991 – 27001. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.06.112
Kaur, G., Kumar, V., Baino, F., Mauro, J.C., Pickrell, G., Evans, I., Bretcanu, O., 2019. Mechanical properties of bioactive  glasses,  ceramics,  glass-ceramics  and  composites:  State-of-the-art  review  and  future  challenges. Mater. Sci. Eng. C 104, 109895. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.109895
Lee, J.W., M.C, J., H.B, B., S.W, C., H, D.J., C.B. Yoon, 2021. Effect of Using MgO, CaO additives as sintering aid in pressureless sintering of M2Si5N8:Eu2+ (M = Ba, Sr) phospor ceramics for amber LED automotive applications. J. Alloys Compd. 858, 157710. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.157710
Li, W., Yang, X., Wang, S., Xiao, J., Hou, Q., 2021. Research and prospect of ceramics for automotive disc-brakes. Ceram. Int. 47, 10442 – 10463. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.12.206
Lin, C., Rüssel, C., Dai, S., 2018. Chalcogenide glass-ceramics: Functional design and crystallization mechanism.
Prog. Mater. Sci. 93, 1 – 44. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.11.001
Mao, D., Li, Q., Bai, N., Dong, H., Li, D., 2018. Porous stable poly ( lactic acid )/ ethyl cellulose / hydroxyapatite composite sca ff olds prepared by a combined method for bone regeneration. Carbohydr. Polym. 180, 104 – 111. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.10.031
Nuraeni, W., Daruwati, I., W, E.M., Sriyani, M.E., 2013. Verifikasi kinerja alat Particle Size Analyzer (PSA) Horiba
Lb-550 untuk penentuan distribusi ukuran nanopartikel. Pros. Semin. Nas. Sains dan Teknol. Nukl. 268 – 269. Pajin, B.S., Torbica, A.M., 2017. Optimazation of the ball mill processing parameters in the fat filling production, scientific paper. Chem. Ind. Chem. Eng. Q. 23, 197 – 206.
Shin, H., Lee, S., Suk Jung, H., Kim, J.B., 2013. Effect of ball size and powder loading on the milling efficiency of a laboratory-scale wet ball mill. Ceram. Int. 39, 8963 – 8968. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.04.093 Singh, M.K., Zafar, S., Talha, M., 2019. Development of porous bio-composites through microwave curing for bone tissue engineering. Mater. Today Proc. 18, 731 – 739. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.06.478 Starkey, J., 2004. Ball Mill 2, 1 – 2.
Wright, A.J., Luo, J., 2020. A Step Forward from High-Entropy Ceramics to Compositionally Complex Ceramics : A New Perspective. https://doi.org/10.1007/s10853-020-04583-w
Xiong, G., Nie, Y., Ji, D., Li, J., Li, C., Li, W., Zhu, Y., Luo, H., Wan, Y., 2016. Characterization of biomedical hydroxyapatite/magnesium composites prepared by powder metallurgy assisted with microwave sintering. Curr. Appl. Phys. 16, 830 – 836. https://doi.org/10.1016/j.cap.2016.05.004
Zhou,  W.,  Apkarian,  R.,  Wang,  Z.L.,  Joy,  D.,  2007.  Fundamentals  of  scanning  electron  microscopy  (SEM).
Scanning Microsc. Nanotechnol. Tech. Appl. 1 – 40. https://doi.org/10.1007/978-0-387-39620-0_1