ridm@nrct.go.th   ระบบคลังข้อมูลงานวิจัยไทย   รายการโปรดที่คุณเลือกไว้

การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ

หน่วยงาน สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ

รายละเอียด

ชื่อเรื่อง : การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ
นักวิจัย : ดวงเดือน อาจองค์ , จุลเทพ ขจรไชยกูล , Duangduen At-ong , Julathep Kajornchaiyakul
คำค้น : Alumina-titanium carbide , Ceramic materials , Combustion , Composite materials , Cutting machines , Microwaves , การเผาไหม้ , วัสดุเซรามิก , ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ , สาขาวิศวกรรมศาสตร์และอุตสาหกรรมวิจัย , อะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ , เครื่องตัด , ไมโครเวฟ
หน่วยงาน : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
ผู้ร่วมงาน : -
ปีพิมพ์ : 2550
อ้างอิง : http://www.nstda.or.th/thairesearch/node/3940
ที่มา : -
ความเชี่ยวชาญ : -
ความสัมพันธ์ : -
ขอบเขตของเนื้อหา : -
บทคัดย่อ/คำอธิบาย :

การพัฒนาเครื่องมือตัดชนิดเซรามิกหลักๆในปัจจุบันนั้นได้แก่เครื่องมือตัด ที่ทำมาจากอะลูมินา ซึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วไปคือเครื่องมือตัดชนิดอะลูมินาผสมไททาเนียม คาร์ไบด์ ทั้งนี้เนื่องมาจากเครื่องมือตัดชนิดนี้มีความแข็งและความเหนียวต้านทานการ แตกหักได้ดีมาก สามารถคงความแข็งได้ที่อุณหภูมิสูง มีความสามารถในการต้านทานปฏิกิริยาเคมีที่ดี และมีความต้านทานการขัดถูและกัดกร่อนสูง เครื่องมือตัดชนิดอะลูมินาผสมไททาเนียมคาร์ไบด์เหมาะสำหรับงานตัดขัดของ เหล็กกล้าผสม งานกลึงเหล็กหล่อและเหล็กกล้า ซึ่งมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมงานโลหะ อุตสาหกรรมยานยนต์และชิ้นส่วน และอุตสาหกรรมไฟฟ้าอิเล็คทรอนิค อันเป็นอุตสาหกรรมหลักของประเทศ ซึ่งการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านการผลิตเครื่องมือตัดในประเทศเป็นเรื่องที่ สำคัญมาก เพื่อให้อุตสาหกรรมดังกล่าวพึ่งพาตัวเองได้มากขึ้น นอกจากนั้นแล้วอะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ยังได้ถูกนำมาใช้เป็นแผ่นรอง สำหรับหัวอ่านแม่เหล็กเนื่องจากมีสมบัติในการทนต่อการเสียดสีและสึกกร่อนสูง อีกด้วย เครื่องมือตัดชนิดอะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ที่มีขายกันโดยทั่วไปคือ Al2O3-TiC 30% โดยน้ำหนัก ซึ่งผลิตโดยการผสมระหว่างผงอะลูมินาและผงไททาเนียมคาร์ไบด์ขนาด 1ถึง 5 ไมครอนเข้าด้วยกันแล้วนำไปอัดขึ้นรูปและเผาซินเตอริงเพื่อให้ได้ชิ้นงานออก มา (pressureless sintering) จากนั้นจึงนำชิ้นงานไปเจียรเพื่อให้ได้ใบตัดในลักษณะรูปร่างและขนาดที่ต้อง การ อย่างไรก็ตามการเผาซินเตอริงโดยปราศจากความดันนี้ ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะมีรูพรุน มีความหนาแน่นไม่สูงมาก ทำให้คุณสมบัติทางกลของเครื่องมือตัดด้อยลง ดังนั้นเพื่อให้เครื่องมือตัดที่มีความหนาแน่นสูงปัจจุบันจึงได้เริ่มมีการ นำเทคนิคการอัดด้วยความร้อน (Hot pressing- HP) หรือ การอัดด้วยความดันทุกทิศทาง (Hot isostatic pressing- HIP) มาใช้ผลิตเครื่องมือตัดอะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเผาโดยปราศจากความดันแล้วถึงแม้จะว่าสมบัติ ทางกลที่ได้จะสูงกว่าแต่ยังมีข้อจำกัดเรื่องต้นทุนเนื่องจากอุปกรณ์ (HIP หรือ HP) มีราคาแพง นอกจากนั้นแล้ว การผลิตเครื่องมือตัดด้วยสามเทคนิคดังที่กล่าวมานี้ยังใช้เวลานานและสิ้น เปลืองพลังงานด้วยซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการผลิตมีค่าสูง งานวิจัยในครั้งนี้มีวัตถุประสงค์ในการสังเคราะห์สารผสมอะลูมินา-ไททาเนียม คาร์ไบด์ (Al2O3-TiC composites) จากสารตั้งต้นคือ ไททาเนียมออกไซด์ คาร์บอน และอลูมิเนียมเพื่อใช้สำหรับเป็นวัตถุดิบในการผลิตเครื่องมือตัดซึ่งจะใช้ เทคโนโลยีการสังเคราะห์สารด้วยกระบวนการเผาไหม้โดยใช้พลังงานจากคลื่น ไมโครเวฟ ซึ่งวิธีนี้จะช่วยประหยัดเวลา พลังงาน และช่วยลดต้นทุนในการผลิต และเป็นวิธีที่ใช้วัตถุดิบราคาไม่แพงในการเตรียมสารคือกลุ่มออกไซด์ (TiO2) แทนการใช้วัตถุดิบราคาแพงกว่าเช่นไททาเนียมคาร์ไบด์ (TiC) หรือโลหะไททาเนียม อย่างที่นิยมใช้กันอยู่ในปัจจุบัน นอกจากนั้นแล้วสารที่สังเคราะห์ได้ยังมีความบริสุทธิ์สูงกว่าการสังเคราะห์ ด้วยวิธีอื่นรวมถึงคุณสมบัติต่าง ๆ มีความสม่ำเสมออีกด้วย และหลังจากนั้นจะมีการนำสารที่สังเคราะห์ได้มาผลิตอุปกรณ์สำหรับตัดขัดที่ทำ จากอะลูมินา-ไททาเนียมคาร์ไบด์ต่อไป A major improvement in ceramic cutting tools was an Al2O3-based composite. Al2O3-TiC composites have been widely used as cutting tools because of their high strength, high hot hardness, chemical stability and excellent wear resistance. The Al2O3-TiC composites are used in the tooling industry for the machining of super alloys and turning of cast irons and very hard steels. The tooling industry is an important supporting industry for metal cutting industry, automotive industry, or electronic industry, etc. Another modern application of this composite is the use as a magnetic head slider substrate, which has stringent requirements for oxide-carbide homogeneity and microscopic wear resistance. Most commercial materials are nominally Al2O3-30 wt% TiC (25 vol%TiC) in which Al2O3 contain 1 to 5 microns of titanium carbide particles uniformly dispersed throughout the matrix. However, chemical reaction between Al2O3 and TiC under conventional sintering can occur at high temperatures, introducing pores into the composites, which deteriorate the mechanical properties. In order to obtain a high-density material, commercial Al2O3-TiC composites are manufactured primarily by hot pressing (HP), hot isostatic pressing (HIP), and pressureless sintering (PS). Comparing with HP and HIP, PS gives somewhat worse mechanical property materials, however, its production costs are also lower. Nevertheless, the production by any of these methods can be time and energy consuming, hence reducing their cost efficiency within industry. Therefore, it is the purpose of this research to synthesize and process Al2O3-TiC composites by using a combined technology of self- propagating high temperature synthesis (SHS) and microwave heating. The union of these two technologies offers many advantages over conventional materials preparation process, for example, significant reductions in manufacturing costs due to energy saving and shorter processing times, self – purification of the reactant and higher purity of products, and using a low cost oxide (TiO2) as a reactant instead of high cost materials (TiC, Ti). The formation of Al2O3-TiC composites will be studied by a combustion reaction on the system TiO2/Al/C. Al2O3-TiC cutting tool will then be fabricated from the microwave-synthesized Al2O3-TiC composite powders.

บรรณานุกรม :
ดวงเดือน อาจองค์ , จุลเทพ ขจรไชยกูล , Duangduen At-ong , Julathep Kajornchaiyakul . (2550). การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ.
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
ดวงเดือน อาจองค์ , จุลเทพ ขจรไชยกูล , Duangduen At-ong , Julathep Kajornchaiyakul . 2550. "การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ".
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ.
ดวงเดือน อาจองค์ , จุลเทพ ขจรไชยกูล , Duangduen At-ong , Julathep Kajornchaiyakul . "การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ."
    ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ, 2550. Print.
ดวงเดือน อาจองค์ , จุลเทพ ขจรไชยกูล , Duangduen At-ong , Julathep Kajornchaiyakul . การสังเคราะห์สาร Al2O3-TiC เพื่อใช้เป็นวัสดุสำหรับอุปกรณ์ตัดโดยใช้กระบวนการเผาไหม้ด้วยพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟ. ปทุมธานี : สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ; 2550.