About Lesson
วัสดุผสม(Composite)
วัสดุผสม(Composite): วัสดุที่ประกอบด้วยวัสดุ 2 ประเภทขึ้นไปโดยที่องค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันและจะต้องไม่ละลายเป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งอาจเกิดจากการผสมหรือการสร้างพันธะ
1. เกิดจากการผสมกันระหว่างวัสดุ องค์ประกอบอยู่ในระดับที่สามารถมองเห็นได้ ตัวอย่างเช่น คอนกรีต ที่ประกอบด้วยซีเมนต์ ทราย หิน และ น้ำ
2. เกิดจากการสร้างพันธะ องค์ประกอบอยู่ในระดับโมเลกุล ถ้าเป็นเหล็กเรียกว่าอัลลอย ถ้าเป็นพลาสติกเรียกว่าพอลิเมอร์
วัสดุเชิงประกอบจะประกอบด้วยตัวเสริมแรง (reinforce phase) ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปของเส้นใย อนุภาค แผ่นหรือชิ้นเล็กๆ และ/หรือเป็นสารตัวเติม ซึ่งเป็นเฟสกระจาย (dispersed phase) ฝังตัวอยู่ในเนื้อพื้น ( matrix) ที่อาจเป็นโลหะ เซรามิก หรือพอลิเมอร์ ตัวเสริมแรงจะช่วยทำให้สมบัติทางกลโดยรวมของเนื้อพื้นดีเนื่องจากวัสดุแต่ละชนิดจะมีทั้งข้อดีข้อเสีย เช่น โลหะจะมีความแข็งแรง และความเหนียวสูงแต่เป็นสนิมง่ายและหนัก พอลิเมอร์จะมีน้ำหนักเบาแต่มีความแข็งแรงต่ำ ทนความร้อนไม่ได้ นำไฟฟ้าไม่ได้ เซรามิกมีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอและการผุกร่อนได้ดี ทนความร้อนได้ดี แต่เปราะ มีความเหนียวต่ำ เป็นต้น ด้วยเหตุนี้จึงมีการนำเอาวัสดุต่างชนิดมาผสมกันเพื่อจะทำให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีสมบัติพิเศษที่ได้จากข้อดีของวัสดุแต่ละชนิด เช่น คอนกรีตเสริมเหล็กเป็นวัสดุผสมที่จะให้ทั้งความแข็ง (จากสมบัติที่ดีของคอนกรีตซึ่งเป็นเซรามิก) และความเหนียว (จากสมบัติที่ดีของเหล็กซึ่งเป็นโลหะ) หรือไฟเบอร์กลาสเป็นวัสดุผสมที่มีน้ำหนักเบา(จากสมบัติที่ดีของพอลิเมอร์) และมีความแข็งแรง (จากสมบัติที่ดีของใยแก้ว) เป็นต้น
ประเภทของวัสดุคอมโพสิตอาจถูกแบ่งได้ตามเนื้อพื้นได้เป็น 3 กลุ่มคือ กลุ่มที่มีพอลิเมอร์เป็นส่วนผสมหลัก (fiber-reinforced polymers, FRP) กลุ่มที่มีเซรามิกเป็นส่วนผสมหลัก (ceramic-matrix composite,CMC) และกลุ่มที่มีโลหะเป็นส่วนผสมหลัก (metal-matrix composite, MMC) นอกจากนี้ วัสดุคอมโพสิตอาจะแบ่งได้ตามลักษณะของตัวเสริมแรง ได้แก่

1. ตัวเสริมแรงมีลักษณะเป็นเส้นใย (Fibrous Composites)
2. ตัวเสริมแรงมีลักษณะเป็นอนุภาค (Particulate Composites)
3. ตัวเสริมแรงมีลักษณะเป็นชิ้นเล็กๆ (Flake Composites)
4. ตัวเสริมแรงเป็นสารตัวเติม (Filled Composites)
5. ตัวเสริมแรงมีลักษณะเป็นชั้นหรือชนิดซ้อนแผ่น (Laminar or Layered Composites)
เพื่อใช้ประโยชน์เฉพาะงาน โดยไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติการผสมกันของวัสดุเหล่านี้จะไม่เป็นเนื้อเดียวกันแต่จะแยกกันเป็นเฟสที่เห็นได้อย่างเด่นชัด เฟสแรกเรียกว่า เนื้อพื้น(matrix) ซึ่งจะอยู่ด้วยกันอย่างต่อเนื่องและล้อมรอบอีกเฟสซึ่งเรียกว่า เฟสที่กระจาย หรือ ตัวเสริมแรง (reinforcement) คุณสมบัติของวัสดุผสมที่ได้จะเป็นฟังชั่นหรือขึ้นกันกับคุณสมบัติและปริมาณของสารตั้งต้นเหล่านี้ และรูปทรงทางเรขาคณิตของเฟสที่กระจายตัว
วัสดุผสมสามารถแบ่งเป็น 3 กลุ่มดังนี้
1. วัสดุผสมที่เสริมแรงด้วยอนุภาค (particle-reinforced)
2. วัสดุผสมที่เสริมแรงด้วยเส้นใย (fiber-reinforced)
3. วัสดุผสมโครงสร้าง (structural)
วัสดุที่สามารถนำมาใช้งานได้โดยที่ไม่ต้องนำไปดัดแปลงมากมายโดยการพัฒนาการทางเคมี เราสามารถนำวัสดุมาใช้โดยการนำเคมีที่เราสามารถหาได้โดยทั่วไปมาเป็นส่วนประกอบเพื่อแยกส่วนประกอบต่าง ๆ ของวัสดุที่เราคิดเปลี่ยนสภาพได้เร็ว โดยใช้สารเคมีมาเป็นตัวแยกส่วนประกอบออกมาให้ได้หลายแขนง ฉะนั้น การที่เราจะนำโลหะที่ไม่สามารถแยกตัวประกอบได้นั้นเราสามารถทำได้โดยการใช้สารเคมีมาเป็นส่วนประกอบ เพื่อแยกการแตกตัวของงานโลหะชิ้นนั้น โดยใช้หลักการการกัดกร่อนของสารเคมี สูดดม
ข้อมูลอ้างอิง
https://old.mtec.or.th/academic-services/mtec-question-answer/169-วัสดุที่เรียกว่า-คอมโพสิต-composites-คือวัสดุประเภทใด
https://th.m.wikipedia.org/wiki/วัสดุผสม
การใช้และประโยชน์ที่พบบ่อยตัวอย่างที่พบมากที่สุดของคอมโพสิตคือคอนกรีต ในการใช้เหล็กเส้นเหล็กโครงสร้างนี้จะให้ความแข็งแรงและความแข็งแก่คอนกรีตในขณะที่ปูนซิเมนต์ที่แข็งตัวยึดเหล็กเส้นไว้ เหล็กเส้นเดี่ยวจะงอมากเกินไปและปูนซิเมนต์เพียงอย่างเดียวก็จะร้าวได้ง่าย อย่างไรก็ตามเมื่อรวมกันเพื่อสร้างคอมโพสิตวัสดุที่แข็งมากจะถูกสร้างขึ้นวัสดุคอมโพสิตที่เชื่อมโยงกันมากที่สุดกับคำว่า “คอมโพสิต” คือไฟเบอร์เสริมแรง คอมโพสิตชนิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวันของเรา การใช้วัสดุเสริมใยไฟเบอร์ที่ใช้กันทั่วไปในชีวิตประจำวัน ได้แก่ :
-
อากาศยาน
-
เรือและทางทะเล
-
อุปกรณ์กีฬา (เพลากอล์ฟ, ไม้เทนนิส, กระดานโต้คลื่น, ไม้ฮอกกี้, ฯลฯ )
-
ชิ้นส่วนยานยนต์
-
ใบกังหันลม
-
เกราะป้องกันตัว
-
วัสดุก่อสร้าง
-
ท่อน้ำ
-
สะพาน
-
เครื่องมือจัดการ
-
รางบันได
วัสดุคอมโพสิตสมัยใหม่มีข้อได้เปรียบเหนือวัสดุอื่นเช่นเหล็ก บางทีสิ่งสำคัญที่สุดคือคอมโพสิตมีน้ำหนักเบามาก พวกเขายังต่อต้านการกัดกร่อนมีความยืดหยุ่นและบุ๋มทน นี้ในทางกลับกันหมายความว่าพวกเขาต้องการการบำรุงรักษาน้อยและมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม วัสดุคอมโพสิตทำให้รถยนต์มีน้ำหนักเบาและประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้นทำให้เกราะของร่างกายมีความทนทานต่อกระสุนมากขึ้นและทำให้ใบพัดกังหันสามารถทนต่อความเครียดจากความเร็วลมได้สูงแหล่งที่มา
-
เจ้าหน้าที่ข่าวบีบีซี “Kevlar Inventor Stephanie Kwolek Dies” BBC.com 21 มิถุนายน 2014
-
เจ้าหน้าที่ของกรมพลังงาน “9 สิ่งที่คุณไม่รู้จักเกี่ยวกับคาร์บอนไฟเบอร์” Energy.gov 29 มีนาคม 2013
-
สมาคมเคมีแห่งราชบัณฑิตยสถาน “วัสดุคอมโพสิต.” RSC.org