Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60154
Title: ผลของเทคนิคแช่แข็ง-ละลายที่มีต่อการสังเคราะห์ผงโบรอนคาร์ไบด์จากเซลลูโลสและกรดบอริก
Other Titles: EFFECT OF FREEZING-THAWING TECHNIQUE ON THE SYNTHESIS OF BORON CARBIDE POWDER FROM CELLULOSE AND BORIC ACID
Authors: วิภาวี จันทร์สุดา
Advisors: สุจาริณี สินไชย
Other author: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email: Sujarinee.K@Chula.ac.th,sujarinee.chula@gmail.com,sujarinee.chula@gmail.com
Issue Date: 2560
Publisher: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract: งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษาการสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ ด้วยการใช้กรดบอริกและไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส โดยนำเทคนิคการแช่แข็ง-ละลายมาใช้ในขั้นตอนการผสมสารตั้งต้นเพื่อเพิ่มความเป็นเนื้อเดียวกันส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดบอริกและเซลลูโลส ทั้งนี้ได้ศึกษาอิทธิพลของการปรับเปลี่ยนอัตราส่วนโดยโมลระหว่างโบรอนและคาร์บอนในสารตั้งต้นเป็น 4:1, 5:1 และ 6:1 ระยะเวลาที่ใช้ในกระบวนการแช่แข็ง 3, 6 และ 12 ชั่วโมง รวมถึงจำนวนการทำซ้ำของการแช่แข็ง-ละลายจำนวน 1, 3 และ 5 รอบ ที่มีต่อลักษณะเฉพาะของพรีเคอเซอร์และองค์ประกอบเฟสของผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ได้ จากการศึกษาการเตรียมพรีเคอเซอร์พบว่าเมื่อระยะเวลาการแช่แข็งนานขึ้นและจำนวนรอบน้อย ส่งผลให้โครงสร้างจุลภาคของเซลลูโลสมีผิวเรียบกว่าการแช่แข็งด้วยระยะเวลาสั้นจำนวนหลายรอบ ซึ่งการแช่แข็งเป็นเวลา 3 ชั่วโมง จำนวน 5 รอบ ทำให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างกรดบอริกและเซลลูโลสได้มากที่สุด จากโครงสร้างจุลภาคแสดงให้เห็นว่าเซลลูโลสมีผิวขรุขระและบิดเบี้ยวมาก เมื่อนำไปเผาไพโรไลซิสที่อุณหภูมิ 600 องศาเซลเซียส และสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 1350 องศาเซลเซียส เวลายืนไฟ 3 ชั่วโมง ภายใต้บรรยากาศอาร์กอน พบว่า Intensity ratio ของโบรอนคาร์ไบด์มีค่าสูงที่สุด (0.38) เมื่อใช้อัตราส่วนโดยโมลระหว่างกรดบอริกและไมโครคริสตัลลีนเซลลูโลส 5:1 และ 6:1 ซึ่งพบว่าค่า C/B2O3 ที่ได้จากการทดลองหาค่า มีค่าใกล้เคียง 3.5 มากที่สุดนั่นคือมีค่าเท่ากับ 2.5 และ 3.9 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามผลองค์ประกอบเฟสของที่สังเคราะห์พบโบรอนคาร์ไบด์และโบรอนออกไซด์เฟสรอง และพบคาร์บอนเป็นเฟสหลัก
Other Abstract: Boron carbide is well known for its high hardness and low density. In this study, low temperature synthesis of boron carbide powder from the highly homogeneous mixture of boric acid (BA) and cellulose microcrystalline powder (CL), improved by freezing-thawing technique was attempted. Precursors prepared from BA and CL were heated under inert gas atmosphere to promote the reaction to form boron carbide. BA:CL mole ratios were varied as the 4:1 to 5.6:1. Freezing-thawing process was performed using the freezing time of 3, 6 and 12 hours and the process was repeated for 1, 3 and 5 cycles. It was found that the surface of cellulose was smoother with longer freezing time and less freezing-thawing cycle. FTIR result of the precursor with freezing time of 3 hours and 5 cycles showed the most significant reaction between BA and CL resulting in highly rough and distorted morphology of CL. Boron carbide could be synthesized by pyrolyzing the precursors at 600°C in air and then heating under argon flow at 1350°C for 3 hours. However, from XRD analysis, synthesized boron carbide appeared as a minor phase along with boron oxide while carbon was detected as a major phase. In addition, the precursors prepared using BA:CL mole ratios of 5:1 and 6:1, frozen for 3 hours and 3 cycles, showed the highest XRD peak intensity ratio of 0.38.
Description: วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2560
Degree Name: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level: ปริญญาโท
Degree Discipline: เทคโนโลยีเซรามิก
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60154
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5972055623.pdf4.78 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.