ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างเฉียบพลันและสมบัติหลังเผาของวัสดุเชิงประกอบสปอดูมีน/คอร์เดียไรต์

Abstract

ภาชนะเซรามิกหุงต้มประเภทสัมผัสเปลวไฟได้โดยตรง เป็นภาชนะเครื่องครัวชนิดหนึ่งที่ทำจากวัสดุเซรามิกหรือแก้ว สามารถใช้เป็นภาชนะสำหรับปรุงอาหารโดยตั้งบนเตาแก๊ส เตาไฟฟ้า เตาอบ และเตาไมโครเวฟได้ โดยไม่เกิดการแตกร้าว วัสดุที่นำมาผลิตเป็นภาชนะประเภทนี้ต้องมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ มีค่าความแข็งแรงสูง และมีค่าการดูดซึมน้ำต่ำ สามารถทนทานต่อ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างเฉียบพลันได้ดี ซึ่งวัสดุสปอดูมีนและคอร์เดียไรต์มีสมบัติดังกล่าวข้างต้น เป็นวัสดุที่มีราคาไม่แพง สามารถนำมาขึ้นรูปด้วยวิธีเซรามิกดั้งเดิมได้ จึงเป็นวัสดุที่น่าสนใจนำมาศึกษาเพื่อใช้เป็นวัสดุผลิตภาชนะเซรามิกหุงต้ม ในงานวิจัยนี้สนใจนำบีตาสปอดูมีน ทัลค์ ดินดำ และอะลูมินา ทำให้เป็นวัสดุเชิงประกอบสปอดูมีน/คอร์เดียไรต์ ผสมกันในอัตราส่วนต่างๆ 0-100 เปอร์เซ็นต์ บดผสมแบบเปียกในหม้อบดอะลูมินา ขึ้นรูปด้วยวิธีการหล่อแบบ เผาที่อุณหภูมิ 1220 1250 1280 และ 1310 องศาเซลเซียส นำชิ้นงานไปทดสอบสมบัติต่างๆ หลังเผา จากการทดลองพบว่าอัตราส่วนผสมของ วัสดุเชิงประกอบที่เหมาะสม คือ สปอดูมีน 60 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก และคอร์เดียไรต์ 40 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนัก เผาที่อุณหภูมิ 1280 องศาเซลเซียส ยืนไฟที่อุณหภูมิสูงสุด 1 ชั่วโมง ตรวจสอบพบ 2 เฟส หลักคือ บีตาสปอดูมีน และ คอร์เดียไรต์ พบสปิเนล เล็กน้อย ให้ค่าการหดตัวรวมหลังเผา 10.40 เปอร์เซ็นต์ ค่าการดูดซึมน้ำ 0.03 เปอร์เซ็นต์ ความแข็งแรง 52.07 เมกะพาสคัล ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ 2.154x10-6/℃ และสามารถทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างเฉียบพลันได้ถึงอุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส ขยายผลการทดลองโดยขึ้นรูปชิ้นงานตัวอย่างผลิตภัณฑ์ต้นแบบ หม้อต้มอาหาร เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 เซนติเมตร ความจุ 1 ลิตร และเผาที่อุณหภูมิ 1250 และ 1280 องศาเซลเซียส เกิดการยุบตัวของชิ้นงานที่อุณหภูมิ 1280 องศาเซลเซียส แต่ที่อุณหภูมิ 1250 องศาเซลเซียส ไม่เกิดการยุบตัวของชิ้นงาน