การผันแปรของความพรุนเนื่องจากภาวะการซินเทอร์ของไฮดรอกซีแอปาไทต์

Abstract

สมบัติของไฮดรอกซีแอปาไทต์และลักษณะโครงสร้างจุลภาค มีความสัมพันธ์โดยตรงกับ ภาวะการซินเทอร์ ซึ่งงานวิจัยนี้สนใจศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้ง อุณหภูมิซินเทอร์ เวลาในการซินเทอร์ และบรรยากาศในระบบซินเทอร์ โดยทำการอัดไฮดรอกซีแอปาไทต์ด้วยแรง 120 เมกกะปาสคาล แล้วซินเทอร์ในอากาศที่อุณหภูมิตั้งแต่ 1050°C- 1300°c โดยปรับเปลี่ยนเวลายืนอุณหภูมิเป็น 1,2, และ 4 ชั่วโมง และควบคุมห้องเตาเผาให้มีความชื้นสัมพัทธ์ 65-75% พบว่าที่อุณหภูมิ 1250°c เวลายืนอุณหภูมิ 2 ชั่วโมง ไฮดรอกซีแอปาไทต์มีสมบัติต่างๆ ดีที่สุด ได้แก่ ความหนาแน่นสัมพัทธ์ สูงกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ ความพรุนปรากฏน้อยกว่า 0.9 เปอร์เซ็นต์ ค่าความแข็งวิกเกอร์สูงที่สุดเท่ากับ 7.05 จิกกะปาสคาล และที่ภาวะการซินเทอร์นี้ไฮดรอกซีแอปาไทต์ไม่มีการเปลี่ยนแปลงเฟสไปเป็นเบตาไตรแคลเซียมฟอสเฟต แอลฟาไตรแคลเซียมฟอสเฟต หรือเตตระแคลเซียมฟอสเฟต ทำให้ไม่จำเป็นต้องซินเทอร์ในบรรยากาศไอน้ำอิ่มตัวเพื่อช่วยลดการเกิด dehydroxylation อย่างไรก็ตาม เวลายืนอุณหภูมิที่นานพอในงานวิจัยนี้คือ 12 ชั่วโมง ไฮดรอกซีแอปาไทต์มีการเปลี่ยนเฟสไปเป็น แอลฟาไตรแคลเซียมฟอสเฟต นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงขนาดเกรนตลอดจนการเกิด grain growth มีความสัมพันธ์กับอุณหภูมิและเวลาในการซินนเทอร์ ซึ่งอาศัยสมการArrhenius สามารถหาค่า activation energy ได้นอกจากนี้การวิเคราะห์ sintering kinetics เพื่ออธิบายความสัมพันธ์ระหว่างการเกิด grain growth กับเวลาในการซินเทอร์ ทำให้สามารถวางแผนกำหนดการซินเทอร์ เพื่อให้ได้ไฮดรอกซีแอปาไทต์ที่มีสมบัติและโครงสร้างจุลภาคตรงตามความต้องการในการนำไปใช้งาน