ผลของการเติมอะลูมินาต่อพฤติกรรมการไหลตัวของของไหลเชียร์ทิกเคนนิง

Abstract

ของไหลเชียร์ทิกเคนนิงกำลังเป็นที่สนใจในงานหลายด้านรวมถึงงานทางด้านเกราะกันกระสุน ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาอิทธิพลของปริมาณซิลิกาและการเติมสารตัวเติมอะลูมินาที่มีต่อพฤติกรรมการไหลตัวของของไหลเชียร์ทิกเคนนิงในระบบซิลิกา-พอลิเอทิลีนไกลคอล โดยทำการปรับเปลี่ยนปริมาณความเข้มข้นซิลิกาจาก 30% ถึง 52% โดยปริมาตร พบว่าเมื่อปริมาณซิลิกาต่ำกว่า 40% โดยปริมาตร ของไหลแสดงพฤติกรรมการไหลตัวแบบนิวโตเนียน และเมื่อปริมาณซิลิกาในสารแขวนลอยสูงกว่า 40% โดยปริมาตร การไหลตัวจะมีพฤติกรรมแบบเชียร์ทินนิง ณ ช่วงอัตราการเฉือนต่ำ และเปลี่ยนพฤติกรรมการไหลตัวเป็นแบบเชียร์ทิกเคนนิงเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้นถึงค่าหนึ่ง นอกจากนี้เมื่อปริมาณซิลิกาเพิ่มขึ้น อัตราการเฉือนวิกฤติหรือค่าอัตราการเฉือนที่เริ่มเกิดพฤติกรรมการไหลตัวแบบเชียร์ทิกเคนนิงมีค่าลดลง ในขณะที่อัตราการเกิดเชียร์ทิกเคนนิงเพิ่มสูงขึ้น ในการปรับปรุงประสิทธิภาพของเกราะกันกระสุนได้ทำการเติมอนุภาคของแข็งอะลูมินา ลงในของไหลเชียร์ทิกเคนนิงที่มีความเข้มข้นซิลิกาเท่ากับ 50% โดยปริมาตร พร้อมทั้งทำการปรับเปลี่ยนชนิดของสารตัวเติมอะลูมินา ได้แก่ TMDA AMS-9 และ A-32 รวมถึงปริมาณของสารตัวเติมจาก 1% ถึง 5% โดยปริมาตร พบว่า ขนาดอนุภาคสารตัวเติมที่เล็กลงและปริมาณสารตัวเติมที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความหนืดเพิ่มขึ้นในขณะที่อัตราการเฉือนวิกฤติมีค่าลดลง นอกจากนี้การเติมสารตัวเติมอะลูมินา AMS-9 และ A-32 ในสารแขวนลอยซิลิกา-พอลิเอทิลีนไกลคอล ทำให้อัตราการเกิดเชียร์ทิกเคนนิงเพิ่มสูงขึ้น ของไหลที่มีสภาวะเหมาะสมได้ถูกนำมาใช้ในกระบวนการจุ่มแช่สิ่งทอเคฟล่าเพื่อผลิตชิ้นงานเกราะชนิดของเหลว โดยการเติม A-32 ปริมาณ 5% โดยปริมาตร เนื่องจากแสดงอัตราการเกิดเชียร์ทิกเคนนิงสูงที่สุด จากนั้นชิ้นงานที่ผ่านกระบวนการจุ่มแช่ได้ถูกนำมาตรวจสอบความต้านทานต่อการแทง โดยในงานวิจัยนี้ยังไม่อาจสรุปได้แน่ชัดว่าชิ้นงานเกราะรูปแบบใดสามารถต้านทานต่อการแทงได้ดีที่สุด