การสังเคราะห์แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยวิธีเกลือหลอมละลาย

Abstract

แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลเป็นวัสดุที่มีการนำมาใช้งานอย่างแพร่หลายในหลายด้าน เช่น ใช้เป็นวัสดุทนไฟ เกราะใสกันกระสุน เป็นต้น เนื่องจากมีสมบัติโดดเด่นหลายประการ เช่น จุดหลอมเหลวสูง ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี การขยายตัวทางความร้อนต่ำ งานวิจัยนี้ได้ทำศึกษาการสังเคราะห์ ผงแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยวิธีการเกลือหลอมละลาย และศึกษาผลของชนิดและอัตราส่วนของเกลือ ที่มีผลต่อสารที่สังเคราะห์ได้ โดยในการสังเคราะห์วิธีนี้ใช้สารตั้งต้นคือ อะลูมินาและแมกนีเซียผสมกัน ในอัตราส่วน 1:1 โดยโมล ใช้ลิเทียมคลอไรด์ โซเดียมคลอไรด์ โพแทสเซียมคลอไรด์ และเกลือผสมระหว่างโซเดียมคลอไรด์กับโพแทสเซียมคลอไรด์ที่หลอมละลายเป็นตัวกลางในการทำปฏิกิริยา ใช้อัตราส่วน เกลือต่อสารตั้งต้นเป็น 3:1 โดยมวล เผาที่อุณหภูมิ 800 – 1250 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง เพื่อหาอุณหภูมิที่เกิดเฟสแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลสมบูรณ์เปรียบเทียบกับวิธีทำปฏิกิริยาในสถานะของแข็ง จากผลการวิจัยพบว่าลิเทียมคลอไรด์เป็นเกลือที่สามารถทำให้เกิดเฟสแมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนิลสมบูรณ์ ที่อุณหภูมิต่ำที่สุดที่ 1150 องศาเซลเซียส ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีทำปฏิกิริยาในสถานะของแข็ง พบว่าใช้อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 150 องศาเซลเซียส ผลของอัตราส่วนเกลือต่อสารตั้งต้นก็ส่งผล ต่อการสังเคราะห์แมกนีเซียมอะลูมิเนตสปิเนลด้วยเช่นกัน โดยเมื่อเพิ่มอัตราส่วนเกลือต่อสารตั้งต้นจาก 3:1 เป็น 5:1 อะลูมินาและแมกนีเซียจะทำปฏิกิริยาได้ดีขึ้น แต่เมื่อเพิ่มจาก 5:1 เป็น 10:1 มีเพียงลิเทียมคลอไรด์ และเกลือผสมโซเดียมคลอไรด์กับโพแทสเซียมคลอไรด์เท่านั้นที่มีส่วนช่วยในการทำปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเกลือส่งผลให้สารมีขนาดใหญ่ขึ้นเนื่องจากเกิดการเกาะกลุ่มกันของสาร