การศึกษาปัจจัยของกระบวนการขึ้นรูปที่มีผลต่อการเกิดรูพรุนของสารไฮดรอกซี่อะพาไทต์

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาปัจจัยของกระบวนการขึ้นรูปที่มีผลต่อการเกิดรูพรุนของเซรามิกซ็ไฮดรอกซี่อะพาไทต์ ในการศึกษาได้สังเคราะห์สาร ไฮดรอกซี่อะพาไทต์จากปฏิกิริยาการตกตะกอนทางเคมีระหว่าง Ca(N03)2 และ NH4(HPO4)2 และขึ้นรูปชิ้นงานให้มีบลักษณะเป็นรูพรุนด้วยเทคนิคการใช้วัสดุสร้างความพรุน 2 ชนิด คือ ฟองนํ้า และผงแป้ง การขึ้นรูปชิ้นงานเซรามิกช์ไฮดรอกซี่อะพาไทต์ด้วยเทคนิคการใช้ฟองนํ้า จะเตรียมชิ้นงาน โดยผสมฟองน้ำ ตั้งแต่ 0.05-0.20 กรัม ต่อ ผง ไฮดรอกซี่อะพาไทต์ 10 กรัม และขึ้นรูปด้วยแรงกดในช่วงระหว่าง 2-8 MPa สำหรับชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคการใช้ผงแป้ง จะเตรียมชิ้นงานโดยผสมปริมาณผงแป้ง ตั้งแต่ 1-5 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร และขึ้นรูปด้วยแรงกดในช่วงระหว่าง 2-36 MPa จากนั้นจึงนำชิ้นงานทั้งหมดไปเผาที่อุณหภูมิ 1050 1100 และ1150 องศาเซลเซียส เป็นเวลานาน 3 ชั่วโมง ชิ้นงานที่ผ่านการเผาแล้วจะถูกนำมาตรวจสอบสมบัติทางกายภาพ และทางกล ได้แก่ เปอร์เซ็นต์ความพรุน ความหนาแน่นบัลค์ เปอร์เซ็นต์การหดตัวเชิงเส้น ความแข็งของวัสดุ ความแข็งแรงภายใต้แรงกดของวัสดุ และโมดูสัสของยังภายใต้แรงกด จากการศึกษา พบว่า ปัจจัยของกระบวนการขึ้นรูปที่มีผลต่อความพรุน คือ ปริมาณวัสดุสร้างความพรุน ได้แก่ ฟองน้ำ และผงแป้ง เมื่อมีปริมาณเพิ่มขึ้น จะมีผลทำให้ความพรุนของชิ้นงานเพิ่มขึ้น ในขณะที่แรงกดขึ้นรูป และอุณหภูมิที่ใช้ในการเผาชิ้นงานที่เพิ่มขึ้น จะมีผลทำให้ความพรุนของชิ้นงานลดลง โดยชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยเทคนิคการใช้ฟองนํ้า จะมีค่าเปอร์เซ็นต์ความพรุน ความหนาแน่นบัลค์ ความแข็งของวัสดุความแข็งแรงภายใต้แรงกด และโมดูสัสของยังภายใต้แรงกด ในช่วงระหว่าง 14-75% 1.2-1.9g/cm3 27-113 HV 1-44MPa และ 6-368MPa ตามลำดับ สำหรับชิ้นงานที่ขึ้นรูปด้วยผงแป้ง จะมีค่าในช่วงระหว่าง 17-45% 1.4-1.9g/cm3 29-120HV 5-67MPa และ 30-611 MPa ตามลำดับ และผลจากภาพถ่าย Scanning Electron Microscope (SEM) พบว่า ชิ้นงานทั้งสองชนิดจะมีรูพรุนขนาดใกล้เคียงกัน คือประมาณ 5-30 ไมโครเมตร