การเตรียมเซรามิกซิลิกาพรุนจากกากเบ้าหลอมฟิวส์ซิลิกา

Abstract

เซรามิกซิลิกาพรุนเป็นวัสดุที่มีการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากมีสมบัติเด่นหลายประการ เช่น มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี และมีความทนไฟสูง งานวิจัยนี้จึงสนใจศึกษาการเตรียมเซรามิกซิลิกาพรุนจากกากเบ้าหลอมฟิวส์ซิลิกาที่ใช้ในกระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อใช้งานเป็นแบบหล่อสำหรับขึ้นรูปกระจกหลอม เนื่องจากกากเบ้าหลอมฟิวส์ซิลิกามีความบริสุทธิ์สูง และมีโครงสร้างอสัญฐานทำให้ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบทางเคมีใกล้เคียงกับกระจก จึงช่วยลดโอกาสการเกิดการปนเปื้อนบนผิวของกระจกหลอมได้อีกด้วย ในงานวิจัยนี้ทำการขึ้นรูปเซรามิกซิลิกาพรุนด้วยวิธีการหล่อแบบโดยทำการศึกษาถึงผลของชนิดและปริมาณของ ตัวเชื่อมประสานต่อสมบัติของแบบหล่อก่อนเผาและหลังเผา ซึ่งแบ่งชนิดตัวเชื่อมประสานเป็น 2 ชนิดหลักๆ คือ ตัวเชื่อมประสานอนินทรีย์ ได้แก่ ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ขาวและปูนซีเมนต์อะลูมินาสูง และตัวเชื่อมประสานอินทรีย์ ได้แก่ แป้งข้าวเหนียว จากการทดลองพบว่าชิ้นงานที่ใช้ตัวเชื่อมประสานปูนซีเมนต์อะลูมินาสูงร้อยละ 10 โดยน้ำหนัก เผาที่อุณหภูมิ 1100 องศาเซลเซียส มีความหนาแน่น 1.17 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ความพรุนตัวร้อยละ 49.60 ความต้านทานต่อแรงกด 5.76 เมกะพาสคัล โครงสร้างของชิ้นงานยังคงเป็นอสัณฐาน และมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน 2.26 x10-6 ºC-1 ชิ้นงานสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงต่ออุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ 5 รอบโดยไม่เกิดการแตกร้าว เมื่อเปรียบเทียบสมบัติของชิ้นงานที่เตรียมได้กับตัวอย่างทางการค้า ชิ้นงานที่เตรียมได้ มีสมบัติใกล้เคียงกับตัวอย่างทางการค้า จึงมีความเป็นไปได้ที่จะใช้ตัวอย่างที่เตรียมได้เป็นแบบหล่อสำหรับขึ้นรูปกระจกหลอม