การสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์จากรังไหมและกรดบอริก

Abstract

โบรอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุที่ได้รับความสนใจอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีความแข็งสูงประกอบกับมีสมบัติเชิงกลและทางกายภาพที่เป็นเลิศ จึงถูกนำไปใช้งานที่ต้องการความทนทานในสภาวะพิเศษหลากหลายด้าน ในงานวิจัยนี้ ผู้วิจัยได้มีความพยายามที่จะสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิต่ำ จากรังไหมและกรดบอริก เนื่องจากรังไหมมีหมู่ฟังก์ชันไฮดรอกซิลภายในโครงสร้าง สามารถสร้างพันธะ B-O-C ระหว่างกระบวนการเตรียมสารผสมตั้งต้นร่วมกับกรดบอริก รังไหมจะถูกจุ่มแช่ในสารละลายกรดบอริก จากนั้นนำไปสังเคราะห์โดยผ่านหรือไม่ผ่านขั้นตอนแคลไซน์ ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ได้ถูกนำมาตรวจสอบองค์ประกอบเฟสด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ จากการทดลองปรับเปลี่ยนตัวแปรต่างๆในกระบวนการ พบว่า การจุ่มแช่รังไหม 1 กรัม ในสารละลายที่เตรียมกรดบอริก 2 และ 4 กรัม ในน้ำปราศจากไอออน 150 มิลลิลิตร เป็นเวลา 4 ชั่วโมง ณ อุณหภูมิห้อง เมื่อผ่านการอบและสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 ชั่วโมง ในบรรยากาศก๊าซอาร์กอน องค์ประกอบเฟสของผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยโบรอนคาร์ไบด์ โดยมีคาร์บอนปรากฏเป็นเฟสหลักอยู่ในระบบ เมื่อลดอุณหภูมิการสังเคราะห์เป็น 1350 องศาเซลเซียส ไม่พบโบรอนคาร์ไบด์ในองค์ประกอบเฟสของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ เมื่อนำกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลที่ 180 องศาเซลเซียส 4 ชั่วโมง มาใช้ร่วมในการสังเคราะห์ พบว่าไม่สามารถพัฒนาการเกิดเฟสโบรอนคาร์ไบด์ให้เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม งานวิจัยในส่วนนี้ยังคงต้องการการศึกษาทดลองเพิ่มเติมเพื่อยืนยันผล