ผลของอัตราส่วนระหว่างอะลูมินาและคิวบิคเซอร์โคเนียต่อสมบัติเชิงกลและอุณหภูมิการเผาผนึกของอะลูมินา-คิวบิคเซอร์โคเนียคอมโพสิต

Abstract

อะลูมินาเป็นวัสดุที่มีการนำมาใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม เนื่องจากมีสมบัติเด่นหลายด้าน เช่น มีความทนไฟสูง มีความแข็งสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างได้ดีเป็นต้น อย่างไรก็ตามอะลูมินายังมีค่าความต้านทานการแตกร้าวค่อนข้างต่ำ ดังนั้นในงานวิจัยนี้สนใจนำคิวบิคเซอร์โคเนียซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้จากการเจียระไนเพชรคิวบิคเซอร์โคเนียมาผสมกับอะลูมินาเป็นวัสดุคอมโพสิต เพื่อปรับปรุงสมบัติเชิงกลของวัสดุที่เตรียมได้ โดยศึกษาผลของอัตราส่วนระหว่างอะลูมินาต่อคิวบิคเซอร์โคเนียได้แก่ 100:0, 90:10, 80:20 และ 70:30 และอุณหภูมิการเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1450 1500 1550 1600 และ 1650 องศาเซลเซียสต่อสมบัติของอะลูมินา-คิวบิคเซอร์โคเนียคอมโพสิตที่เตรียมได้ จากผลการทดลองพบว่าการเติมคิวบิคเซอร์โคเนียไม่สามารถปรับปรุงสมบัติเชิงกลของชิ้นงานอะลูมินา- คิวบิคเซอร์โคเนียคอมโพสิตให้มีสมบัติที่ดีขึ้นได้ ซึ่งอาจเกิดจากการที่คิวบิคเซอร์โคเนียมีขนาดอนุภาคค่อนข้างใหญ่เมื่อเปรียบเทียบกับขนาดของอนุภาคอะลูมินา ทำให้เมื่อเติมคิวบิคเซอร์โคเนียในปริมาณมากขึ้น จะส่งผลให้ความสามารถในการเผาผนึกของชิ้นงานลดลง ทำให้ชิ้นงานที่เตรียมได้มีสมบัติเชิงกลลดลง โดยชิ้นงานอะลูมินา-คิวบิคเซอร์โคเนียคอมโพสิตที่มีสมบัติเชิงกลดีที่สุดคือ ชิ้นงานที่เตรียมด้วยอัตราส่วนระหว่างอะลูมินาต่อคิวบิคเซอร์โคเนียเท่ากับ 90:10 ที่ผ่านการเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โดยวัสดุอะลูมินา-คิวบิคเซอร์โคเนียคอมโพสิตที่เตรียมได้มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ ร้อยละ 98.04 ± 1.91 มีค่าความต้านแรงดัดเท่ากับ 450.96 ± 34.30 เมกะพาสคัล มีค่าความแข็งแบบวิกเกอร์เท่ากับ 16.35 ± 0.70 จิกะพาสคัล และมีค่าความต้านทานการแตกร้าวเท่ากับ 4.83 ± 0.46 เมกะพาสคัล·เมตร1/2