การสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์จากไตรเมทิลบอเรตและแบคทีเรียเซลลูโลส

Abstract

โบรอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซรามิกที่มีความแข็งสูงมาก และมีสมบัติเชิงกลยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง งานวิจัยนี้มีความพยายามที่จะสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิต่ำด้วยวิธีการ คาร์โบเทอร์มิกรีดันชัน โดยใช้สารตั้งต้นได้แก่ ไตรเมทิลบอเรตเป็นแหล่งโบรอนและแบคทีเรียเซลลูโลสเป็นแหล่งคาร์บอน จากการตรวจสอบหมู่ฟังก์ชันของสารผสมตั้งต้น พบพันธะ B-O-C ซึ่งเอื้อต่อการเกิดเฟสโบรอนคาร์ไบด์ในผลิตภัณฑ์ จากการตรวจสอบองค์ประกอบเฟสในผลิตภัณฑ์ที่เตรียมสารผสมตั้งต้นโดยใช้น้ำปราศจากไอออนเป็นตัวทำละลายผ่านการสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 ชั่วโมง ในบรรยากาศก๊าซอาร์กอน โดยไม่ผ่านขั้นตอนการเผาแคลไซน์ พบว่ามีโบรอนคาร์ไบด์เป็นเฟสหลัก และยังคงพบคาร์บอนเป็นมลทินในผลิตภัณฑ์ โครงสร้างจุลภาคของผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ได้ประกอบด้วยผลึกโบรอนคาร์ไบด์รูปร่างหลายเหลี่ยมขนาด 1-5 ไมครอน เป็นส่วนใหญ่ โดยมีอนุภาครูปร่างคล้ายแบคทีเรียเซลลูโลสที่ยังไม่ได้ทำปฏิกิริยากระจายในโครงสร้าง