การสังเคราะห์และขึ้นรูปตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักลิกไนต์สำหรับใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่หลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการนำเถ้าหนักจากโรงไฟฟ้าถ่านหิน ซึ่งเป็นวัสดุเหลือทิ้งที่มีปริมาณมากและสร้างปัญหาสิ่งแวดล้อม มาใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืน โดยเฉพาะเถ้าหนักลิกไนต์และเถ้าหนักบิทูมินัส ซึ่งถูกนำมาสังเคราะห์และขึ้นรูปเป็นตัวกรองมัลไลท์โฟมสำหรับกรองสิ่งเจือปนในโลหะหลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ กระบวนการวิจัยครอบคลุมตั้งแต่การวิเคราะห์คุณสมบัติของเถ้าหนัก การเลือกสูตรผสมที่เหมาะสมกับการสร้างมัลไลท์ การขึ้นรูปวัสดุพรุนด้วยเทคนิคการเลียนแบบรูพรุนของพอลิเมอร์โฟม จนถึงการเผาผนึกและทดสอบประสิทธิภาพการกรอง
การวิเคราะห์คุณสมบัติของเถ้าหนักเป็นขั้นตอนสำคัญ การใช้เครื่องเอกซเรย์ฟลูออเรสเซนต์วิเคราะห์ปริมาณออกไซด์ เครื่องมือวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์วิเคราะห์เฟส และกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดวิเคราะห์ขนาดอนุภาค แสดงให้เห็นถึงความรอบคอบในการควบคุมคุณภาพวัตถุดิบ การบดเถ้าหนักทั้งแบบแห้งและเปียกก็แสดงให้เห็นถึงความพยายามในการปรับปรุงคุณสมบัติของผงให้เหมาะสมกับกระบวนการสังเคราะห์
การเลือกใช้เทคนิคการเลียนแบบรูพรุนของพอลิเมอร์โฟม (Replica techniques) ในการขึ้นรูปวัสดุพรุนนั้นเป็นเทคนิคที่น่าสนใจ เพราะสามารถควบคุมขนาดและรูปร่างของรูพรุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถออกแบบตัวกรองให้เหมาะสมกับการใช้งานจริง การที่ตัวกรองมีรูพรุนต่อเนื่อง (Open-cell) ช่วยให้การไหลผ่านของโลหะหลอมเหลวเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ การกำหนดขนาดและรูปทรงของตัวกรอง (ทรงกลม เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 เซนติเมตร ความสูงประมาณ 2 เซนติเมตร) แสดงให้เห็นถึงความเข้าใจในความต้องการของอุตสาหกรรมหล่อโลหะ
การเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1250-1450 องศาเซลเซียส โดยที่เถ้าหนักบิทูมินัสต้องการอุณหภูมิสูงกว่าเถ้าหนักลิกไนต์ แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างของคุณสมบัติของเถ้าหนักทั้งสองชนิด และแสดงถึงความสามารถในการควบคุมกระบวนการเผาผนึกเพื่อให้ได้เฟสมัลไลท์ที่มีคุณสมบัติตามต้องการ การทดสอบประสิทธิภาพการกรองร่วมกับภาคเอกชนแสดงถึงความตั้งใจที่จะนำผลงานวิจัยไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับงานวิจัยประเภทนี้
อย่างไรก็ตาม รายละเอียดของการทดสอบประสิทธิภาพการกรองยังไม่ปรากฏในบทคัดย่อ จึงควรมีการรายงานผลการทดสอบอย่างละเอียด เช่น ประสิทธิภาพในการกรองสิ่งเจือปน อายุการใช้งานของตัวกรอง และความทนทานต่ออุณหภูมิสูง เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของงานวิจัย นอกจากนี้ การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวกรองที่ผลิตได้กับตัวกรองเซรามิกโฟมในท้องตลาดก็เป็นสิ่งสำคัญที่จะแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของตัวกรองที่พัฒนาขึ้น
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับ อุตสาหกรรมหล่อโลหะ เนื่องจากตัวกรองมัลไลท์โฟมที่พัฒนาขึ้นถูกออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะหลอมเหลว ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญในอุตสาหกรรมนี้ การลดปริมาณสิ่งเจือปนจะช่วยเพิ่มคุณภาพของผลิตภัณฑ์โลหะ ลดต้นทุนการผลิต และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต นอกจากนี้ การนำเถ้าหนักมาใช้ประโยชน์ยังช่วยลดปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการจัดการของเสียในโรงไฟฟ้าถ่านหิน ซึ่งสอดคล้องกับนโยบายการพัฒนาที่ยั่งยืนของอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการผลิตชิ้นส่วนโลหะที่มีความละเอียดสูง หรืออุตสาหกรรมที่เน้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์ก็จะได้รับประโยชน์อย่างมากจากเทคโนโลยีนี้
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับบุคลากรในหลายอาชีพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง:
-
วิศวกรวัสดุ: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับการพัฒนาวัสดุใหม่ การออกแบบกระบวนการผลิต และการทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุ วิศวกรวัสดุสามารถนำความรู้และทักษะมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาและปรับปรุงตัวกรองมัลไลท์โฟม รวมถึงการวิเคราะห์และแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิต
-
วิศวกรเคมี: งานวิจัยนี้เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเคมีหลายขั้นตอน เช่น การสังเคราะห์มัลไลท์ การขึ้นรูปวัสดุ และการเผาผนึก วิศวกรเคมีสามารถมีบทบาทสำคัญในการออกแบบและควบคุมกระบวนการผลิต รวมถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการ
-
นักวิทยาศาสตร์วัสดุ: งานวิจัยนี้ต้องการความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุ การวิเคราะห์โครงสร้าง และการทดสอบประสิทธิภาพ นักวิทยาศาสตร์วัสดุสามารถมีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์ผลการทดลอง การตีความข้อมูล และการพัฒนาแบบจำลองทางวิทยาศาสตร์เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้น
-
นักวิจัยและพัฒนา: งานวิจัยนี้เป็นงานวิจัยและพัฒนาที่มีเป้าหมายเชิงพาณิชย์ นักวิจัยและพัฒนาสามารถมีส่วนร่วมในการออกแบบ ทดสอบ และปรับปรุงตัวกรองมัลไลท์โฟมให้เหมาะสมกับความต้องการของตลาด และทำงานร่วมกับภาคอุตสาหกรรมเพื่อนำผลงานวิจัยไปใช้ประโยชน์
นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังเหมาะกับนักศึกษาปริญญาโทและเอกที่กำลังศึกษาในสาขาวัสดุศาสตร์ วิศวกรรมเคมี และวิศวกรรมวัสดุ
| รหัสโครงการ : | 172640 |
| หัวหน้าโครงการ : | นางสาวอังคณา เจริญวรลักษณ์ |
| ปีงบประมาณ : | 2565 |
| หน่วยงาน : | สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิศวกรรมและเทคโนโลยี |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | 1. เพื่อลดปริมาณเถ้าหนักที่ไม่ได้ก่อให้เกิดประโยชน์ให้ได้ในปริมาณมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์ของการนำเถ้าหนักลิกไนต์มาใช้ โดยการนำเถ้าหนักลิกไนต์ไปใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้น ในการผลิตผงเซรามิกส์ที่มีเฟสมัลไลท์เป็นเฟสหลัก2. เพื่อขึ้นรูปวัสดุพรุนมัลไลท์ที่มีรูพรุนต่อเนื่อง (Open-cell mullite foams) จากผงมัลไลท์ที่ใช้เถ้าหนักเป็นวัตถุดิบตั้งต้น โดยจะผลิตให้มีขนาดของรูพรุนที่ต่อเนื่องและขนาดของวัสดุพรุนเทียบเคียงเท่ากับตัวกรองเซรามิกโฟม ที่มีขายในท้องตลาดต่างประเทศ ณ ปัจจุบัน (รูปร่างทรงกลม ขนาดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 เซนติเมตรและความสูงประมาณ 2 เซนติเมตร) ซึ่งจะการแสวงหาโอกาสในการผลิตเป็นตัวกรองมัลไลท์โฟมที่สามารถผลิตเพื่อการขายได้3. เพื่อทำการทดสอบในเบื้องต้นของประสิทธิภาพการกรองโลหะที่หลอมเหลวด้วยตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักร่วมกับภาคเอกชน โดยจะมีการออกแบบขนาดของรูพรุนและรูปร่างของตัวกรองให้เหมาะสมกับสภาพการใช้งานจริงในการกรองโลหะที่หลอมเหลวจากอุตสาหกรรมหล่อโลหะ |
นางสาวอังคณา เจริญวรลักษณ์. (2565). การสังเคราะห์และขึ้นรูปตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักลิกไนต์สำหรับใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่หลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.). ปทุมธานี.
นางสาวอังคณา เจริญวรลักษณ์. 2565. "การสังเคราะห์และขึ้นรูปตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักลิกไนต์สำหรับใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่หลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ". สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.). ปทุมธานี.
นางสาวอังคณา เจริญวรลักษณ์. "การสังเคราะห์และขึ้นรูปตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักลิกไนต์สำหรับใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่หลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ". สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.), 2565. ปทุมธานี.
นางสาวอังคณา เจริญวรลักษณ์. การสังเคราะห์และขึ้นรูปตัวกรองมัลไลท์โฟมจากเถ้าหนักลิกไนต์สำหรับใช้ในการกรองสิ่งเจือปนออกจากโลหะที่หลอมเหลวในอุตสาหกรรมหล่อโลหะ. สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.); 2565. ปทุมธานี.