การปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์โดยการเคลือบฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร
บทวิเคราะห์งานวิจัย
งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์ (NAB) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงหรือสัมผัสกับน้ำทะเล วิธีการที่ใช้คือการเคลือบผิวด้วยฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร (DLC) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีความแข็งสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม งานวิจัยนี้ได้ทดลองใช้เทคนิคการเคลือบแบบต่างๆ ได้แก่ แมกนีตรอนสปัตเตอริง RF-PECVD และ FCVA การเลือกใช้เทคนิคที่หลากหลายนี้แสดงให้เห็นถึงความพยายามในการค้นหาวิธีการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเคลือบ DLC บนโลหะ NAB
การวัดความแข็งของฟิล์ม DLC ที่ได้ด้วยเทคนิคนาโนอินเดนเตชันแสดงให้เห็นถึงความสำเร็จในการเพิ่มความแข็งของชิ้นงานจาก ~3 GPa เป็น ~20 GPa นี่เป็นการยืนยันประสิทธิภาพของการเคลือบ DLC ในการเพิ่มความแข็งแรงของโลหะ NAB นอกจากนี้ การทดสอบการยึดติดด้วยเทคนิค Scratch test และการทดสอบความทนทานต่ออุณหภูมิสูงถึง 250 องศาเซลเซียส เป็นการประเมินคุณภาพของการยึดติดระหว่างฟิล์ม DLC กับวัสดุพื้นฐาน การที่ฟิล์ม DLC สามารถทนต่อการขยายตัวและหดตัวของชิ้นงานได้แสดงถึงความยืดหยุ่นและความคงทนของการเคลือบ
การทดสอบการกัดกร่อนจากการถูกพ่นด้วยละอองน้ำเกลือเข้มข้น 5% เป็นเวลา 8 ชั่วโมง และการวัดการกัดกร่อนเชิงเคมีไฟฟ้าในน้ำทะเลความเข้มข้น 3.5% เป็นการประเมินประสิทธิภาพของการเคลือบ DLC ในการเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าการเคลือบ DLC สามารถลดอัตราการกัดกร่อนลงได้มากกว่า 1000 เท่า นี่เป็นผลลัพธ์ที่น่าประทับใจและแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคนิคนี้ในการปกป้องโลหะ NAB จากการกัดกร่อน
การทดสอบการสึกกร่อนจากการกัดเซาะด้วยเครื่อง Jet Impingement โดยศึกษาผลของความเร็วเจ็ตและเวลาการกัดเซาะ เป็นการประเมินสมรรถนะของการเคลือบ DLC ในสภาพแวดล้อมที่มีการกระแทกอย่างรุนแรง ผลการทดสอบชี้ให้เห็นว่าชิ้นงาน DLC/a-Si/NAB (RF-PECVD) มีการสูญเสียมวลน้อยที่สุด ซึ่งสอดคล้องกับผลการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนที่มากที่สุด การนำไปใช้จริงกับใบพัดปั๊มน้ำหอยโข่งแบบกึ่งเปิด และการยืนยันว่าฟิล์ม DLC สามารถยึดติดกับชิ้นงานได้ดี ไม่หลุดลอก และสามารถยืดอายุการใช้งานชิ้นงานได้ แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำงานวิจัยนี้ไปประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมจริงได้
งานวิจัยนี้มีความครบถ้วน ครอบคลุมทั้งการพัฒนาเทคนิคการเคลือบ การทดสอบคุณสมบัติต่างๆ ของฟิล์ม DLC และการประยุกต์ใช้ในชิ้นงานจริง ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการเคลือบ DLC ในการเพิ่มความแข็ง ความต้านทานการกัดกร่อน และความทนทานต่อการสึกกร่อนของโลหะ NAB งานวิจัยนี้จึงถือเป็นงานวิจัยที่มีคุณค่า และสามารถนำไปพัฒนาต่อยอดได้อีกมาก โดยเฉพาะการศึกษาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของการเคลือบ หรือการทดสอบในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายมากขึ้น
งานวิจัยนี้เหมาะกับอุตสาหกรรมใด
งานวิจัยนี้เหมาะอย่างยิ่งกับอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานโลหะในสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน เช่น อุตสาหกรรมทางทะเล อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ และอุตสาหกรรมเคมี เพราะโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์ (NAB) มักถูกนำมาใช้ในส่วนประกอบต่างๆ ที่ต้องสัมผัสกับน้ำทะเล สารเคมี หรือสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง การเคลือบ DLC ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน การสึกกร่อน และการเสื่อมสภาพของโลหะเหล่านี้ ทำให้ชิ้นส่วนต่างๆ มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน นอกจากนี้ อุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมการบิน และอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักรกล ก็สามารถนำผลงานวิจัยนี้ไปประยุกต์ใช้เพื่อเพิ่มความทนทานของชิ้นส่วนต่างๆ ได้เช่นกัน
งานวิจัยนี้เหมาะกับอาชีพใด
งานวิจัยนี้เหมาะกับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรวัสดุ นักวิจัยทางด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุ วิศวกรเครื่องกล วิศวกรเคมี และวิศวกรโยธา ผู้ที่มีความรู้และความเชี่ยวชาญในการวิเคราะห์สมบัติของวัสดุ การออกแบบและการทดสอบวัสดุ รวมถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเคลือบผิว อาชีพเหล่านี้จะสามารถนำความรู้และทักษะจากงานวิจัยนี้ไปใช้ในการพัฒนา ปรับปรุง และควบคุมคุณภาพของวัสดุ รวมถึงการออกแบบและผลิตชิ้นส่วนที่มีความทนทานและอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนสูง
| รหัสโครงการ : | 142167 |
| หัวหน้าโครงการ : | ผศ.ดร. อาทิตย์ ฉิ่งสูงเนิน |
| ปีงบประมาณ : | 2563 |
| หน่วยงาน : | มหาวิทยาลัยมหาสารคาม |
| สาขาวิจัย : | กลุ่มข้อมูลด้านวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ |
| ประเภทโครงการ : | โครงการเดี่ยว |
| สถานะ : | ปิดโครงการ |
| คำสำคัญ : | |
| วัตถุประสงค์ : | สามารถสังเคราะห์และพัฒนาระบบเคลือบฟิล์ม DLC บนโลหะ NAB ด้วยวิธี PECVD และ PVD สามารถเพิ่มสมบัติการยึดติดของฟิล์ม DLC กับโลหะ NAB โดยใช้ชั้นรองพื้นที่เหมาะสม สามารถเพิ่มสมบัติการกัดกร่อนของโลหะ NAB โดยการเคลือบฟิล์ม DLC สามารถออกแบบและสร้างเครื่องทดสอบหาความต้านทานการสึกกร่อน (Jet Impingement) ในโลหะที่ใช้งานทางทะเล |
ผศ.ดร. อาทิตย์ ฉิ่งสูงเนิน. (2563). การปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์โดยการเคลือบฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร. มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. กรุงเทพมหานคร, มหาสารคาม.
ผศ.ดร. อาทิตย์ ฉิ่งสูงเนิน. 2563. "การปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์โดยการเคลือบฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร". มหาวิทยาลัยมหาสารคาม. กรุงเทพมหานคร, มหาสารคาม.
ผศ.ดร. อาทิตย์ ฉิ่งสูงเนิน. "การปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์โดยการเคลือบฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร". มหาวิทยาลัยมหาสารคาม, 2563. กรุงเทพมหานคร, มหาสารคาม.
ผศ.ดร. อาทิตย์ ฉิ่งสูงเนิน. การปรับปรุงคุณสมบัติความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสมนิกเกิลอะลูมินัมบรอนซ์โดยการเคลือบฟิล์มคาร์บอนเสมือนเพชร. มหาวิทยาลัยมหาสารคาม; 2563. กรุงเทพมหานคร, มหาสารคาม.