4.3 คุณสมบัติทางเคมี
ความทนทาน หรือความต้านทานต่อการกัดกร่อน (Corrosion resistance) เป็นคุณสมบัติทางเคมีที่สำคัญที่สุดของโลหะ โลหะที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดี ทำให้ตัววัสดุสามารถป้องกันตัวเองจากสารเคมีที่มีอยู่รอบ ๆ ตัว
นอกจากความทนทานต่อการกัดกร่อนของวัสดุแล้ว วัสดุยังสามารถทนทานต่อความชื้น โดยไม่มีการเสื่อมโทรมของวัสดุ เมื่อแก้ปัญหาด้านเคมีเรียบร้อยแล้วจะทำให้วัสดุมีความทนทานต่อแสงอาทิตย์, น้ำ, ความร้อน และสภาพแวดล้อมอื่น ๆ
รูปโซ่ทอดสมอจากเรือเดินสมุทรที่ถูกกัดกร่อนจากเกลือในทะเล
แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window
รูปการกัดกร่อนในอุปกรณ์ควบแน่น
ความต้านทานการกัดกร่อนอาจจะเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดในการคิดที่จะเลือกใช้วัสดุในที่ที่มีสภาพแวดล้อมที่อาจส่งผลให้เกิดการกัดกร่อน
การกัดกร่อนในวัสดุมีหลายประเภท ดังนี้
4.3.1 การออกซิเดชัน (Oxidation)
ปฏิกิริยาที่เกิดจากการรวมตัวของออกซิเจนกับวัสดุที่เป็นประเภทเหล็ก คือ เหล็กเหนียว และเหล็กกล้าจนเหล็กเกิดเป็น สนิม (Rust) ออกซิเดชันในเหล็กเกิดจากเหล็กรวมกับออกซิเจน กลายเป็นเหล็กออกไซด์
รูปสนิมที่ชุดเฟืองจากการที่ออกซิเจนรวมตัวกับเหล็กที่ทำเฟือง
4.3.2 การกัดกร่อนทางไฟฟ้า (Galvanic corrosion)
การกัดกร่อนประเภทนี้จะกล่าวถึงการกัดกร่อนทาง ไฟฟ้าเคมี (Electrochemical) ในการกัดกร่อนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นกับวัสดุ โดยวัสดุที่เป็นโลหะจะสัมผัสกับสารที่เรียกว่า สารอิเล็กโทรไลต์ (Electrolyte) (คือ สารประกอบที่แตกตัวเป็นอะตอมในสารละลายที่เป็นตัวนำไฟฟ้า) ยกตัวอย่างเช่น น้ำกรดในแบตเตอรี่รถยนต์, น้ำมันที่อยู่ในตัวเก็บประจุ, น้ำที่ไม่บริสุทธิ์ ฯลฯ
รูปการกัดกร่อนทางไฟฟ้าเป็นพันธของไออนิก
การกัดกร่อนประเภทนี้เป็นพันธของของเหลวที่มีสภาพเป็นไอออนิก (Ionic: อะตอมที่มีประจุบวกหรือลบ) กับไออนของวัสดุโลหะอื่น ๆ โดยที่โลหะหนึ่งจะเป็นตัวถูกกระทำซึ่งกำหนดให้เป็น อาโนด (Anode) โลหะตัวนี้จะสูญเสียไอออนบวกให้กับโลหะอื่นที่กำหนดให้เป็นตัวกระทำ หรือ คาโทด (Cathode) จนเกิดเป็นหลุมในโลหะอาโนด จนมันสูญเสียไอออนไปให้กับส่วนโลหะที่เป็นคาโทด โดยโลหะที่เป็นคาโทดจะไม่เกิดการกัดกร่อน
ประโยชน์จากปรากฏการณ์การกัดกร่อนนี้ถูกนำไปใช้งานในพื้นที่มีสภาพเอื้อประโยชน์ต่อการกัดกร่อนทางไฟฟ้า เช่น ถังความดัน, ใต้ท้องเรือเดินทะเล โดยจะให้ตัววัสดุเป็นคาโทดเป็นถัง หรือท้องเรือ แล้วจะนำวัสดุที่เป็นสภาพอาโนดมาแปะติดไว้เพื่อให้เกิดการกัดกร่อนที่วัสดุอาโนดแทน แต่ถัง หรือท้องเรือปลอดภัย
4.3.3 การเป็นหลุม (Pitting corrosion)
เป็นการกัดกร่อนชนิดหนึ่ง โดยการเกิดเป็นหลุมเล็ก ๆ ที่พื้นผิวของวัสดุโลหะ อันเนื่องมาจากการเป็นหลุมที่ผิววัสดุเกิดจากความไม่ลงลอยกันภายในระหว่างโมเลกุล และองค์ประกอบของอะตอม อย่างมีความสัมพันธ์และสอดคล้องกัน ส่วนสาเหตุมีมากมายหลายประการ อันได้แก่ ความเค้นที่ยังเหลือค้างอยู่ในวัสดุ, การแตกร้าว (Crack) และขั้นตอนกระบวนการการผลิตในวัสดุบางอย่าง เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม นอกจากนี้สาเหตุของการกัดกร่อนแบบเป็นหลุมอาจเกิดจากสภาพแวดล้อมเฉพาะเช่น อยู่ในบริเวณที่เป็นไอเกลือ และ บริเวณที่มีคลอรีนฟอกขาว (Chlorine bleach)
รูปการกัดกร่อนแบบหลุมของท่อเหล็ก
4.3.4 การกัดกร่อนตามขอบเกรน (Intergranular corrosion)
การกัดกร่อนชนิดนี้จะเกิดขึ้นเมื่อองค์ประกอบของโมเลกุลวัสดุโลหะ เกิดความแตกต่างกันเล็กน้อยที่บริเวณขอบเกรน (Grain) สภาพการณ์นี้สาเหตุอาจเกิดขึ้นได้จาก การปรับสภาพทางความร้อน (Heat treatment) ที่ไม่เหมาะสม หรือการผสมส่วนประกอบทางเคมีในเนื้อวัสดุที่ไม่เหมาะสม
4.3.5 การกัดกร่อนจากรอยแตกของความเค้น (Stress Corrosion Cracking: SCC)
การกัดกร่อนประเภทนี้เกิดขึ้นในวัสดุโลหะเป็นจำนวนมาก โดยเกิดความเค้นค้างอยู่ในเนื้อวัสดุ สาเหตุเนื่องมาจากกระบวนการผลิตวัสดุที่ไม่เหมาะสม โดยผลที่เกิดขึ้นก็คือการเกิดรอยแตกร้าวที่เนื้อวัสดุ ดูรูป
รูปกัดกร่อนจากรอยแตกความเค้นดูด้วยกล้องจุลทรรศน์
รูปการกัดกร่อนจากรอยแตกความเค้น
วิดีโอการกัดกร่อนท่อวัสดุจากน้ำเกลือจนเกิดเป็นสนิม
4.4 คุณสมบัติทางไฟฟ้า (Electrical Properties)
คุณสมบัตินี้ในงานวัสดุจะกล่าวถึงสภาวะการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านตัววัสดุโลหะ ถ้ากระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านตัวโลหะได้อย่างอิสระ เรียกว่า วัสดุตัวนำไฟฟ้า (Electrical conductivity) แต่ถ้าโลหะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเราเรียกว่า วัสดุต้านทานไฟฟ้า (Electrical resistance) อาทิเช่น เหล็กกล้ามีการนำไฟฟ้าที่ดี และความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ต่ำ ตาราง 4.3 ที่ด้านล่างจะแสดงให้เห็นถึงวัสดุที่เป็นโลหะมีค่าความต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าที่ต่างกันไป
|
วัสดุ |
ค่าความต้านทานการไหลไฟฟ้า (ที่ 20°C) |
|
´10-8 W.m | |
|
7.4 | |
|
9 | |
|
13 | |
|
1.59 | |
|
100,000 | |
|
12 | |
|
11 | |
|
20.6 | |
|
2.35 | |
|
10.5 | |
|
1.673 | |
|
18 | |
|
5.65 | |
|
12.4 | |
|
43 | |
|
6.85 | |
|
13 | |
|
115 | |
|
4 | |
|
41.8 | |
|
141.4 | |
|
4.45 | |
|
185 | |
|
5.2 | |
|
30 | |
|
4.6 | |
|
25 | |
|
5.92 | |
|
9.7 | |
|
10 | |
|
2.655 | |
|
9 | |
|
5.3 |
ตารางที่ 4.3 ค่าความต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้าของวัสดุต่าง ๆ
ความเป็นฉนวน (Dielectric) เป็นคุณสมบัติทางไฟฟ้าทั่วไป วัสดุที่เป็นฉนวนที่ดี นั่นคือวัสดุสามารถทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าที่มีมากเกินไปได้ โดยไม่มีการไหลผ่านของกระแสไฟฟ้าที่ตัววัสดุ
ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก
ความเสี่ยงที่สุด นั่นก็คือการไม่กล้าที่จะเสี่ยง
บทความนี้เกิดจากการเขียนและส่งขึ้นมาสู่ระบบแบบอัตโนมัติ สมาคมฯไม่รับผิดชอบต่อบทความหรือข้อความใดๆ ทั้งสิ้น เพราะไม่สามารถระบุได้ว่าเป็นความจริงหรือไม่ ผู้อ่านจึงควรใช้วิจารณญาณในการกลั่นกรอง และหากท่านพบเห็นข้อความใดที่ขัดต่อกฎหมายและศีลธรรม หรือทำให้เกิดความเสียหาย หรือละเมิดสิทธิใดๆ กรุณาแจ้งมาที่ ht.ro.apt@ecivres-bew เพื่อทีมงานจะได้ดำเนินการลบออกจากระบบในทันที
