นิรนาม

ผู้เขียน : นิรนาม

อัพเดท: 17 ม.ค. 2015 07.41 น. บทความนี้มีผู้ชม: 4070031 ครั้ง

www.thummech.com
เป็นความรู้เกี่ยวกับโลหะในทางทฤษฏี ทั้งโลหะที่เป็นเหล็ก และไม่ใช่เหล็ก
โลหะที่เป็นเหล็กที่จะกล่าวก็คือ เหล็ก และเหล็กกล้า
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น อลูมิเนียม ทองแดง แมกนีเซียม ฯลฯ
ตัวอย่างที่จะกล่าวในหนังสือเล่มนี้จะกล่าวเกียวกับ
- กรรมวิธีการผลิตโลหะ
- คุณสมบัติของโลหะ
- การวิเคราะห์โครงสร้างโลหะ
- การปรับสภาพของโลหะ
- แนวทางที่จะนำไปใช้ประโยชน์
-ฯลฯ

ลองติดตามผลงานดูนะครับ ติชมกันได้นะ มีคำถามอะไรก็ถามได้ ถ้ารู้ก็จะตอบให้ครับ

เมื่อการพัฒนาทางด้านวัตถุมีสูง มองมุมกลับ การพัฒนาทางด้านจิตใจ ด้านคุณธรรมก็ต้องให้สูงตามไปด้วย

วัตถุประสงค์ที่ทำก็คือ อยากเห็นประเทศของเรามีความทัดเทียม หรือเหนือกว่าประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการสร้างเทคโนโลยีเป็นของตัวเอง ไม่ต้องตามใคร


27 คุณสมบัติทางเคมี และคุณสมบัติทางไฟฟ้า

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

 

รูปการกัดร่อนของท่อภายนอก

 

      ความต้านทานการกัดกร่อนอาจจะเป็นปัจจัยสำคัญที่สุดในการคิดที่จะเลือกใช้วัสดุในที่ที่มีสภาพแวดล้อมที่อาจส่งผลให้เกิดการกัดกร่อน

การกัดกร่อนในวัสดุมีหลายประเภท ดังนี้

 

วิดีโอสภาพการกัดกร่อน

 

 

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

 

รูปการกัดกร่อนทางไฟฟ้า

 

รูปการกัดกร่อนท่อทางไฟฟ้า

 

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

 

รูปการกัดกร่อนตามขอบเกรน 1

 

รูปการกัดกร่อนตามขอบเกรน 2

 

รูปการกัดกร่อนตามขอบเกรน 3

 

 

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

 แคดเมียม (Cadmium)

7.4

โคบอลต์ (Cobalt)

9

โครเมียม (Chromium)

13

เงิน (Silver)

1.59

ซิลิกอน (Silicon)

100,000

ซีลิเนียม (Selenium)

12

ดีบุก (Tin)

11

ตะกั่ว (Lead)

20.6

ทอง (Gold)

2.35

ทองคำขาว (Platinum)

10.5

ทองแดง (Copper)

1.673

ทอเรียม (Thorium)

18

ทังสเตน (Tungsten)

5.65

แทนทาลัม (Tantalum)

12.4

ไทเทเนียม (Titanium)

43

นิกเกิล (Nickel)

6.85

ไนโอเบียม (Niobium)

13

บิสมัท (Bismuth)

115

เบริลเลียม (Beryllium)

4

พลวง (Antimony)

41.8

พลูโตเนียม (Plutonium)

141.4

แมกนีเซียม (Magnesium)

4.45

แมงกานีส (Manganese)

185

โมลิบดีนัม (Molybdenum)

5.2

ยูเรเนียม (Uranium)

30

โรเดียม (Rhodium)

4.6

วาเนเดียม (Vanadium)

25

สังกะสี (Zinc)

5.92

เหล็ก (Iron)

9.7

เหล็กกล้า (เหนียว) (Steel (Mild))

10

อลูมิเนียม (Aluminum)

2.655

 ออสเมียม (Osmium)

9

อิริเดียม (Iridium)

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