จงยกตัวอย่างแอดวานซ์เซรามิกส์ advanced ceramics สำหรับงานโครงสร้างมา 3 ชนิด

ใครก็ตามที่พอพูดถึงเซรามิกแล้วนึกถึงแค่ถ้วยกาแฟ จานลายสวน หรือแจกันทรงแปลกละก็ เราขอบอกตรงนี้เลยว่า ในโลกกว้างแห่งนี้ ยังมีเซรามิกให้คุณได้เจออีกมากมาย แต่ในรูปแบบที่คุณคาดไม่ถึง เพราะเซรามิกสมัยใหม่ (Fine Ceramics / New Ceramics / Advanced Ceramics) ทำอะไรได้มากมายกว่าที่คุณคิด ไม่ว่าจะเป็น...

1. เซรามิกสำหรับงานโครงสร้าง: เป็นกลุ่มที่ใช้ในงานที่ต้องการสมบัติทางกลที่ดีที่อุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอและการกัดกร่อนได้ดี ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดี เป็นฉนวนความร้อน เช่นชิ้นส่วนเครื่องยนต์สำหรับรถยนต์ที่เป็น Exotic car รวมถึงท่อไอเสียรถยนต์ ซึ่งจะมีเซรามิกชนิดที่เรียกว่า แคตาไลติกคอนเวอร์เตอร์ (Catalytic converter) ทำหน้าที่เปลี่ยนก๊าซต่างๆ จากกระบวนการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ที่เป็นพิษต่อมนุษย์ให้เป็นสารที่ไม่เป็นพิษ เช่น เปลี่ยนคาร์บอนมอนออกไซด์ (CO) ให้อยู่ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เป็นต้น
2. อิเล็กโทรเซรามิก: ซึ่งเป็นกลุ่มที่ใช้สมบัติทางไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ เป็นกลุ่มเซรามิกที่มีมากมายหลายชนิดและครอบคลุมสมบัติด้านต่างๆ ได้แก่ ไฟฟ้า แม่เหล็ก แสง และ ความร้อน เป็นต้น
3. เซรามิกสำหรับงานทางด้านการแพทย์: เพราะคุณสมบัติที่แข็งแรง ไม่สึกกร่อนง่าย ร่างกายยอมรับได้ และไม่ก่อให้เกิดมะเร็ง จึงเหมาะที่จะนำไปทำกระดูกเทียม ฟันปลอม ข้อต่อเทียม เป็นต้น

เห็นไหมคะว่า เซรามิก ไม่ได้มีดีแค่เป็นเครื่องใช้ในครัวเรือน หรือของแต่งบ้าน แต่ประโยชน์ยังมีในระบบแอดวานซ์ อยู่ที่คุณจะเลือกใช้งานหรือเปล่าเท่านั้นเอง

เนื้อเซรามิกส์ในอดีต ทำมาจากจากวัตถุดิบจำพวกดิน ซึ่งมีดินเป็นองค์ประกอบหลักในส่วนผสม นำมาผลิตเป็นเครื่องใช้เพื่อตอบสนองความต่อความต้องการในชีวิตประจำวัน เช่น จานชาม ,  เครื่องสุขภัณฑ์ , อุปกรณ์ก่อสร้าง เป็นต้น แต่เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น เนื้อเซรามิกส์ก็ถูกพัฒนาขึ้น โดยให้มีคุณสมบัติอันสามารถตอบสนองต่อการการใช้งานได้มากขึ้น เช่น มีความแข็งแกร่ง ,  ทนทาน มากขึ้น เป็นต้น โดยเนื้อเซรามิกส์ที่ถูกพัฒนาขึ้นใหม่นี้ ไม่ได้ให้ความสำคัญของดินเลย แต่พยายามจะพัฒนาเนื้อเซรามิกส์จากวัตถุดิบหรือสารเคมีที่มีความบริสุทธิ์ เพียงแค่1หรือ2ชนิด เท่านั้น เราจึงเรียกเนื้อเซรามิกส์ที่พัฒนาว่า เซรามิกส์สมัยใหม่ และเรียกเนื้อเซรามิกส์ที่มีดินเป็นส่วนผสมหลัก ว่าเซรามิกส์สมัยดั้งเดิม

เนื่องจากเนื้อเซรามิกส์สมัยใหม่ถูกพัฒนาให้มีความทนทานต่ออะไรหลายอย่างมากขึ้น เราจึงสามารถนำเนื้อเซรามิกส์สมัยใหม่มาใช้งานได้หลายลักษณะ เช่น

1. ใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์ เช่น กล่องวงจรไฟฟ้า , อุปกรณ์ตรวจจับออกซิเจน เป็นต้น
2. ใช้งานทางแสง เช่น ใยแก้วนำแสงสำหรับการสื่อสาร
3. ใช้งานทางด้านแม่เหล็ก เช่น นำไปใช้ทำแกนแม่เหล็กในหม้อแปลง , แถบแม่เหล็ก เป็นต้น
4. ใช้งานทางวิศวกรรมรวมทั้งงานอุตสาหกรรม การนำเนื้อเซรามิกส์มาใช้ใน งานทางวิศวกรรมและงานอุตสาหกรรม ต้องการเนื้อเซรามิกส์ที่มีความแข็งสูง สามารถทนต่ออุณหภูมิที่สูงกว่า 2,000 องศาเซลเซียสได้ เช่น ฉนวนกันความร้อน , ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ , ตัวถังเครื่องบิน , สปริง และเครื่องมือตัดประเภทต่าง ๆ เป็นต้น
5. ใช้งานทางด้านชีวภาพ เช่น ทำฟันปลอม , กระดูกเทียม , ข้อต่อเทียม เป็นต้น
6. เนื้อเซรามิกส์ผสมวัสดุอื่น เป็นการนำเนื้อเซรามิกส์มาผสมกับโลหะ หรือโพลิเมอร์ เพื่อให้เนื้อวัสดุมีคุณสมบัติเฉพาะตามที่ต้องการ เช่น ต้องการเพิ่มความเหนียวให้เนื้อเซรามิกส์มากขึ้นก็นำมาผสมกับวัสดุชนิดอื่นๆ

จากการนำเซรามิกส์ไปใช้กับงาน  6 แบบ จึงพบว่าการพัฒนาเนื้อเซรามิกส์สมัยใหม่มีการนำมาใช้งานทางวิศวกรรมมากที่สุด เพราะต้องการคุณสมบัติในการใช้งานสอดคล้องกับคุณสมบัติเดิมของเนื้อเซรามิกส์ ซึ่งก็คือ ความแข็งแรง แข็ง ทนต่ออุณหภูมิสูงมากได้ดี  ทนต่อการขัดสี ทนต่อการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อม รวมทั้งสารเคมีต่างๆ ส่วนการใช้งานในลักษณะอื่น ๆ พบว่า เนื้อเซรามิกส์ต้องพัฒนาคุณสมบัติทางด้านฟิสิกส์ และคุณสมบัติทางด้านเคมี เพื่อทดแทนวัสดุชนิดเดิม เช่น แก้ว , พลาสติก , ไม้ , โลหะ ,โพลิเมอร์ , อัลลอยด์ เป็นต้น

ขอยกตัวอย่างเนื้อเซรามิกส์สมัยใหม่อันถูกพัฒนาเพื่อนำมาใช้ในงานทางวิศวกรรม ได้แก่ เนื้อเซรามิกส์อลูมินาสูง , เนื้อเซรามิกส์เซอร์คอน , เซรามิกส์ซิลิกอนคาร์ไบด์ และ เนื้อเซอร์เมต ซึ่งมีการใช้งานอย่างกว้างขวาง แถมยังมีความพัฒนาได้สูงที่สุดในปัจจุบันนี้