Page 15 - วัสดุศาสตร์ 2 พว22003 (ม.ต้น) P. 15 ในชีวิตประจำวัน มนุษย์นำวัสดุจากธรรมชาติและวัสดุที่มนุษย์สร้างขึ้นมาใช้ประโยชน์มากมายในการดำรงชีวิต โดยในสมัยโบราณวัสดุส่วนใหญ่ล้วนมาจากธรรมชาติ เช่น การนำหินมาสร้างเป็นอาวุธ นำหนังสัตว์มาทำเครื่องนุ่งห่ม นำดินมาปั้นเป็นภาชนะ แต่ปัจจุบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีพัฒนาและก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว จึงมีการนำความรู้พัฒนาและปรับปรุงวัสดุต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลาย เพื่อให้การแก้ปัญหามรทางเลือก มีหลักการ แฃะเป็นระบบมากขึ้น ประเภทวัสดุ การเลือกใช้วัสดุให้เหมาะสมจำเป็นต้องศึกษาพิจารณาสมบัติของวัสดุให้ตรงกับงานที่จะออกแบบหรือผลิต เพื่องานที่สร้างตรงกับความต้องการ ปลอดภัย และใช้ทรัพยาการที่มีให้คุ้มค่า ซึ่งวัสดุมีหลายประเภท แต่ละประเภทก็มีความแตกต่างกัน โดยทั่วไปวัสดุ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ โลหะและอโลหะ 1. โลหะ ( Metal ) เป็นวัสดุที่ได้จากการถลุงแร่ต่างๆ เช่น เหล็ก ดีบุก อะลูมิเนียม นิกเกิล โลหะเมื่อถลุงได้จากแร่ในตอนแรก ส่วนใหญ่จะเป็นโลหะค่อนข้างบริสุทธิ์ ซึ่งโลหะเหล่านี้มีเนื้ออ่อนไม่แข็งแรงเพียงพอที่จะนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมได้โดยตรง ต้องผ่านการปรับปรุงสมบัติก่อนการใช้งาน โดยโลหะมีสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้า ตัวนำความร้อน สามารถตีเป็นแผ่นให้เป็นแผ่นบางได้ สภาพทั่วไปมีความแข็ง ผิวมันวาวแหละเหนียว จึงเป็นวัสดุที่ใช้งานด้านโครงสร้าง สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท ดังนี้
2. อโลหะ (Non metal) เป็นวัสดุที่มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า ฉนวนความร้อน มีอัตรายึดตัวต่ำ ไม่สามารถตีแผ่เป็นแผ่นบางได้ ซึ่งปัจจุบันวัสดุประเภทอโลหะถูกนำมาใช้มากที่สุดและมีบทบาทในภาคอุตสาห์กรรมการผลิต โดยอโลหะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้
ไม้ (Wood) เป็นวัสดุแข็งที่ได้จากลำต้นของต้นไม้ แล้วนำมาแปรรูปเป็นไม้อัดหรือไม้แผ่น เนื่องจากไม้เป็นวัสดุที่มีความแข็ง เนื้อไม้สามาถดูดซับเสียงได้ดี นำความร้อนต่ำทำให้ ความร้อนจากภายนอกเข้ามาสู้ภายในอารได้ยาก เป็นฉนวนป้อนกันไฟฟ้าได้ดี และสามารถแกะสลักเป็นลวดลายได้ ยาง (Rubber) เป็นวัสดุที่ได้จากการกรัดยางจากต้นยางพารา แล้วนำมาผ่านกระบวนการทำเป็นแผ่นยาง และสามารถนำมาแปรรูปใช้ประโยชน์ได้อย่างมากมาย ผ้า (Fabric) เป็นวัสดุที่ได้จากการทอดเส้นใยของไหม ฝ้าย หรือขนสัตว์บางชนิดเพื่อนำมาใช้เป็นเครื่องนุ่งห่ม เนื่องจากผ้ามีลักษณะอ่อน นุ่ม เบา ดูดซับน้ำได้ดี แต่ไม่กันน้ำ
- เทอร์มอพลาสติก (Thermoplastic) เป็นพลาสติกที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในโลก เมื่อได้รับความร้อนจะอ่อนตัว และเมื่อเย็นจะแข็งตัว สามารถเปลี่ยนรูปได้ เช่น อะคริลิก ไนลอน พอลิเอทิลีน ตัวอย่างการนำพลาสติกประเภทนี้ไปใช้งาน เช่น ขวดน้ำ ขวดน้ำยาสารเคมี ถุงพลาสติก ปากกา ไม้บรรทัด - เทอร์มอเซตติง (Thermosetting) เป็นพลาสติกที่มีคุณสมบัติพิเศษ คือ ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและทนปฏิกิริยาเคมีได้ดีเกิดคราบและรอยเปื้อนได้ยาก คงรูปหลังผ่านความร้อน หรือ แรงดันเพียงครั้งเดียว เมื่อเย็นตัวลงจะแข็งมาก ไม่อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปร่างมาได้ และไม่สามารถนำกลับมาใช้ไหม่ได้ ตัวอย่างการนำพลาสติกประเภทนี้ไปใช้งาน เช่น ถ้วยชสมเมลามีน ที่ จับ กระทะ กันชนรถ
- เซรามิก (Ceramic คือ เครื่องปั้นดินเผาหรือเครื่องดินเผา ที่ใช้วัตถุดิบชนิดตระกูลดินเหนียวเป็นหลัก ทำเป็นรูปทรงต่างๆ ผ่านกระบวนการผลิตที่ใช่อุณหภูมิสูง - แก้ว เป็นวัสดุที่เกิดจากการหลอมส่วนผสมของสารอินทรีย์ส่วนใหญ่มักเป็นซิลิกา (silica) เมื่ออยู่ในอุณหภูมิสูงจะหลอมจนเป็นน้ำ แก้วที่อยู่ในสถานะของเหลว แล้วถูกนำไปผ่านกระบวนการขึ้น รูปและทำให้เย็นตัวลงรวดเร็ว เนื้อแก้วบริสุทธิ์นั้น จะโปร่งใส ผิวเรียบ มีความแข็ง ทนต่อการขีดข่วน กักกร่อน และความร้อน ทำให้แก้วมีประโยชน์ต่อการใช้งานอย่างกว้างขวาง ดังนั้น ความรู้เรื่องคุณสมบัติต่างๆ ของวัสดุ หรือเรียกว่า วัสดุศาสตร์ จึงเป็นความรู้หลักการพื้นฐานสำหรับการประยุกต์ใช้งาน โดยการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุต่างๆ แล้สนำมาผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ หรือเรียกว่า วัสดุวิศวกรรม |