หน่วยที่ 1 การทดสอบเชิงกล



(ก.) โครงสร้างแบบผลึก
    
(ข.) โครงสร้างแบบผสม
    
(ค.) โครงสร้างแบบอสัญรูป
รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างของวัสดุแข็ง
(ก.) การนำทองแดงมาทำเป็นสายไฟที่ใช้ในรถยนต
    
(ข.) ลูกสูบที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน [3]
รูปที่ 2
 
ก. พอลิเมอร์แบบเส้น
 
ข. พอลิเมอร์แบบกิ่ง
 
ค. พอลิเมอร์แบบร่างแห
รูปที่ 3 โครงสร้างของพอลิเมอร์
 
รูปที่ 4 กาวอีพ๊อกซี่
 
รูปที่ 5 ยางล้อรถยนต์
2.ประเภทของวัสดุทางวิศวกรรมการผลิตทางกล (Families of materials)

       วัสดุที่ใช้ในงานอุตสาหกรรมมีมากมายหลายชนิดการแบ่งประเภทจะแบ่งตามคุณสมบัติของวัสดุเพื่อให้ง่ายต่อการศึกษา จะแบ่งวัสดุทางวิศวกรรมการผลิตเป็น 3 ประเภท คือ

    1.ประเภทโลหะ (Metallic materials)

    2. ประเภทพอลิเมอร์ (Polymeric materials)

    3. ประเภทเซรามิกซ์ (Ceramics materials)

       1. ประเภทโลหะ (Metallic materials)

       โครงสร้างของโลหะส่วนใหญ่จะเป็นโครงสร้างแบบผลึก (Crystalline) ดังรูปที่ 1 ก. อะตอมของโลหะมีการจัดเรียงตัวกันอย่างเป็นระเบียบ และจับยึดกันอย่างหนาแน่น เช่น เหล็กกล้า เหล็กหล่อ เป็นต้น รองลงมาจะเป็นโครงสร้างแบบผสม (Polycrystalline) ดังรูปที่ 1 ข. มีความหนาแน่นน้อยกว่าโครงสร้างแบบผลึก (Crystalline) เช่น อะลูมิเนียมผสม ทองเหลืองผสมดีบุก เป็นต้น

 

 หมายเหตุ : รูปที่ 1 ค. เป็นโครงสร้างแบบอสัญรูป ที่เกิดขึ้นในแก้ว เรียงตัวกันไม่แน่นหนา มีความเปราะบาง

 

             1.1 คุณสมบัติของโลหะ (Metallic Properties)

       เป็นตัวนำความร้อน และไฟฟ้าได้ดี มีความแข็งและเหนียวสูง ความแข็งแรงจะมากขึ้นเมื่อผ่านกระบวนการทางความร้อน

             1.2 ประโยชน์ของโลหะ (Metallic Benefits)

       เหล็กกล้าคาร์บอน นำมาทำก้านสูบ, สายไฟที่ทำจากทองแดงใช้ในรถยนต์ ดังรูปที่ 2 ก.,ลูกสูบที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอน ดังรูปที่ 2 ข. เป็นต้น

 

       2. ประเภทพอลิเมอร์ (Polymeric materials)

        โครงสร้างของพอลิเมอร์เป็นโมเลกุลสายยาวจะแบ่งออกเป็น 3 แบบ คือ

       1. พอลิเมอร์แบบเส้น (Chain length polymer) ดังรูปที่ 3 ก. โมเลกุลเรียงกันเป็นเส้นตรง

       2. พอลิเมอร์แบบกิ่ง (Branched polymer) ดังรูปที่ 3 ข. จะเกิดการแตกกิ่งออกไปจากเส้นตรงเดิม

      3. พอลิเมอร์แบบร่างแห (Cross-linking polymer) ดังรูปที่ 3 ค. โมเลกุลเชื่อมต่อกันเป็นร่างแห

       1.1 คุณสมบัติของพอลิเมอร์ (Polymeric Properties)

       มีน้ำหนักเบา ไม่เป็นสนิม ทนความชื้นได้ดี ไม่ทนความร้อน เมื่อถูกความร้อนสามารถทำให้เหนียวและยืดหยุ่นได้ ถ้าโดนความร้อนมากเกินไปจะไม่สามารถนำกลับมาขึ้นรูปได้อีก พอลิเมอร์ชนิดนี้คือ พลาสติกแข็ง (Thermosetting Plastic) แต่ถ้าโดนความร้อนมากเกินไป และสามารถนำกลับมาขึ้นรูปได้อีกพอลิเมอร์ชนิดนี้ คือพลาสติกอ่อน(Thermoplastic plastic)

       1.2 ประโยชน์ของพอลิเมอร์ (Polymeric Benefits)

        นำมาทำเป็นกาวชนิดต่าง ๆ เช่น กาวอีพ๊อกซี่(Epoxy Glue) ดังรูปที่ 4  กาวอะครีลิค (Acrylic Glue), นำมาผลิตเป็นยางล้อรถยนต์ ดังรูปที่ 5

 

       3. ประเภทเซรามิกซ์ (Ceramics materials)

       โครงสร้างประกอบไปด้วยธาตุโลหะ และอโลหะรวมตัวกันด้วยพันธะเคมี เซรามิกซ์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เป็นโครงสร้างแบบผสม (Polycrystalline) ดังรูปที่ 1 ข. มีความหนาแน่นน้อยกว่าโครงสร้างแบบผลึก (Crystalline)

       1.1 คุณสมบัติของเซรามิกซ์ (Ceramics Properties)

มีความแข็งแรงสูงถึงแม้จะมีอุณหภูมิสูงก็ตาม ทนต่อการขัดสี เป็นฉนวน จุดหลอมเหลวสูง น้ำหนักเบากว่าโลหะ

       1.2 ประโยชน์ของเซรามิกซ์ (Ceramics Benefits)

นำไปบุผนังเตาเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อหลอมโลหะ, นำไปผลิตลูกปืนเทอร์โบ, การนำเซรามิกซ์ไปใช้ทางอวกาศ