หน่วยที่ 1 การทดสอบเชิงกล |
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 |