| รายละเอียดวิทยานิพนธ์ | |
| ชื่อวิทยานิพนธ์ | การเตรียมและการศึกษาคุณสมบัติผิวเคลือบอะโนไดซ์แบบแข็งบน ผิวรองรับอะลูมิเนียม Preparation and Evaluation of Hard Anodized Coating on Aluminium |
| ชื่อนิสิต | สมร หิรัญประดิษฐกุล Samorn Hirunpraditkoon |
| ชื่ออาจารย์ที่ปรึกษา | ดร กฤษณพงศ์ กีรติกร รศ ดร ศักรินทร์ ภูมิรัตน อ ชูชาติ นิติปัญญาวงศ์ Dr Krissanapong Kirtikara Asso Prof Dr Sakarindr Bhumiratana Choochat Nitipanyawong |
| ชื่อสถาบัน | สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. บัณฑิตวิทยาลัย King Mongkuts Institute of Technology Thonburi. Bangkok (Thailand). Graduate School. |
| ระดับปริญญาและรายละเอียดสาขาวิชา | วิทยานิพนธ์มหาบัณฑิต. วิศวกรรมศาสตร์ (วิศวกรรมเคมี) Master. Engineering (Chemical Engineering) |
| ปีที่จบการศึกษา | 2537 |
| บทคัดย่อ(ไทย) | ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ผลิตวัสดุเพื่อต้านทานการ เสียดสีได้ดีนั้น ปัจจุบันการเคลือบผิวอะโนไดซ์แบบแข็ง (Hard Anodizing) เป็นกรรมวิธีการผลิตที่ได้รับความสนใจ มาก เนื่องจากคุณสมบัติของผิวเคลือบออกไซด์ที่ถูกสร้างขึ้น มาเคลือบบนผิวโลหะนั้นมีความแข็งสูง ทดทานต่อการเสียดสี ได้ดี เฉื่อยต่อปฎิกิริยาเคมีในสิ่งแวดล้อมต่าง ๆ ที่มีผล ต่อการกัดกร่อน และยึดเกาะกับชิ้นงานโลหะได้ดี ส่วนมากใช้ ในงานเพื่อต้านทานการสึกหรอสำหรับเครื่องบินและงานวิศวกรรม ทั่วไป ความแข็งผิวเคลือบอะโนไดซ์แบบแข็งจะมากกว่า 350 HV(,100) (วัดโดยใช้ Vickers microhardness tester) ความหนาผิวเคลือบอยู่ในช่วง 25-100 ไมครอน ส่วนความหนา ฟิล์มเคลือบอะโนไดซ์ โดยทั่วไปที่ใช้ทางสถาปัตยกรรมมักอยู่ ในช่วง 16-30 ไมครอน การอะโนไดซ์แบบแข็งเป็นกระบวนการปฎิกิริยาไฟฟ้าเคมี ประเภทหนึ่ง โดยการทำให้ผิวโลหะเปลี่ยนสภาพไปเป็นผิว โลหะออกไซด์ที่มีความแข็งสูงกว่าผิวโลหะนั้น ๆ กระบวนการ ดำเนินการเคลือบผิวอะโนไดซ์แบบแข็งเหมือนกระบวนการอะโนไดซ์ ทั่วไป เพียงแต่ผิวเคลือบจะมีความหนาและความแข็งสูงกว่า ผิวเคลือบอะโนไดซ์ทั่วไป โดยให้ชิ้นงานที่ต้องการชุบเคลือบ ผิวออกไซด์เป็นอะโนด รายงานการศึกษาแสดงว่า ผิวเคลือบ ทั่วไปประกอบด้วยชั้น 2 ชั้น คือ ชั้นแรกเป็นส่วนที่อัดแน่น ติดกับผิวโลหะ ไม่มีรูพรุน เรียกว่าชั้นเยื่อกั้น ส่วนชั้นนอก สุดซึ่งเกิดขึ้นระหว่างผิวสัมผัสของชั้นออกไซด์กับสารละลาย (Oxide-solution interface) เรียกว่าชั้นรูพรุน มีความหนามากกว่าชั้นเยื่อกั้นมาก โครงสร้างชั้นนี้เป็น รูปทรงกระบอกหกเหลี่ยม (Columnar structure) ภายในประกอบด้วยรูพรุน พบว่าที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากการ ที่สารอิเลคโตรไลด์มาสัมผัสตลอดเวลาในขณะชุบ ในงานวิจัยนี้ศึกษาถึงกระบวนการชุบเคลือบผิวอะโนไดซ์ แบบแข็งบนผิวรองรับอะลูมิเนียม โดยใช้เทคนิคเกรเดียนท์เสิร์ซ หาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการชุบเคลือบผิวนี้ มีฟังก์ชั่น เป้าหมายคือค่าความแข็งผิวมีค่าสูงสุด นอกจาก นั้นได้ศึกษาถึงความสัมพันธ์ระหว่างค่าความแข็ง และค่าความต้านทานการเสียดสี รวมถึงการศึกษาโครงสร้าง จุลภาคของผิวเคลือบด้วยกล้องจุบทรรศน์อิเลคตรอน ผลการวิจัยหาสภาวะที่เหมาะสมของกระบวนการชุบเคลือบ ผิวอะโนไดซ์แบบแข็ง มีตัวแปรที่ใช้ทดลอง 4 ตัวแปรได้แก่ความ เข้มข้นกรดออกซาลิค ความเข้มข้นอะลูมิเนียมซัลเฟต ความ หนาแน่นกระแสไฟฟ้าและระยะเวลาการชุบ ฟังก์ชั่นเป้าหมาย คือค่าความเข้มข้นกรดออกซาลิค 75 g/l ความเข้มข้น อะลูมิเนียมซัลเฟต 75 g/l ความเข้มข้นอะลูมิเนียมซัลเฟต 75 g/l ความหนาแน่นกระแสไฟฟ้า 3.5 A/dm(2) และระยะเวลาการชุบ 90 นาที ผิวเคลือบที่ได้มีค่าความแข็ง 453.1 HV(,100) ความ หนาเฉลี่ย 48.7(...) m และมีค่าความต้านทานการเสียดสี 46.67 ds/mg เมื่อวัดโดย Reciprocating Motion Wear Resistance Test การศึกษาค่าความต้านทานการเสียดสีจะแปรผันตรงกับค่า ความแข็ง ซึ่งแสดงว่ากรณีของผิวเคลือบอะโนไดซ์แบบแข็ง ค่าความแข็ง (ซึ่งสามารถวัดได้แม่นยำ) จะเป็นตัวบ่งบอกถึง ค่าความต้านทานการเสียดสีของผิวเคลือบได้ ด้านการศึกษาโครงสร้างจุลภาคด้วยคล้องจุลทรรศน์ อิเลคตรอนแบบสองผ่าน และกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบสแกน พบว่าสามารถถ่ายภาพโครงสร้างเห็นเป็นลักษณะรูพรุนทรงกระบอก ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบสแกน โดยไม่เห็นโครงสร้าง ส่วนชั้นเยื่อกั้น |
| บทคัดย่อ(English) | Hard anodizing is an interesting industrial processes producing high abrasion resistant materials. Aluminium oxide coated on the aluminium has high hardness, high abrasion resistance, chemical and environment inertness leading to high corrosion resistance and ecellent adhesion to the basis metals. The main application of the coatings is in abrasion resistant coatings in aircraft industry and general engineering. The general properties of this coating are as follows : hardness higher than 350 HV(,100) (Vickers microhardness tester) and thickness about 25-100(...) m. Thickness of anodized films for architectural work in about 16-30(...) m. Anodizing converts aluminium to aluminium oxide having higher hardness. Oxide coating microstructures can be divided into two layers : an inner layer is thin, compact and nonporus, called the barrier layer, and adheres to the metal surface, the outer layer, called the porous layer, is thicker than barrier layer and has a hexagonal columnar structure which is due to the dissolving action of the electrolyte on individual cells formed at the pore bses. This research involved the study of hard anodizing process on aluminium. A gradient search technique was used to determine optimum hard nodizing condition, the objective function was maximum hardness. Relationship between the hardness value of the surface and the abrasion resistance value was determined. Tranmission and scanning electron microscopy techniques were used to study the microstructures of hard anodized films. Four anodizing parameters were studied to be used follows : oxalic acid concentration, aluminium sulfate concentration, current density and anodizing time. Optimum condition was found to be as follows : oxalic acid concentrationn 75 g/l, aluminium sulfate concentration 75 g/l, current density 3.5 A/dm(2), anodizing time 90 mins. The properties of the coating at this optimum condition was as followed : hardness value 453.1 HV(,100), average thickness value 48.7(...) m and abrasion resistance value 46.67 ds/mg when used Reciprocating Motion Wear Resistance Test. The abrasion resistance value of the hard anodized films varied directly with the hardness value. Thus, we could surmise that hard anodized films having large hardness value would exhibit high abrasion resistant property. Scanning electron microscopy revealed the columnar microstructures of the films. |
| ภาษาที่ใช้เขียนวิทยานิพนธ์ | |
| จำนวนหน้าของวิทยานิพนธ์ | |
| ISBN | |
| สถานที่จัดเก็บวิทยานิพนธ์ | |
| คำสำคัญ | Anodizing, Hard anodizing, Hardness value, Abrasion resistance value, Gradient search, Microstructure, อะไนไดซ์, อะโนไดซ์แบบแข็ง, ค่าความแข็ง, ค่าความต้านทานการเสียดสี, เกรเดียนซ์เสิร์ซ, โครงสร้างจุลภาค |
| วิทยานิพนธ์ที่เกี่ยวข้อง |
|
