บทท 1 บทนำ�

ในโลกปจจบนมการพฒนาและเปลยนแปลงอยางตอเนอง

โดยเฉพาะอยางยงววฒนาการทางดานอตสาหกรรม ซงผทเปนวศวกรมความจำาเปนตองเกยวของกบการใชวสด การออกแบบการผลต การสรางชนสวนของโครงสรางและอน ๆ วศวกรจำาเปนตองมความรพนฐานเกยวกบวสดอตสาหกรรมเปนอยางด เพอทจะสามารถทำาการเลอกใชวสดใหเหมาะสมถกตองจากสมบตของวสดเหลานน นอกจากนนยงสามารถวเคราะหวสดเกยวกบความผดปกตทเกดขนวาเปนเพราะเหตใด จะมวธการแกไขอยางไร เพอหาทางปองกนปญหาทจะเกดขนในอนาคต ซงปจจบนความกาวหนาทางดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยสงผลทำาใหวสดมสมบตประสทธภาพสงมากขน ในการตดสนใจเลอกใชวสดแตละชนดนน จงมความสำาคญเปนอยางยง ดงนนในการพจารณาการเลอกใชวสดจะตองประกอบดวย สมบตตาง ๆ ของวสด กรรมวธการผลต การขนรป การถอดประกอบ ผลกระทบตอสงแวดลอม ความสามารถในการนำากลบมาใชใหม ราคาของวสด เปนตน ทงนเพอประโยชนแกผทนำาวสดไปใชงาน ดงนนเพอใหมความรความเขาใจเกยวกบบทนำาของ วสดอตสาหกรรมจงจำาเปนตองเรยนรเรองเกยวกบแรธรรมชาต สมบตทางฟสกสของแร แรอตสาหกรรม วสด วสดศาสตร วสดวศวกรรม ประเภทของวสด การแบงกลมวสดตามรปแบบการใชงาน การเลอกใชวสด วสดสำาหรบอนาคต และมาตรฐานโลหะอตสาหกรรม เปนตน

แรธรรมช�ต

2

แรอตสาหกรรมเปนแรทเกดขนตามธรรมชาตและเปนทรพยากรธรรมชาตทสำาคญของประเทศ ซงรวมไปถงแหลงแรเชอเพลงธรรมชาตดวย สำาหรบความหมายของคำาวา “แร ไดใหคำาจำากด”ความไวหลากหลาย เชน

พงศวทย วฒวรยะ (2532, หนา 3) ไดกลาวไววา แร หมายถงเปนสารทเกดขนเองตามธรรมชาต มลกษณะเปนสารประกอบอนนทรย หรอเปนธาตเดยว โดยทแรจะมสวนประกอบทางเคมและมระบบผลกทแนนอน

บญธรรม ภทราจารกล (2553,หนา 13) ไดกลาววา แร หมายถงธาตหรอสารประกอบ อนนทรยทมเนอเดยวกน เกดขนเองตามธรรมชาต มโครงสรางและสวนประกอบทางเคมตายตว มสมบตทางกายภาพ เคม และทางแสงเฉพาะตว แรอาจประกอบดวยธาตเพยงธาตเดยวหรอสารประกอบของธาตตงแต 2 ชนดขนไป

จากการศกษาความหมายของคำาวา แร สรปไดวา แร “ ”หมายถงเปนสารทเกดขนเองตามธรรมชาต แรอาจจะประกอบดวยธาตเพยงธาตเดยวหรอสารประกอบของธาตตงแต 2 ชนดขนไป ซงมลกษณะเปนสารประกอบอนนทรย โดยมสวนประกอบทางเคมและระบบผลกทแนนอนตายตว

สมบตท�งฟสกสของแร

วสดทนำามาใชงาน สวนมากจะนำามาจากแรหรอผลผลตของแรอยางใดอยางหนง โดยการนำาเอาแรมาผานกระบวนการแยกเอาสงเจอปนทไมตองการออก ซงกระบวนการทใชนนขนอยกบชนดของแรนน ซงสมบตทางฟสกสของแรมอยดวยกนหลายประการแตทปรากฏ

3

เดนชด เชน ส สผงละเอยด รปผลก เปนตน (พงศวทย วฒวรยะ, 2532, หนา 3) 1. ส (Colour) เปนสมบตของแรทปรากฏใหเหนเดนชด การกำาหนดชนดของแร โดยพจารณาจากสของแรนน เปนการประเมนชนดของแรอยางคราว ๆ เทานน ซงจะตองพจารณาสมบตอน ๆ ประกอบดวย

2. สผงละเอยด (Streak) ปกตจะมสแตกตางจากสของตวแร การตรวจดสผงละเอยด ทำาไดโดยการนำาแรไปขดลงบนแผนกระเบองทไมไดเคลอบ หรอแผนขดสทำาใหทราบสผงของแรแตละชนดได ซงสผงละเอยดของแรเปนสมบตเฉพาะตวของแรแตละชนด เชน

2.1 แรเฮมาไตท มสผงละเอยดเปนสเลอดหม หรอนำาตาลแดง

2.2 แรไลโมไนท มสผงละเอยดเปนสนำาตาลเหลอง 2.3 แรทงสเตน มสผงละเอยดเปนสนำาตาลแก2.4 แรสงกะส มผงละเอยดเปนสนำาตาลออนหรอสขมา2.5 แรดบก มสผงละเอยดเปนสขาว หรอสเนอออนๆ

3. รปผลก (Crystal) เปนสมบตเฉพาะตวของแรทปรากฏใหเหนเดนชด ซงเกดจากการจดวางตวอยางเปนระเบยบของหนวยโครงสรางภายในของแร แรแตละชนดมรปผลกทแตกตางกน เนองจากมสวนประกอบทแตกตางกน

จะเหนไดวา สมบตทางฟสกสของแรนน จะบงบอกถงชนดของแรแตละชนด โดยทำาการพจารณาจากสของแรนน ๆ ปกตแลวจะมสทแตกตางจากสของตวแร ซงสผงละเอยดของแรเปนสมบตเฉพาะตวของแรแตละชนด เชน แรเฮมาไตทมสผงละเอยดเปน

4

สเลอดหมหรอนำาตาลแดง ซงแรแตละชนดจะมรปผลกทแตกตางกนเนองจากมสวนประกอบทแตกตางกน

แรอตส�หกรรม

แรอตสาหกรรมเปนทรพยากรธรรมชาตทสำาคญ ซงแรอตสาหกรรมอนๆ ทนอกเหนอจากเหลกแลว ไดแก ดบก ทงสเตน พลวง ฟลออไรด สงกะส แมงกานส ยปซม เฟลดสปาร เกลอหน แรรตนชาต หนออน หนกอสราง ลกไนต นอกจากแรประเภทตาง ๆ เหลานแลวกยงมแหลงแรของประเทศทมความสำาคญ คอ แหลงแรเชอเพลงธรรมชาตอนไดแก นำามนปโตรเลยม และกาซธรรมชาต ซงชนดของแรสามารถจำาแนกแบงออกเปนแรประกอบหน และแรอตสาหกรรม เปนตน (บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 13 )

1. แรประกอบหน หมายถงแรทเปนสวนประกอบของหน ซงใชเปนหลกในการบอกถงชนดของหน เชนหนแกรนตจะตองประกอบดวยแรควอตซ เฟลดสปาร และไมกา หรอหนทรายจะตองประกอบดวยเมดทรายทเปนแรควอตซและอาจมแรอน ๆ ปน หรอหนปนประกอบดวย แรคลไซต แรประกอบหนนถาหากเกดปรมาณมากจะเปนประโยชนตอทางอตสาหกรรม แตโดยทวๆไปมกมขนาดเลกไมคมคาแกการลงทนในการทจะแยกแรออกจากหน

2. แรอตสาหกรรม หมายถงแรทมประโยชนตอทางอตสาหกรรมตาง ๆ สามารถ แบงออกเปน 4 ชนดใหญ ๆ คอ แรโลหะ แรอโลหะ แรรตนชาต และแรเชอเพลงธรรมชาต

2.1 แรโลหะทมคณคาทางเศรษฐกจและทางอตสาหกรรมของประเทศมดงน

5

2.1.1 แรเหลก แหลงแรเหลกทมการผลตไดแก ทบานหวหวาย อำาเภอตาคล จงหวดนครสรรค ทเขาทบควาย อำาเภอโคกสำาโรง จงหวดลพบร ทเขาชโอน อำาเภอสตหบ จงหวดชลบร นอกจากนยงพบแหลงแรเหลกทว ๆ ไปแทบทกจงหวด ประโยชนของแรเหลกกคอ สามารถนำามาถลงเอาโลหะเหลกมาใชงานในอตสาหกรรมตาง ๆ ตลอดจนเครองใชประจำาวนเกอบทกชนด

2.1.2 แรดบก แรดบกทพบในประเทศไทยเปนแรแคสสเตอไรต แรดบกทพบ มสดำา สนำาตาล สแดง สเหลอง สจำาปา สนำาผง มความวาวแบบเพชร แหลงแรดบกพบในภาคใตของประเทศไทยทกจงหวด ตงแตประจวบครขนธลงไป ภาคกลางพบทกาญจนบร ราชบร เพชรบร ภาคเหนอพบทอทยธาน กำาแพงเพชร ตาก เชยงใหม ลำาปาง เชยงราย และแมฮองสอน ประโยชนของแรดบก ใชผสมโลหะตะกวเปนตะกวบดกร ใชในอตสาหกรรมไฟฟา อเลกทรอนกส ชบแผนเหลกเปนแผนเหลกวลาด ใชในการฉาบแผนเหลกเพอทำากระปองบรรจอาหาร เนองจากมคณสมบตทนการกดกรอนจากกรดตาง ๆ ผสมพลวงทำาโลหะตวพมพ ผสมทองแดงเปนทองเหลอง ใชเปนสารประกอบในการผลตเครองป นดนเผา การพมพผาดอก ทำาหมก ผลตแกวเนอทบ และสบ เปนตน

2.1.3 แรทงสเตน หรอแรวลแฟรมไมต มลกษณะเปนแผนหนา มสนำาตาลหรอสดำา ผงละเอยดมสนำาตาลแกเกอบดำา มความวาวกงโลหะ สามารถขดเปนรอยได แรทงสเตนทพบมากในประเทศไทยคอ แรชไลต แรวลแฟรมไมต แรเฟอรเบอไรต และแรฮบเนอไรต แรทงสเตน จะพบเกดรวมกบแรดบกทว ๆ ไป ตงแตภาคเหนอจรดภาคใต ทางดานทศตะวนตกของประเทศไทย ประโยชนของแรทงสเตน ซงมความสำาคญอยางยงในการใชทำาโลหะผสม เชน ผสมกบเหลก เปนเหลกกลา ทำาอปกรณเครองจกรกล ทำาหวเจาะเกราะ ทำาตะไบ ทำาใบมด ผสมกบคารบอน เปนทงสเตนคารไบต ซงม

6

ความแขงมาก ใชทำาหวเจาะและทำาวสดสำาหรบตดเหลกกลา ใชทำา ไสหลอดไฟฟา หลอดวทย ใชทำาสตาง ๆ และใชในอตสาหกรรมเครองแกว เครองป นดนเผา

2.1.4 แรตะกวและแรสงกะส แรทงสองนมกพบวาเกดรวมกนเสมอ และ พบทว ๆ ไปหลายแหง แรตะกวทพบ ไดแก แรกาลนา สวนแรสงกะสพบดวยกนหลายแร ไดแก แรซงคเบลนด แรสฟาเลอไรด แรคาลาไมน แรซงไซต ผลกของแรเปนรปลกบาศกหรอเมดเลก ๆ เกาะกนเปนกอนสเทาเงน ตะกวมความวาวแบบโลหะ มความถวงจำาเพาะ 7.5 สามารถละลายในกรดเกลอ สงกะสมสมบตทนตอการกดกรอนในบรรยากาศไดด จงใชสงกะสเคลอบแผนเหลก ทำาสงกะสมงหลงคา ทำาทอนำา บเปลอกในของถานไฟฉาย ทำากระปอง ใชทำาสวนประกอบของคารบเรเตอร ใชทำายารกษาโรค ทำาสงกะสคลอไรดสำาหรบรกษาเนอไม แหลงแรตะกวและ แรสงกะส แหลงผลตแรตะกวทใหญทสดของประเทศพบทบรเวณอำาเภอทองผาภม อำาเภอสงขละบร และอำาเภอศรสวสด จงหวดกาญจนบร แหลงอน ๆ ไดแก จงหวดแมฮองสอน เชยงใหม ลำาปาง แพร เพชรบรณ เลย เพชรบร ยะลา สวนแรสงกะสทใหญทสดของประเทศคอ บรเวณผาแดง อำาเภอแมสอด จงหวดตาก ประโยชนแรตะกวและแรสงกะส โลหะตะกวใชทำาตะกวบดกร ใชทำาแบตเตอร ใชทำากระดาษตะกวหอบหร ใชหมสายเคเบลใหญ ๆ ทฝงใตดน ใชทำาทอนำา ใชทำาลกปน ใชทำาโลหะตวพมพ ใชทำาผนงกนรงสในเครองปฏกรณปรมาณ ใชทำาส เปนตน

2.1.5 แรทองแดง การกำาเนดแรทองแดงอาจเกดจากพวกหนอคน หรอเปนชนรวมกบพวกหนทรายหรอหนชสต หรอเกดรวมกบแรอน ๆ เชน แรตะกว แรสงกะส แรดบก เปนตน แรทองแดงทพบ ไดแก แรคาลโคไพไรต แรอะซไรต แรควไพรต แรมาลาไคต และแรทองแดงธรรมชาต แหลงแรทองแดง ในประเทศไทยพบทจงหวด

7

เลย นครราชสมา เพชรบรณ อตรดตถ แพร นาน ลำาปาง และลพบร ประโยชนของแรทองแดง นำามาถลงเอาโลหะทองแดงเพอใชทำาอปกรณไฟฟา สายไฟฟา อปกรณวทยโทรทศน โทรศพท โทรเลข ใชทำาโลหะผสม เชน ทองบรอนซ ทองเหลอง ทำาเครองถายเทความรอน เชน คอนเดนเซอร ใชทำาเครองมอวทยาศาสตร ใชทำาเครองจกรกล ทำาอาวธยทโธปกรณตาง ๆ ทำาเครองประดบ เปนตน

2.1.6 แรแมงกานส แรทพบในประเทศคอ แรไพโรลไซต แรไซโลมเลน แรโรโดโครไซต แรแมงกาไนต และแรบราวไนต แหลงแรแมงกานสมการพบแรแมงกานส ทเกาะคราม จงหวดจนทบร แตเปนแรแมงกานสเกรดตำา และพบแรแมงกานสชนดททำาแบตเตอร ทอำาเภอเชยงคาน จงหวดเลย จงมการทำาเหมองแรแมงกานส เพอใชในงานอตสาหกรรมแบตเตอร นอกจากนยงพบทจงหวดลำาพน เชยงใหม ลำาปาง เพชรบรณ แพร เชยงราย นาน สโขทย ชลบร ระยอง ยะลา และนราธวาส ประโยชนแรแมงกานส ใชในงานอตสาหกรรมเหลกกลา ทำาโลหะผสม ใชในอตสาหกรรมเคม ทำาถานไฟฉาย ทำาส ทำานำายาเคม ใชทำาปย และเวชภณฑ เปนตน

2.1.7 แรพลวง แรทพบในประเทศเปนแรสตบไนต หรอเรยกวา พลวงเงน เพราะมสคลายเงน และแรสตบโคไนต หรอเรยกวา พลวงทอง เพราะมสเหลองคลำา ๆ แรพลวง มกเกดเปนสายแรทมลกษณะเปนกระเปาะแทรกอยในชนหนแหลงแรพลวง ในประเทศพบอยทางภาคเหนอเปนสวนใหญ เชน จงหวดเชยงใหม ลำาปาง ลำาพน แพร ตาก เชยงราย สโขทย แมฮองสอน กาญจนบร ราชบร จนทบร นครศรธรรมราช ตรง และสราษฎรธาน ประโยชนของแรพลวง ใชในการผสมตะกวทำาแผนธาตแบตเตอร ใชในการทำาโลหะผสม ใชผสมตะกวและดบกทำาโลหะตวพมพ ใชเปนสวนประกอบ

8

ของกระสนปน ใชในอตสาหกรรมไมขดไฟ ใชในอตสาหกรรมทำายางและ ทำาผา ใชในอตสาหกรรมเครองเคลอบ ใชทำาแผนทนไฟ

2.1.8 แรโมลบดนม แรทสำาคญไดแก แรโมลบดไนต และแรโพเวลไลต แหลงแรโมลบดนมในประเทศพบแรโมลบดนมในแหลงแรดบก-ทงสเตน และในสายแร เปกมาไทต แตมปรมาณนอย และพบแหลงแรโมลบดนมเพยงแหงเดยวคอทบานนำาขน อำาเภอมะขาม จงหวดจนทบร โดยเกดเปนเกลดและเปนแผนบาง ๆ แทรกอยในเนอหนแกรนต ประโยชนของแรโมลบดนม ใชผสมกบเหลกเปนเหลกกลา ใชในอตสาหกรรมไฟฟา อปกรณเครองบนและขปนาวธ สารประกอบโมลบดนมใชผสมในนำามนหลอลน เครองถวยชาม ยาฆาแมลง ปย และสารเคมตาง ๆ

2.1.9 แรทองคำา เปนแรทพบในทตาง ๆ หลายแหงดวยกน สวนมากจะพบอยในลานแรอำาเภอแวง จงหวดนราธวาส และอำาเภอกบนทรบร จงหวดปราจนบร จะพบอยในสายแร การขดและรอนทองคำาในแหลงลานแรและตามลำานำา บรเวณทสำาคญ ไดแก ทอำาเภอบางสะพาน จงหวดประจวบครขนธ ทตำาบลโตะโมะ อำาเภอแวง จงหวดนราธวาส นอกจากนยงพบในบรเวณ อน ๆ เชน เชยงราย ลำาปาง แพร เพชรบรณ เลย สระบร กาญจนบร และลพบร ทองคำาบรสทธ จะมคาเทากบ 24 กะรต ทองคำา 15 กะรต คอทองคำาทมสวนผสมของทองคำา 15 สวน และอก 9 สวนทเหลอจะเปนโลหะอน ๆ เชน นกเกล เงน และทองแดง ประโยชนของแรทองคำาใชเปนหลกประกนคาของธนบตร ทำาเหรยญกษาปณ ทำาเครองประดบ ใชในทนตกรรม ใชทำาเครองมอวทยาศาสตร และใชวงจรไฟฟา

2.1.10 แรเงน แรเงนไมพบเปนเอกเทศโดยธรรมชาต แตมกเกดรวมกบ แรตะกว-สงกะส เชน ทแหลงแรตะกว-สงกะส ทบานหนองไผ จงหวดกาญจนบร มเงนปนอยประมาณรอยละ 0.003 ประโยชนของแรเงน ใชในการทำาเหรยญ

9

กษาปณ ใชชบโลหะ ทำาเครองประดบ ทำาโลหะผสม ทำาภาชนะตาง ๆ ทำาแกวส เปนตน

2.1.11 แรนกเกล พบอยในดนเหนอชนของหนเซอรเพนดไนต ซงแรนกเกล อาจเกดเปนแรแทรกอยในหนเซอรเพนดไนต และยงพบแรนกเกลในหนศลาแลงและหนลกรง ซงเกดจากการผพงของหนเซอรเพนดไนต แหลงแรนกเกล พบทหนองวาเอน อำาเภอศรมหาโพธ จงหวดปราจนบร และบรเวณบานระกำา อำาเภอโปงนำารอน จงหวดจนทบร ประโยชนแรนกเกล ใชผสมกบเหลกเปนเหลกกลา ใชในการเคลอบภาชนะ เครองใชตาง ๆ ในอตสาหกรรม เพอการผลตเครองจกรกลในโรงงานอตสาหกรรม ใชในการประดษฐอปกรณเคมและสารเคม เครองมอแพทย และอน ๆ เปนตน

2.1.12 แรโครเมยม แรทพบเปนแรโครไมตทเกดเปนกระเปาะ ในหนเทอรโดไทต ไพรอกซไนต หรอเซอรเพนดไนต แหลงแรโครเมยม พบทบานจรม และทบานหวยยาง อำาเภอทาปลา จงหวดอตรดตถ และทอำาเภอแวง จงหวดนราธวาส ประโยชนของแรโครเมยม ใชผสมกบนกเกลเปนนโครม ผสมกบเหลกเปนสแตนเลส เปนตวตานทานในอปกรณเครองทำาความรอนไฟฟา ใชในการผลตอปกรณตาง ๆ ของรถยนต โครไมตใชในการทำาอฐทนไฟซงใชในเตาถลง ใชทำาสตาง ๆ

2.1.13 แรนวเคลยร หมายถงแรทเอามาใชในกจการพลงปรมาณ โดยแบงออกเปน 2 ประเภทคอ แรกมมนตรงสมสมบตสามารถแผกมมนตรงสออกมาจากตวเองไดตลอดเวลา ซงรงสนเปนคลนสน และแรทไมสามารถแผกมมนตรงสไดแตจะชวยในการควบคมปฏกรยาพลงงานปรมาณ แรกมมนตรงสยงสามารถแบงออกเปน 2 ชนดใหญ ๆ คอ ยเรเนยม และทอเรยม ซงทงสองตางชนดกเปนวตถนวเคลยร หรอวตถตนกำาลงพลงงานปรมาณ หรอเปนแร ซงมธาตทนำาไปเปนเชอเพลงปรมาณได แหลงแร

10

นวเคลยร ในประเทศ แรชนดยเรเนยมทพบ ไดแก แรทอรเบอรไนต พบทบรเวณเหมองแรดบก ตำาบลนามวง อำาเภอหาดใหญ จงหวดสงขลา และ ทเหมองขนทองหลาง อำาเภอบานนาสาร จงหวดสราษฎรธาน และพบแรซามารสไคต-ไพโรคลอร ยซไนต ทจงหวดอทยธาน พบแรไพรโอไรต ซงมปรมาณธาตยเรเนยมไมสงมากนก และพบแรยเรเนยมเกดรวมกบแรทองแดงในหนทรายทอำาเภอภเวยง จงหวดขอนแกน สวนแรทอเรยมทพบเปนแรโมนาไซต พบมากในลานแรดบกทว ๆ ไป โดยเฉพาะในลานแรดบกทางภาคใต นอกจากนยงพบตามหาดทรายทหวหน ทอำาเภอเมอง จงหวดประจวบครขนธ โดยพบแรโมนาไซตปนอยกบทรายทพบในหนแกรนต หนไนตกม เชน ในหนแกรนตไนตทอำาเภอหวหน จงหวดประจวบครขนธ พบตงแตหลงสถานรถไฟหวหนตลอดจนถงเขาตะเกยบ

2.2 แรอโลหะทมความสำาคญตองานอตสาหกรรมในประเทศไทยมดงน

2.2.1 แรฟลออไรต มสหลายส เชน สขาว สเขยวออน สเขยวมรกต สเหลองอมนำาตาล สนำาเงนอมเขยว สคราม และสมวง การพบอาจพบในรปของผลกรปตาง ๆ หรอเกดเปน ชน ๆ หรออาจเกดเปนลกษณะเปนลกกลม ๆ เหมอนพวงองน มความแขงระดบ 4 เอามดขด เปนรอยได การเกดของแหลงแรอาจเกดแบบสายแร หรอเปนสายประจตามชองวางในรอยแตกของหนอาจเกดแบบไปแทนทเนอหน หรออาจเกดเปนเพอนแรในสายแรเปกมาไทต หรอเปน แรประกอบในหนอคน แหลงแรฟลออไรด ทสำาคญไดแก แหลงแรในอำาเภอบานโฮง และอำาเภอ ปาซาง จงหวดลำาพน อำาเภอฝาง อำาเภอแมแจม อำาเภอออมกอย จงหวดเชยงใหม อำาเภอปาย อำาเภอแมสะเรยง จงหวดแมฮองสอน อำาเภอเขายอย อำาเภอทายาง จงหวดเพชรบร อำาเภอศรสวสด จงหวดกาญจนบร และทจงหวดสราษฎรธาน ประโยชนของแรฟลออไรด ใชเปนเชอถลงหรอฟลกซใน

11

การถลงเหลก ใชในอตสาหกรรมทำาอลมเนยม ทำาอปกรณกลองจลทรรศน ใชผสมทำาอฐพเศษบางอยาง ใชผสมทำาวสดเคลอบเหลกและทำาเหลกกลา ผลตกาซฟรออน ใชในอตสาหกรรมใยแกว และแกวชนดตาง ๆ ใชในอตสาหกรรมเคม เชน ทำากรดไฮโดรฟลออรก ใชทำาเครองประดบ เปนสารเคลอบเครองป นดนเผาเครองเคลอบตาง ๆ

2.2.2 แรแบไรตมกมสขาวหรอสขาวปนนำาเงน สเหลอง สแดงออน เนอแร จะโปรงใสไปจนถงโปรงแสง มกพบเปนแผนหนายาวหรอเปนผลกเกดรวมกนเปนกลมคลาย ดอกกหลาบ หรอเปนเมด แหลงแรแบไรต ภาคเหนอพบทจงหวดแมฮองสอน เชยงใหม ลำาพน ลำาปาง ตาก สโขทย ภาคใตพบบรเวณเทอกเขาหลวง จงหวดสราษฎรธาน นครศรธรรมราช บรเวณเขาบรรทด จงหวดสงขลา ตรง สตล กระบ ภาคกลางและภาคตะวนตกพบทจงหวดราชบร เพชรบร กาญจนบร อทยธาน ภาคตะวนออกพบทจงหวดชลบร ระยอง จนทบร ภาคตะวนออกเฉยงเหนอ พบทจงหวดเลย อดรธาน ประโยชนของแรแบไรต สวนมากนำามาทำาโคลนผง ซงใชในการเจาะสำารวจนำาบาดาล ใชในอตสาหกรรมแกวและยาง ผานำามน กระดามน และพลาสตก ใชในอตสาหกรรมทำาแมสและเนอส ใชบดทำายาสำาหรบรบประทานกอนทจะทำาเอกซเรยเกยวกบการตรวจกระเพาะอาหารและลำาไส ใชเปนตวเตมในอตสาหกรรมฟอกหนง ใชทำาแปงผดหนา

2.2.3 แรยปซมหรอเรยกวาเกลอจดทพบมกมสขาว สเทา สเหลอง สแดงปนนำาตาลเพราะมมลทน อาจจะมรปรางเปนผลก หรอเปนเมดคลายเมดนำาตาลทราย ตวเนอแรออนขดเปนรอยไดงาย ลกษณะของแรมกเกดเปนชน ๆ เนองจากเกดโดยการตกตะกอนหรอตกผลกจากการระเหยของนำาทะเล แหลงแรยปซมทสำาคญไดแก แหลงวงงว อำาเภอบางมลนาก จงหวดพจตร อำาเภอหนองบว จงหวดนครสรรค บานสอง อำาเภอนาสาร จงหวดสราษฎรธาน และยงม

12

แหลงแร ทอำาเภอวงสะพง จงหวดเลย อำาเภอแมเมาะ จงหวดลำาปาง อำาเภอโนนสง จงหวดนครราชสมา ประโยชนของแรยปซม ใชทำาปนซเมนต ปนพลาสเตอร แผนยปซมบอรด ทำาแปงนวล ชอลก ทำาปย กระดาษ ดนสอส และยาง เปนตน

2.2.4 แรเกลอหน ไดแก แรซลไวต แรคารนาลไลต แรแทคไฮโดรต แหลงแรเกลอหนทสำาคญอยในภาคตะวนออกเฉยงเหนอ พบโดยการเจาะหานำาบาดาล ซงทำาใหทราบไดวา มชนเกลอหนแผขยายเปนบรเวณกวางมาก สามารถแบงออกไดเปน 2 แหลงใหญ ๆ คอ แหลงสกลนครอยทางตอนเหนอของทราบสงโคราช ครอบคลมพนทประมาณ 19,500 ตารางกโลเมตร และแหลงโคราชอยทางตอนใตของทราบสงโคราช ครอบคลมพนทประมาณ 37,000 ตารางกโลเมตร โดยมเทอกเขาภพานแบงกนอาณาเขตของแหลงทงสองน แหลงเกลอแรหนทนครราชสมา ชยภม ยโสธร อบลราชธาน อดรธาน และมหาสารคาม มปรมาณรวมกนถง 4,700 ลานตน มความเคมคดเปอรเซนต 88.40 - 99.45 % ประโยชนของแรเกลอหน ใชเปนวตถดบทสำาคญในการผลตเคมภณฑและกรดตาง ๆ ทำาเคมภณฑทใชในหตถกรรม ใชในอตสาหกรรม เคมตาง ๆ เชน ทำาสบ ยอมส ฟอกหนง ทำายาปองกนไมผ ทำาซเมนต ทำาระเบด ฟอกผาและกระดาษ เครองเคลอบ เครองป นดนเผา อตสาหกรรมแกว ทำาปย ทำายากำาจดศตรพช ยาฆาแมลง เปนตน

2.2.5 แรฟอสเฟต แรทสำาคญไดแก แรอะพาไทต ฟอสเฟตเปนสารประกอบของแคลเซยมฟอสเฟต ซงเปนสวนประกอบทสำาคญในการทำาปย แหลงแรฟอสเฟต สวนมากพบจากการสะสมตวของฟอสเฟตจากมลคางคาว มลนก ตามเขาหนปน แหลงแรฟอสเฟตทพบไดแก บานสบเมย อำาเภอแมทา จงหวดลำาพน เขาคลองวาฬ จงหวดประจวบครขนธ เขาพกมา บานหนองแชเสา ตำาบลหนกอง อำาเภอเมอง จงหวดสระบร ประโยชนของฟอสเฟต มากกวา 70

13

% ใชในการทำาปย และยงใชทำาอาหารสตว ผงซกฟอก วสดไฟฟา ยาฆาแมลง อปกรณขดถ ยารกษาโรค ยาสฟน ใชทำาวตถระเบดและไมขดไฟ เปนตน

2.2.6 แรดนขาวมสขาว สเทา สเหลองออนเกดจากการผพงของแรกลมอะลมเนยมซลเกต โดยเฉพาะแรเฟลดสปาร แหลงแรดนขาว แรเคโอลน พบทอำาเภอแจหม จงหวดลำาปาง อำาเภอเมอง จงหวดอตรดตถ อำาเภอเมอง จงหวดระนอง แรดนขาวบอลเคลย พบทจงหวดปราจนบร สราษฎรธาน นครนายก ชลบร ชมพร ลำาปาง ยะลา แรดนมารลหรอดนสอพองพบทตำาบลบานหมอ อำาเภอบานหมอ จงหวดสระบร ประโยชนของแรดนขาว ใชทำาอฐ กระเบองถวยชาม และใชในอตสาหกรรมยาง ส และกระดาษ แรดนขาวเปนดนเหนยวทใชในการป นถวยชาม และแรดนมารลหรอดนสอพอง ใชในการทำาปนซเมนตเปนสวนใหญ

2.2.7 แรควอตซ หรอทเราเรยกวาหนเขยวหนมาน มสตาง ๆ เชน แรควอตซคาลซเดนมสคลายขผง สนำาตาล สแดง สเหลองมะนาว สเทา สเหลองปนสม หรออาจมหลายส ปนกนหรอแยกเปนชน ๆ หนเหลกไฟมเนอเมดดานคลายดน สทบเขม หนเชรตมสเทา สเทาเขม และจาสปารมสแดงหรอสนำาตาลปนแดง แหลงแรควอตซทวไปพบทจงหวดราชบร จนทบร ประจวบครขนธ สวนแรควอตซทใชเปนเครองประดบพบทอำาเภอลำานารายณ จงหวดลพบรประโยชนของแรควอตซทเปนทรายละเอยดบรสทธเรยกวา ทรายแกวใชในการทำาอตสาหกรรมแกว ทำาวสดขดส เชน กระดาษทราย ควอตซใสบรสทธ ใชทำาเครองมอวทยาศาสตร เลนส อปกรณในกลองจลทรรศน ใชทำาเครองประดบ ใชในการกอสราง เปนตน

2.2.8 แรเฟลดสปาร มชอเรยกอกชอหนงวาหนฟนมา พบอยในหนเปกมาไทต หนแกรนต และหนไนต แหลงแรเฟลดสปาร จงหวดตากเปนแหลงผลตทสำาคญ และยงมทจงหวดราชบร แมแฮ

14

องสอน เชยงใหม อทยธาน และกาญจนบร ประโยชนของแรเฟลดสปาร ใชในอตสาหกรรมเครองเคลอบ เครองป นดนเผา และอตสาหกรรมแกว เปนตน

2.2.9 แรใยหน ประโยชนใชทำาผาทนไฟและผาเบรก ใชทำากระเบองมงหลงคา ใชผสมสเพอใหทนไฟ ใชทำาแผนใยหนผสมซเมนตเพอใชกนความรอน ใชทำากระเบองและกระดาษทนไฟ ใชพอกทอไอนำากนความรอน แหลงแรใยหน พบทบอซำาขา จงหวดอตรดตถ

2.2.10 แรทล แหลงแรทล ในประเทศพบทจงหวดอตรดตถ ประโยชนใชในการทำาแปงผดหนา และอตสาหกรรมยาง เปนตน

2.2.11 แรไพโรฟลไลต แหลงแรไพโรฟลไลต พบทเขาชะโอด อำาเภอบานนา จงหวดนครนายก และเขาไมนวล ตำาบลชำาผกแพง อำาเภอแกงคอย จงหวดสระบร ประโยชนของ แรไพโรฟลไลต ใชในการทำาอฐทนไฟ ทำาเครองป นดนเผา ทำาเครองสขภณฑ ทำาปนซเมนต เปนตน

2.2.12 แรไดอะตอมไมต มชอเรยกอกชอหนงวาแรดนเบา มสวนประกอบของซลกาทเกดจากการสะสมตวของสารอนทรยพวกไดอะตอม ซงเปนสตวเซลลเดยวชนดหนง ประโยชนของแรไดอะตอมไมต เปนฉนวนปองกนความรอนความเยน และใชเปนทสำาหรบ เกบเสยง ใชดดความชน ใชประจดนระเบด เปนตน

2.2.13 แรแกรไฟต หรอแรดนดำา พบในหนแกรนต หนแปร และพบอยใน หนชนวนเนอแขง มลกษณะเปนแผนบาง ๆ เคลอบอยบนผวหนาหนชนวน นอกจากนยงพบอยในหนเปกมาไทต แหลงแรแกรไฟต ในประเทศพบทอำาเภอทาใหม จงหวดจนทบร ทอำาเภอฝาง จงหวดเชยงใหม และทอำาเภอปราณบร จงหวดประจวบครขนธ ประโยชนของแรแกรไฟต ใชในการทำาดนสอดำาโดยการผสมดนเหนยว ผสมกบนำามนหลอลน ทำาผาเบรกรถยนต ทำาผง

15

ขดใหมน ใชเคลอบแมพมพสำาหรบโลหะทหลอมละลาย และใชในเบาหลอมโลหะ ทำาแทงถานไฟฉายเครองบน และไฟฉายภาพยนตร และใชเปนขวไฟฟาในเตาถลงไฟฟา

2.2.14 แรหนปน ใชในการกอสราง ทำาปนซเมนต ทำาปนขาว ปนขาวสำาหรบอตสาหกรรมฟอกหนง อตสาหกรรมนำาตาล และทำาแคลเซยมคารไบด แหลงแรหนปน พบอยในทกภาคของประเทศ และแหลงผลตทสำาคญ ไดแก จงหวดสระบร เพชรบร นครสวรรค ราชบร และนครศรธรรมราช

2.2.15 แรคลไซต แรนเปนสวนประกอบของหนปนและหนออน พบทว ๆ ไปในบรเวณทเปนหนปน หรออาจพบแทรกอยในหนอน ๆ มรอยแตกเปนรปสเหลยมขนมเปยกปน ปกตมสขาวใสไมมส หรออาจมสแดง สเทา สนำาเงน สเขยว สเหลอง สนำาตาล หรอนำาตาลปนดำา ประโยชนแรคลไซต ชนดใสสะอาดใชทำาเลนสกลองถายรป ใชทำาปนซเมนต ปนพลาสเตอร หนกอสราง ปนขาว ทำาแกว ทำาปย ผสมยาสฟน และทำาฟลกซในการถลงเหลก เปนตน

2.2.16 แรโดโลไมตมกเกดอยใกลเคยงกบบรเวณเขาหนปนหรอเปนชนหนปนโดโลไมต แรโดโลไมตมลกษณะคลายหนปนหรอหนออน แตแขงกวาเลกนอยมสหลายส เชนสขาว สเทา สเทาเขม สเขยว และสชมพ ประโยชนของแรโดโลไมต ใชในอตสาหกรรมแกว กระจก หนประดบ และหนกอสราง เปนตน

2.2.17 แรหน คอ หนปนทถกความรอนและความกดดนจนแปรสภาพเปน หนออน หนออนมหลายชนด แบงตามลกษณะของเนอหน สของหนออนมหลายสและ ลวดลายตาง ๆ กน เชนสขาว สเทาขาว สเทาเขม สเทาดำา สชมพเทา สเขยว แหลงแรหนออน ไดแก แหลงแรหนออนทอำาเภอทงเสลยม จงหวดสโขทย จงหวดสระบร อำาเภอปากชอง จงหวดนครราชสมา ประโยชนของแร

16

หนออน ใชเปนเครองตกแตงอาคาร เชน ปพน ประดบผนง ทำาขนบนได ทำาโตะ และรปแกะสลกตาง ๆ และใชทำาปย เปนตน

2.3 แรรตนชาตทมชอเสยงมากของประเทศไทย ไดแก พลอยสนำาเงน ทบทม บศราคม เพทาย โกเมน พลอยสอน ๆ สวนแรรตนชาตอน ๆ มพบบาง เชน เพชร

2.3.1 เพชร มการพบเพชรอยบางในลานแรดบกทจงหวดพงงา ภเกต แตมปรมาณนอยเคยมผพบเพชรขนาด 0.335 และ 0.349 กะรต ทจงหวดภเกต ไดมการสำารวจ เพอหาแหลงเพชรในจงหวดพงงาและภเกต แตไมพบแหลงทมาอนแทจรงของเพชร แหลงแรเพชร พบทภาคตะวนตกของประเทศ โดยพบปะปนอยในแรดบก ประโยชนของเพชร นอกจากใชเปนเครองประดบทมคาสงแลว ยงใชทำามดลบโลหะ ทำาหวเจาะเพชร ผงกากเพชรยงใชขดของท แขงมาก ๆ เปนตน

2.3.2 พลอยและทบทม จดอยในตระกลแรคอรมดม มความแขงรองจากเพชร เนองจากมมลทนของธาตอนเจอปนทำาใหมสตาง ๆ สแดงเรยกวา ทบทม สนำาเงนเรยกวา พลอยซปไฟร บางครงเรยกพลอยสอน ๆ เปนพลอยซปไฟรดวย เชน สชมพ สเหลอง สเขยว สมวง แหลงแรพลอย พบทจงหวดจนทบรและตราด ทพบมทงพลอยนำาเงน สแดงเรยกวาทบทม สเหลองและสเขยวเรยกวาพลอยสาแหรก พลอยสตาร เพทาย โกเมน และบศราคำา พลอยทพบในจงหวด จนทบรและตราดทกแหลง มความสมพนธเกยวของกบหนบะซอลต แมกระทงแหลงแรพลอยอน ๆ เชน บานกอแกว จงหวดแพร บรเวณบอพลอย จงหวดกาญจนบร พลอยทบอพลอยจงหวดกาญจนบรสวนใหญเปนพลอยสเขยวนำาเงนเหมอนพลอยไพลนและมแรนลตะโก ประโยชนของพลอยและทบทม ใชเปนเครองประดบ ใชเปนกากตดใบมดสำาหรบลบของแขงมาก ๆ ทำากระดาษทรายหรอผาขด เปนตน

17

2.4 แรเชอเพลงธรรมชาตทสำาคญ ไดแก ถานหน หนนำามน กาซธรรมชาต และนำามนปโตรเลยม เปนตน

2.4.1 ถานหน เปนของผสมทมสารหลายชนด สารทสำาคญทสดคอ ธาตคารบอน ถานหน แหลงแรถานหน ในประเทศสวนใหญเปนถานหนลกไนต พบทแมเมาะ จงหวดลำาปาง ตำาบลหนองบางปคำา อำาเภอเมอง จงหวดกระบ บานปาคา จงหวดลำาพน ตำาบลแมตบ อำาเภองาว จงหวดลำาปาง บานแมทาน อำาเภอแมเมาะ จงหวดลำาปาง แบงออกเปนชนดตาง ๆ ตามปรมาณของคารบอนได 4 ชนดดงน

2.4.1.1 ถานหนพตประกอบดวยคารบอน 57 % และไฮโรเจน 6.5 % เปนถานหนทยงมรองรอยของพชใหเหน

2.4.1.2 ถานลกไนตประกอบดวยคารบอน 72 % ออกซเจน 22 % และไฮโดรเจน 5.6 % มสนำาตาล เมอทงใหแหงจะแตกระแหง เมอเผาจะมควนดำา

2.4.1.3 ถานหนบทมนสประกอบดวยคารบอน 87 % ออกซเจน 7 % และไฮโดรเจน 5.5 % มสดำาดาน ๆ เหมอนดน มลกษณะเปนชน ๆ

2.4.1.4 ถานหนแอนทราไซตเปนถานหนชนดทดทสดประกอบดวยคารบอน 94 % ออกซเจน 1.5 % และไฮโดรเจน 3.5 % เปนมนวาว เผาไมคอยมควน

ประโยชนของถานหน ใชเปนเชอเพลงในการเผาไหมแทนถานไมและนำามน เชน โรงงานไฟฟาลกไนตทแมเมาะ จงหวดลำาปาง ใชเปนเชอเพลงในการบมใบยา ใชทำาถาน อดแทงเพอใชเปนเชอเพลงในการหงตม ใชทำากาซ นอกจากนยงใชทำาปยยเรย แอมโมเนยซลเฟต

2.4.2 หนนำามน มลกษณะคลายหนดนดาน มสนำาตาลออนจนถงนำาตาลแก มอนทรยสารทเรยกวาเคโรเจนเปนสาร

18

นำามนอมอยในเนอหนจดไฟตดได ชาวบานจงเรยกวา หนตดไฟหรอหนดนดานนำามน ใชประโยชนในการกลนเอานำามนใชเปนเชอเพลงและอน ๆ แหลงหนนำามนทสำาคญ ๆ ไดแก แหลงทอำาเภอแมสอด อำาเภอแมระมาด อำาเภออมผาง จงหวดตาก ทบานปาคา อำาเภอล จงหวดลำาพน อำาเภอเมอง จงหวดกระบ

2.4.3 กาซธรรมชาต ประกอบดวยสารประกอบไฮโดรเจนคารบอนและทไมใชไฮโดรคารบอนมสภาพเปนกาซ ซงพบในชนหนกกเกบปโตรเลยม บางกรณเกดขนเปนกาซอสระ ทไมไดเกดรวมกบนำามนดบ ในแหลงสะสมปโตรเลยม ผลผลตจะมแตกาซเทานน ซงประกอบดวยกาซมเทนเปนสวนใหญ และยงมกาซอเทน กาซโปรเทน และบวเทน ซงอยในสภาพเปนกาซหรอของเหลว ขนอยกบอณหภมหรอความกดดนในขณะนน นอกจากสารประกอบไฮโดรคารบอนแลว ในกาซธรรมชาตยงประกอบดวยสารทไมใชไฮโดรคารบอนหลายชนดทไมตดไฟ เชน ไฮโดรเจนซลไฟด และคารบอนไดออกไซด สวนกาซอารกอน และกาซฮเลยมมนอยมาก สารประกอบทไมใชไฮโดรคารบอนถามในกาซธรรมชาตมาก จะทำาใหคาความรอนของ กาซธรรมชาตตำา และตองการอณหภมในการสนดาปสง กาซธรรมชาตบางแหลง จงมการกำาจดหรอเตมไนโตรเจนลงไป เพอปรบปรงคาความรอน ซงกาซธรรมชาตทใชเปนเชอเพลงประกอบดวยมเทนประมาณ 85 – 95 % มอเทนและโปรเทนปนอยบาง มพวกทไมใชไฮโดรคารบอนสงสด ไมเกน 15 % มคาความถวงจำาเพาะประมาณ 0.58 - 0.79 % และมความรอนประมาณ 950 - 1,200 BTU/ft3 แหลงกาซธรรมชาตในประเทศไทยพบทอาวไทย แหลงนำาพอง จงหวดขอนแกน เปนตน

2.4.4 นำามนปโตรเลยม ประกอบดวยไฮโดรเจนและคารบอน ซงกำาเนดมาจากการแปรสภาพของสารอนทรย ไดแก ซากพชและซากสตวทบถมจมลงไปในบรเวณทเปนชน หนตะกอนใน

19

ระดบทมสภาวะเหมาะสมทงอณหภมและความดน เปลยนสภาพของสารอนทรย ใหเปนนำามนปโตรเลยม แหลงนำามนปโตรเลยมในประเทศ มการสำารวจพบนำามนดบครงแรกในป พ.ศ. 2464 ทอำาเภอฝาง จงหวดเชยงใหม และไดสรางโรงกลนนำามนขนาดกำาลงกลนวนละ 1,000 บารเรล (1 บารเรล = 158.985 ลตร) ในป พ.ศ. 2502 ซงนำามนดบทถกคนพบโดยทว ๆ ไปจะมสมบตทแตกตางกน บางชนดจะมไขมาก บางชนดมยางมะตอยมาก นำามนดบจะมสดำาหรอสนำาตาล มกลนคลายนำามนสำาเรจรปทวไปหรออาจจะมกลนฉนกวา ความหนดของนำามนดบจะแตกตางกน ตงแตเปนของเหลวใสเหมอนนำาจนถงเหนยวขนคลายยางมะตอย นำามนดบมคาความถวงจำาเพาะประมาณ 0.80 - 0.97 ท 15.6 ๐ C นำามนดบนอกจากประกอบดวยไฮโดรเจนและคารบอนเปนหลกแลว ยงมสารประกอบอน ๆ อกไดแก ออกซเจนประมาณ 0.001 – 5 % กำามะถนประมาณ 0.001 – 7 % ไนโตรเจนประมาณ 0.001 - 0.002 % และโลหะอน ๆ ประมาณ 0.001 - 0.002 %

จะเหนไดวาแรอตสาหกรรมนนเปนแรทเกดขนเองตามธรรมชาตและเปนทรพยากรธรรมชาตของประเทศทสำาคญอยางยง ซงจะประกอบดวยแรโลหะและแรอโลหะ อนไดแก แรเหลก ดบก ทงสเตน พลวง ฟลออไรด สงกะส แมงกานส ยปซม เฟลดสปาร เกลอหน เปนตน สวนแรรตนชาตจะประกอบดวยแรเพชร พลอยและทบทม ซงสามารถนำาแรไปใช ทำาเครองประดบเพอสรางมลคาเพมทสงขนได นอกจากแรประเภทตาง ๆ ดงทกลาวมาแลวขางตนยงมแหลงแรของประเทศทมความสำาคญอกอยางกคอ แหลงแรเชอเพลงธรรมชาตอนไดแก ถานหน หนนำามน กาซธรรมชาต และนำามนปโตรเลยม ซงแหลงแรดงกลาวเปนแหลงแรทใชในภาคอตสาหกรรม

20

การผลตหรออาจเรยกวาเปนแหลงแรทางเศรษฐกจของประเทศกยอมได

คว�มหม�ยของวสด

วสดถอวามความสำาคญอยางยงเปนสงตาง ๆ ทอยรอบตวเรา ซงจะประกอบดวยสารเคม เพอชวยใหความเปนอยของมนษยไดรบการพฒนาอยางตอเนอง สำาหรบความหมายของ คำาวา “วสด ”ไดใหคำาจำากดความไวหลากหลาย เชน

ไพฑรย ประสมศร (2543, หนา 1) ไดกลาวสรปไววา วสด หมายถงสงของหรอวตถ ทนำามาใชประกอบกนเปนชนงานตามการออกแบบ มตวตน สามารถสมผสได และมสมบตเฉพาะตวทางฟสกส ทางเคม ไฟฟา หรอสมบตเชงกลแตกตางกน

แมน อมรสทธและคณะ (2551, หนา 3) ไดกลาววา วสด หมายถงสารเคมทเปนองคประกอบของสงตาง ๆ หรอททำาขน ซงเปนคำานยามทกวางและใชไดหมดทกอยางแมเปนการประยกตใชทางวศวกรรม หรอกลาวไดวาวสดคอสงตาง ๆ ทอยรอบตวเรามนประกอบดวยสารเคม เชน กระจก ไม คอนกรต ยาง สงกะส พลาสตก เปนตน

กว หวงนเวศนกล (2556, หนา 7) ไดกลาววา วสด หมายถงสสารทมองคประกอบเปนสารเคม ทำาขนและนำามาใชงานในดานตาง ๆ เพอชวยใหความเปนอยของมนษยไดรบการพฒนา วสดทงหลายทอยรอบ ๆ ตวเราตางกผลตขนมาจากวสดชนดตาง ๆ เชน คอนกรต แกว เซรามก เหลกกลา ทองแดง พลาสตก กาว อฐ และไม เปนตน

ณรงคศกด ธรรมโชต (2558, หนา 11) ไดกลาวไววา วสด หมายถงสสารผลตหรอสงเคราะหขนมาเพอใชงานดานตาง ๆ

21

ตามทเราตองการสสารตาง ๆ ทมารวมกนทางเคม แลวกลายเปนวสด อาจเกดขนเองจากธรรมชาต เชน โครงสรางทางเคมของไมเปนโพลเมอร ทตนไมสรางขนเอง สวนพลาสตกทเราใชในชวตประจำาวนเปนโพลเมอรทผานการสงเคราะหขนมาโดยมนษย

จากการศกษาความหมายของคำาวา วสด สรปไดวา วสด “ ”หมายถงสารเคมทเปนองคประกอบของสงตาง ๆ หรอททำาขน เพอชวยใหความเปนอยของมนษยดขน ซงวสดทงหลาย ทอยรอบ ๆ ตวเราตางกผลตขนมาจากวสดชนดตาง ๆ เชน คอนกรต แกว เซรามก เหลกกลา ทองแดง กาว และอฐ หรออาจเกดขนเองจากธรรมชาต เชน โครงสรางทางเคมของไมเปนโพลเมอรทตนไมสรางขนเอง สวนพลาสตกทเราใชในชวตประจำาวนเปนโพลเมอรทผานการสงเคราะหขนมาโดยมนษย สามารถสมผสได และมสมบตเฉพาะตวทางฟสกส ทางเคม ไฟฟา หรอสมบตเชงกลแตกตางกน

คว�มหม�ยของวสดศ�สตร

วสดศาสตรสามารถไดมาจากธรรมชาตทงทางตรงและทางออม ซงทางตรงเปนวสด ทสามารถนำามาสการใชงานไดทนท เชน ดน หน กรวด ทราย แรธาตตาง ๆ สวนทางออมเปนวสด ทตองผานกระบวนการแปรรป เชน แกว พลาสตก ปนซเมนต กระดาษ เปนตน สำาหรบความหมายของคำาวา “วสดศาสตร ไดใหคำาจำากด”ความไวหลากหลาย เชน

ไพฑรย ประสมศร (2543, หนา 1) ไดกลาวสรปไววา วสดศาสตร หมายถงเปนศาสตรใหความรพนฐานเกยวกบโครงสรางวสด ซงเปนเหตผลสำาคญทำาใหวสดมสมบตทางกลแตกตางกนซงสามารถแบงวสดออกเปน ชนด ประเภท ตามลกษณะการเกดสมบตและกรรมวธในการผลต การเลอกใชวสดใหมความเหมาะสม

22

กบลกษณะของงาน โดยคำานงถงปจจยดานความสะดวก ปลอดภย ประหยด และมความคงทนเปนสำาคญ

แมน อมรสทธและคณะ (2551, หนา 5) ไดกลาววา วสดศาสตร หมายถงเปนศาสตรทเกยวกบการคนควาหาความรพนฐาน ลกษณะของโครงสรางภายใน สมบตตาง ๆ และกระบวนการผลตของวสดเหลานน

กตตพงษ กมะพงศและคณะ (2553, หนา 2) ไดกลาววา วสดศาสตร หมายถงเปนการศกษาเกยวกบโครงสรางจลภาคของวสด เนองจากโครงสรางจลภาคมผลทำาใหสมบตของวสดเปลยนแปลงแมวาสวนผสมทางเคมของวสดนนจะคงทกตาม เชน คาความเปราะ คาความตานทานไฟฟาเพมสงขน

กว หวงนเวศนกล (2556, หนา 9) ไดกลาววา วสดศาสตร หมายถงศาสตรทศกษาเกยวกบสมบตและกระบวนการพนฐานทเกยวของของวสดชนดตาง ๆ เชน โลหะและโลหะผสม เซรามกและแกว โพลเมอรและสงทอ รวมไปถงวสดเชงประกอบประเภทตาง ๆ รวมถงวสดกาวหนาในอนาคต

ณรงคศกด ธรรมโชต (2558, หนา 12) ไดกลาววา วสดศาสตร หมายถงเปนศาสตร ทเกยวกบการคนควาหาความรขนพนฐานทเกยวกบลกษณะโครงสรางภายในรวมถงสมบตและกระบวนการผลตวสดตาง ๆ เหลานน

จากการศกษาความหมายของคำาวา วสดศาสตร สรปได“ ”วา วสดศาสตร หมายถง เปนศาสตรทใหความรพนฐานเกยวกบโครงสรางของวสด ลกษณะของโครงสรางภายในของวสด สมบตตาง ๆ ของวสดและกระบวนการพนฐานทเกยวของของวสดชนดตาง ๆ เชน โลหะและ โลหะผสม เซรามกและแกว โพลเมอรและสงทอ รวมไปถงวสดเชงประกอบประเภทตาง ๆ วสดกาวหนาในอนาคต ซงสามารถแบงวสดออกเปน ชนด ประเภท ตามลกษณะของสมบตและ

23

กรรมวธการผลต การเลอกใชวสดใหเหมาะสม โดยคำานงถงปจจยดานความสะดวก ปลอดภย ประหยด และมความคงทนเปนสำาคญ

คว�มหม�ยของวสดวศวกรรม

วสดวศวกรรมสวนใหญจะไดมาจากการนำาวตถดบจากธรรมชาตมาทำาการผลตเปนวสดวศวกรรม วธการผลตจำาเปนตองอาศยเทคโนโลยทางเคมและทางโลหะวทยาเขาชวย สำาหรบความหมายของคำาวา “วสดวศวกรรม ไดใหคำาจำากดความไวหลากหลาย ”เชน

ไพฑรย ประสมศร (2543, หนา 2) ไดกลาววา วสดวศวกรรม หมายถงเปนการศกษาเรองของวสดในลกษณะการสำารวจ การวจย การปรบปรง พฒนา เพอใหไดวสดทมสมบตดยงขน และเปนการแกไขขอดอยของวสดชนดตาง ๆ คำาถามในเชงวสดวศวกรรม เชน ทำาอยางไรชนงาน จงจะมนำาหนกนอยลง ทำาอยางไรวสดทใช จงจะทนตอการเสยดส ทนความรอนไดดกวา ทำาอยางไรวสดจงจะคงทนใชงานไดระยะยาวนาน ทำาอยางไรวสดทใชจงจะมสมบตเปนตวนำาหรอตานทานไฟฟาหรอความรอนไดด ทำาอยางไรจงจะงายตอกระบวนการผลต และการนำาไปใชงาน ทำาอยางไรจงจะไดวสดทไมกอใหเกดปญหาทางดานมลภาวะไมทำาลายสงแวดลอม หรอทำาอยางไรจงจะมวสดคณภาพดราคาถกและปลอดภยในกระบวนการผลต การสรางงานและการบรโภค เปนตน

แมน อมรสทธและคณะ (2551, หนา 5) ไดกลาววา วสดวศวกรรม หมายถงเปนศาสตรทเกยวของอยางเปนหลกของการใชหลกการขนพนฐานและการประยกตความรของวสด เพอปรบปรงสมบตแลวนำามาผลตเปนผลตภณฑทตองการได หรอใหเปนไปตามความตองการของสงคม

24

กว หวงนเวศนกล (2556, หนา 10) ไดกลาววา วสดวศวกรรม หมายถงเปนศาสตร ทเกยวของสมพนธกนกบวสดศาสตร โดยเนนทการออกแบบวสดเชงวศวกรรม กระบวนการปรบปรงสมบตของวสด การวเคราะหผลการใชงานของวสด เศรษฐศาสตรเชงอตสาหกรรม สมบตเชงวศวกรรม เชน การคงทน การกดกรอน ความเสยหาย การซอมแซม เปนตน

ณรงคศกด ธรรมโชต (2558, หนา 12) ไดกลาววา วสดวศวกรรม หมายถงเปนศาสตรทเกยวของกบการใชหลกการพนฐานและการประยกตความรทเกยวของกบวสด เพอปรบปรงและพฒนาสมบตของวสดแลวนำามาผลตเปนผลตภณฑทนำามาใชในสงคม

จากการศกษาความหมายของคำาวา วสดวศวกรรม สรป“ ”ไดวา วสดวศวกรรม หมายถง เปนศาสตรทเกยวของกบการใชหลกการพนฐานและการประยกตใชความรทเกยวของกบวสด เพอปรบปรงสมบตของวสดใหสามารถทำาการผลตเปนผลตภณฑไดตามความตองการ ของลกคา โดยเนนการออกแบบวสดเชงวศวกรรม กระบวนการปรบปรงสมบตของวสด การวเคราะหผลการใชงานของวสด เศรษฐศาสตรเชงอตสาหกรรม และสมบตเชงวศวกรรม เปนตน

ประเภทของวสด

ในการศกษาเกยวกบวสดอตสาหกรรมสวนมากจะแบงออกเปน 3 ประเภทใหญๆ คอ ประเภทโลหะ โพลเมอร และเซรามก ซงความแตกตางของวสดทงสามประเภทตามสมบตทสำาคญ คอ สมบตทางกล สมบตทางไฟฟาและสมบตทางกายภาพ แลวยงมวสดทมความสำาคญมากทางวศวกรรมอก 6 ประเภทคอ วสดผสม วสดกง

25

ตวนำา วสดชวภาพ วสดเชงกาวหนาและวสดฉลาด (ไพฑรย ประสมศร, 2543, หนา 2)

1. วสดโลหะ (Metal materials) เปนวสดประเภทอนนทรยสาร ประกอบดวยธาตโลหะเพยง 1 อยาง หรอมากกวากได หรออาจมธาตอโลหะผสมอยดวย ธาตโลหะ เชน เหลก ทองแดง อะลมเนยม ทงสเตน นเกล สงกะส และไตตาเนยม เปนตน สวนธาตอโลหะทผสมอย เชน คารบอน ไนโตรเจน และออกซเจน วสดโลหะจะมโครงสรางเปนผลกอะตอมจะถกจดใหเรยงอย ในลกษณะเดยวกน วสดโลหะโดยทวไปจะมสมบตนำาไฟฟา และนำาความรอนไดด โลหะสวนใหญจะมสภาพใชงานเปนสถานะแขง มความแขงแรง มความเหนยวทอณหภมหอง และจะยงรกษาสภาพความแขงแรง ไดดเมออณหภมสงขน วสดโลหะสามารถแบงออกได 3 กลม คอ โลหะกลมเหลก (Ferrous) โลหะนอกกลมเหลก (Non–Ferrous) และโลหะเจอหรอโลหะผสม (Alloy) ซงโลหะกลมเหลกไดแก เหลกหลอ เหลกเหนยว เปนตน โลหะนอกกลมเหลก ไดแก ทองแดง อะลมเนยม สงกะส เงน ทอง เปนตน สวนโลหะเจอหรอโลหะผสม ไดแก ทองเหลอง บรอนซ ดบก อะลมเนยมโลหะแบรงหรอโลหะซนเตอร เปนตน

2. วสดโพลเมอร (Polymer materials) วสดโพลเมอร ไดแก จำาพวกพลาสตกและยางตาง ๆ จะมองคประกอบสวนใหญเปนสารไฮโดรคารบอน มโครงสรางโมเลกลขนาดใหญ มลกษณะเปนตาขาย เปนแขนง หรอเปนเสนยาว มความหนาแนนตำา จงเปนเหตผลททำาให โพลเมอรมความออนตว ยดหยน สามารถรบแรงไดมาก โครงสรางสวนใหญจะไมเปนผลก แตมบางชนดทมโครงสรางเปนแบบผลกและไมเปนผลกผสมกน โพลเมอรเปนตวนำาไฟฟาและความรอนทไมด จงนยมทำาฉนวนไฟฟาและใชประโยชนทางการปดการรวของไฟฟาตวอยางวสดโพลเมอร ไดแก พลาสตก ยาง ฟองนำา โฟม อพอกซ ทอ พ ว ซ เปนตน

26

3. วสดเซรามก (Ceramic materials) วสดเซรามกจดเปนพวกวสดสงเคราะห เกดจากการรวมตวของวตถดบทงประเภทโลหะและอโลหะ องคประกอบสวนใหญจะอยในรป ของออกไซด ไนเตรท และคารไบต วสดในกลมเซรามก เชน ซเมนต แกว กระจก ขอดของวสดเซรามก คอมนำาหนกไมมากนก มความแขง ทนทาน ทนความรอนไดสง เปนฉนวนไฟฟาทด ดวยสมบตเดนดานการทนความรอนสง ทนการกดกรอน ยากตอการสกหรอ และเปนฉนวนทด เซรามกจงถกนำาไปใชทำาผนงเตาหลอมโลหะทตองการอณหภมสง ๆ ไดแก เตาหลอมเหลกกลา เปนตน นอกจากนยงถกนำาไปใชงานในยานอวกาศ โดยใชทำาเปลอกนอกของตวยานอวกาศ เพราะสามารถทนตอความรอนทเกดจากการเสยดสของบรรยากาศขณะเคลอนทได สวนวสด ในตวยานอวกาศจะทำาดวยวสดอลมเนยมหรอโลหะผสมอน ๆ วสดเซรามกจะมความคงทนมากกวาวสดโลหะและโพลเมอร ซงวสดเซรามกมความแขงมากแตจะเปราะและแตกหกไดงาย

4. วสดผสม (Composite materials) วสดผสมจำานวนมากถกนำามาใชงานโดยประกอบขนมาจากวสดมากกวา 1 ประเภท ตวอยางทเหนเดนชดไดแก เสนใยแกว ซงถกใชงานโดยฝงอยภายในวสดโพลเมอรอกวสดหนง วสดผสมถกออกแบบใหรวมลกษณะเฉพาะทดทสดของวสด ทเปนสวนประกอบของมนเขาดวยกน เสนใยแกวมความแขงแรงทสงของแกวและไดความยดหยน ออนตวจากโพลเมอร การพฒนาวสดใหม ๆ ในระยะหลง จงครอบคลมถงวสดผสมนดวย (สวนชย พงษสกจวฒนและคณะ, 2548, หนา 6)

5. วสดกงตวนำา (Semiconductor materials) เซมคอนดคเตอร บางครงเพอเปนการงายตอความเขาใจ อาจเรยกวา วสดอเลกทรอนกส ซงจะมความเปราะสง แตวสดเหลานเปนทนยม

27

ใชกบงานอเลกทรอนกส คอมพวเตอร และการสอสาร เพราะความสามารถในการนำาไฟฟาของวสด ดงนนวสดกงตวนำา จงถกนำามาผลตเปนชนสวนจำาพวกทรานซสเตอร ไดโอด และแผงวงจรรวม สำาหรบการตดตอสอสารใชการสงขอมลโดยอาศยแสงเปนตวชวย เราเรยกระบบนวา เสนใยแกว นำาแสง วสดกงตวนำาจะทำาหนาทเปลยนสญญาณไฟฟาเปนแสงและเปลยนแสงเปนไฟฟาได (ณรงคศกด ธรรมโชต, 2558, หนา 17)

6. วสดชวภาพ (Bio-materials) เปนวสดทสามารถนำามาใชทดแทนอวยวะสวนหนงสวนใดของรางกายมนษยทเสอมสภาพได โดยไมเกดปฏกรยาตอตานจากรางกายมนษย วสดชวภาพสามารถผลตไดจากวสดทวไปไมวาจะเปนโลหะ โพลเมอร เซรามก วสดผสม หรอวสดกงตวนำา และวสดทเปนมตรกบสงแวดลอม พลาสตกทสามารถสลายตวเองได โดยไมทำาลายสงแวดลอม ซงเปนลกษณะเฉพาะตวของวสดชวภาพ (กว หวงนเวศนกล, 2556, หนา 17)

7. วสดเชงกาวหนา (Advanced materials) เปนวสดทคดคนประดษฐเพอใชประโยชนในงานทตองการเทคโนโลยชนสง วสดเชงกาวหนานสามารถผลตไดจากวสดเกอบทกประเภท ไมวาจะเปนโลหะ โพลเมอร เซรามก วสดผสม วสดกงตวนำา หรอวสดนาโนถอวาเปนวสดเชงกาวหนา เปนวทยาการทวาดวยการศกษาและการสงเคราะหวสดในระดบอะตอมหรอโมเลกล ซงมขนาดเลกมาก โดยจะวดขนาดของโครงสรางอะตอมและโมเลกลเปนนาโนเมตร

8. วสดฉลาด (Intelligent materials) เปนวสดทสามารถปรบตวรบรการเปลยนแปลงของสภาพแวดลอมททำางานอยและตอบสนองตอการเปลยนแปลงตามรปแบบทไดกำาหนดไวกอนลวงหนา วสดฉลาดในทางวศวกรรมแบงออกเปน 2 ประเภทไดแก เซนเซอร ซงเปนอปกรณตรวจจบ สวนทสองไดแก แอคซเอเตอร ซง

28

เปนอปกรณทสามารถตอบสนองตอสงเราและตอบสนองโดยการเคลอนไหวทางกล

จะเหนไดวา ประเภทของวสด ซงประเภทของวสดหลก ๆ ทสำาคญมอยดวยกน 3 ประเภท คอ โลหะ โพลเมอร เซรามก และยงมวสดทมความสำาคญมากเกยวกบทางดานวศวกรรมและเทคโนโลยชนสง คอ วสดผสม และวสดกงตวนำา นอกจากนนยงมวสดชนดใหมทมความสำาคญในการใชงานในวงการอตสาหกรรม คอ วสดชวภาพ วสดเชงกาวหนาและวสดฉลาด

ก�รแบงกลมวสดต�มรปแบบก�รใชง�น

การแบงกลมวสดตามรปแบบการใชงาน ไดแก การใชงานทางกล ทางชววทยา ทางไฟฟา ทางแมเหลก ทางแสง เปนตน ซงสามารถแบงงานของแตละกลมออกเปนกลมยอยๆ ไดดงน (กตตพงษ กมะพงศและคณะ, 2553, หนา 6)

1. อากาศยาน (Aerospace) วสดทมนำาหนกเบา เชน ไม และอะลมเนยมผสม นำามาใชครงแรก เพอสรางเครองบนของพนองตระกลไรต ปจจบนมการพฒนาวสดชนดใหมมาใชในอากาศยานของนาซา เชน การนำาผงอะลมเนยมมาขนรปเปนทอนไอพน หรอการใชพลาสตกและซลกา มาทำาเปนยางสำาหรบใชในยานอวกาศ เปนตน

2. วสดทางชวการแพทย (Biomedical) เชน กระดกฟนของมนษย ชนสวนกระดก หลอดเลอดเลยงหวใจ ลวดดดฟน ซงทำาจากพลาสตกไทเทเนยมผสมและเหลกกลาไรสนมทไมมสภาวะแมเหลก ระบบการสรางภาพอลตราโซนก แมเหลกทใชสรางภาพดวยการสนสะเทอนท ทำาจากตวนำาพเศษ

3. วสดอเลกทรอนกส (Electronic materials) เชน สารกงตวนำาททำาจากซลคอน เปนวสดทใชผลตไอซสำาหรบ

29

อปกรณคอมพวเตอร ตวเกบประจเซรามกททำาจากแทนทาลมออกไซด สวนตวนำาพเศษทใชผลตแมเหลกกำาลงสงนนทำาจากทองแดง อะลมเนยม และโลหะอน ๆ เปนตน

4. วสดสำาหรบเทคโนโลยพลงงานและสงแวดลอม (Energy technology and Environmental technology) เชน อตสาหกรรมนวเคลยรใชยเรเนยมไดออกไซด และพลโตเนยม เปนเชอเพลง และใชแกวหรอเหลกกลาไรสนมเปนอปกรณและภาชนะบรรจ สำาหรบการขนยายวสดนวเคลยรและการกำาจดขยะกมมนตรงส หรอเทคโนโลยสมยใหมในการผลตแบตเตอรและเซลลเชอเพลงททำาจากเซรามก เชน เซอรโคเนย และโพลเมอรในอตสาหกรรมนำามนและปโตรเลยมใชซโอไลตเปนแผนซบสเตรต สำาหรบตวเรงปฏกรยา และใชแพลตนมเปนตวเรงปฏกรยา

5. วสดแมเหลก (Magnetic materials) เชน ฮารดดสกในคอมพวเตอร เทปวดโอ เทปคาสเซตต ทำาจากเซรามก โลหะและโพลเมอร โดยการเคลอบผวดวยการตกผลกไอเคมของอนภาคเหลกออกไซตแกมมาลงบนแผนซบสเตรตททำาจากโพลเมอร หรอการใชผงอนภาคเหลกบรสทธสงในการผลตเทปวดโอสวนการผลตฮารดดสกจะใชผงโลหะผสมโคบอลต-แพลตนม-แทนทาลม-โครเมยม หรอการใชเหลกกลาทมปรมาณซลคอนสงเปนแกนแมเหลกในหมอแปลงไฟฟา เปนตน

6. วสดนำาแสง (Photonic materials) เชน การผลตซลคอนเปนวตถดบในการผลตทอ ใยแกวนำาแสงทมความยาวมากกวา 10 ลานกโลเมตรในปจจบน นอกจากนนวสดนำาแสงยงใช เปนวตถดบในการผลตตวตรวจจบสญญาณตาง ๆ หรอการผลตเลเซอรทไดจากวสดอะลมนา หรอการใชซลคอนอสญฐานในการผลตเซลลสรยะ เปนตน

30

7. วสดฉลาด (Smart materials) คอวสดทตอบสนองอยางรวดเรวตอการเปลยนแปลงของสงแวดลอมทเปนเคม โดยระบบประกอบดวยอปกรณชดตรวจจบสญญาณ ซงทำาหนาทอานและตรวจวดเปรยบเทยบการเปลยนแปลงกอนและหลงการกระทำา

8. วสดโครงสราง (Structural materials) เปนวสดทออกแบบมา เพอรบแรงกระทำา เชน เหลก คอนกรต วสดผสม ทใชสรางอาคาร หรอเหลกกลา แกว พลาสตก วสดผสมในการผลตรถยนต เปนตน ซงตองมคาความแขงแรง คาความแขงแกรง และคาความเหนยวในระดบทเพยงพอตอการใชงานภายใตสภาวะ และอณหภมทเปลยนแปลง

จะเหนไดวา การแบงกลมวสดตามรปแบบของการใชงานนน ถอวาเปนสงจำาเปนมากสำาหรบงานอตสาหกรรมการผลต โดยเฉพาะอยางยงจะตองทำาการศกษาและทำาความเขาใจสมบตของวสดแตละกลมวาจะใชงานกบอะไร ตองการความทนทานหรอความแขงแรงของวสดเทาใด เพอทจะนำาวสดดงกลาวไปใชงานไดอยางถกตองแมนยำา โดยทวสดนนสามารถทำางานไดอยางเตมประสทธภาพตามสมบตของวสดนน ๆ

ก�รเลอกใชวสด

ในการเลอกใชวสดนนจะตองทำาการพจารณาถงสมบตทางวศวกรรมของวสดในดานตาง ๆ ใหตรงกบลกษณะของการใชงานทไดออกแบบไว ซงยงมปจจยในดานอน ๆ อกอาทเชน ความคมคา อายการใชงาน ความพอใจของเจาของ ความพงพอใจของลกคา (กว หวงนเวศนกล, 2556, หนา 18)

1. สมบตทางกายภาพ (Physical properties) เปนสมบตเฉพาะของวสดทเกยวกบ การเกดปฏกรยาของวสดตอ

31

พลงงานทมากระทำาในรปตาง ๆ กน เชน จดหลอมเหลว ความรอน สนามแมเหลกหรอสนามไฟฟา การสะทอนของผว การสะทอนของเสยง ความหนาแนน ลกษณะของส เปนตน

2. สมบตเชงกล (Mechanical properties) เปนสมบตเฉพาะตวของวสดแตละชนดท ถกกระทำาดวยแรงและตอบสนองตอแรง เชน ความตานทานตอแรงดง ความตานทานตอแรงอด ความตานทานตอแรงเฉอน ความเหนยว ความแขง การลา การคบ เปนตน

3. สมบตเชงมต (Dimensional properties) เปนสมบตทใชพจารณาเลอกวาวสดนน มความหลากหลายของขนาด มความหลากหลายของรปราง มความหลากหลายของพนผว มเสถยรภาพของวสด มความแมนยำาในการผลตจากโรงงาน เปนตน

4. สมบตทางเคม (Chemical properties) เปนสมบตทใชบอกถงลกษณะเฉพาะตว ทเกยวกบโครงสรางและองคประกอบของธาตตาง ๆ ของวสดนน ๆ เชน สวนผสม โครงสรางจลภาค โครงสรางผลก เฟส ความสามารถตานทานการกดกรอน นำาหนกโมเลกล เปนตน

5. อายการใชงานทตองการ (Design life) การออกแบบชนงานใหมอายการใชงานตามทตองการ เชน 3 ป 5 ป 10 ป จะเปนปจจยทกำาหนดใหเลอกใชวสดทมคณสมบตทางวศวกรรมในระดบใด และใหสอดคลองกบตนทนทางเศรษฐศาสตร

6. ความยากงานในการใชงาน (Performance) วสดทนำามาทำาการผลตดวยกรรมวธ ตาง ๆ เชน การหลอม การอบ การหลอ การกลงไส การขนรป มความยากงายในการผลตเพยงใด หรอมความยากงายเพยงใดในการนำาไปประกอบขนรปทรงตาง ๆ เชน การเชอมไฟฟา การยดดวยสลกเกลยว การยดดวยกาว เปนตน

32

7. ความยากงายในการจดหา (Availability) วสดเลอกใช ตองจดซอจดหาไดงายภายในทองถน หรอมแหลงผลตทดแทนไดงาย ตองมโรงงานทผลตวสดนมามากเพยงพอ มผลตอการสำารองวสดหรอการวางแผนสงวสด

8. ความสวยงาม (Appearance) รปลกษณภายนอกของวสดทสวยงามจะชวยใหชนงานมคณคาและความนาใชมากขน ความสวยงาม เชน ผวมนวาว มสสนของเนอวสดใหเลอกตาม ชนดของวสดนน เชน สทองจากวสดทองเหลอง สบรอนซจากอลมเนยม เปนตน

9. ความเหมาะสมของตนทน (Cost) วสดมหลายชนด มหลายคณภาพ และอายคงทนของวสด ตองคำานวณเปรยบเทยบเชงเศรษฐศาสตร เพอหาจดคมทน กำาไร ราคาขาย ใหตรง ตามเปาหมายการใชงานของลกคา

10. ประสบการณ (Experience) ผทเคยผานการใชวสดนน ๆ มาแลว จะทำาใหทราบถงขอด ขอดอยของวสดนนได ทราบถงความคงทน ทราบถงการจดหาอะไหลไดงายหรอไม เปนตน

การเลอกใชวสด เพอทจะนำาวสดไปใชงานไดอยางเหมาะสมนน ซงการนำาวสดไปใชงานจากการเลอกวสดมขอควรพจารณาดงน (ฝายวชาการ, 2545, หนา 16)

1. การขนรป วสดทใชจะตองสามารถทำาใหเปนรปรางตามความตองการ ของผออกแบบได โดยใชกระบวนการเครองจกรทสามารถจดหาได

2.ราคา ราคาของชนสวนสำาเรจรปเปนปจจยในการเลอกใชวสด

3. ความแขงแรง วสดทใชจะตองมความแขงแรงในการรบนำาหนก ในดานแรงดง แรงอด แรงเฉอน แรงกระแทกตาง ๆ โดยไมแตกหกเสยหายชำารด

33

4. ความคงรปเมอรบแรง ถาชนสวนตองรบแรง รบนำาหนก จะตองไมยดหรอ บดหดตว จนเสยรปเกนพกดทออกแบบไว

5. ความคงทนตอสภาพแวดลอม วสดทใชจะตองสามารถคงรปหรอรกษาสมบตไวเมอสภาพแวดลอมเปลยนแปลง เชน อณหภมสง ความชนสง เปนตน

6. อายการใชงานและอายการเกบรกษาชนสวนตาง ๆ มอายการใชงานทจะเสอมสภาพไปตามเวลาทใช ดงนนจงตองมการบำารงรกษาในชวงเวลาทกำาหนด

7. สมบตในการใชงาน ผลตภณฑบางอยางมความตองการวสดทมความพเศษ ในการใชงานเฉพาะอยาง

8. ผลกระทบตอสงแวดลอม ถอวามความสำาคญอยางยงในการเลอกใชวสดในปจจบน

9. การกำาจดของเสย วสดตาง ๆ มของเสยทงระหวางกระบวนการผลต ระหวางการ ใชงานและเมอเลกใชงานไปแลว ดงนนจะตองคดใหรอบคอบวา จะนำาของเสยเหลานนไปกำาจด ทใดรวมทงวธการกำาจดและคาใชจายในการกำาจดดวย

จะเหนไดวา การเลอกใชวสดในการวเคราะหปจจยการเลอกใชวสดใหเหมาะสม กบการใชงานนน ตวอยางเชน ในการเลอกใชวสดสำาหรบการสรางตอบ วสดทเลอกใชจะตอง มความแขงแรงไมมการเปลยนแปลงรปรางไดงายและไมเกดความเสยหาย เนองจากความรอน ทเกดขนภายในตอบในดานเกยวกบสมประสทธการขยายตว ความตานทานตอการกดกรอน อายการใชงานของวสดกถอวาเปนสงสำาคญยง ดงนนสงเหลานลวนเปนปจจยทจะชวยในการตดสนใจเลอกชนดของวสดนน ๆ ไดอยางรวดเรวยงขน

34

วสดสำ�หรบอน�คต

การไดมาซงวสดเพอการใชงานในรปแบบตาง ๆนนถอวาเปนเรองสำาคญ ซงวสดประเภทใหม ๆ ทเกดขนเปนวสดทมความซบซอนในกระบวนการผลตจากการพฒนาทางดานวสด โดยเฉพาะอยางยงวตถดบตามธรรมชาตมอยอยางจำากดยงใชยงเหลอนอยลงทกท ซงปญหาน จะกลายมาเปนเรองสำาคญของโลกในอนาคตอยางเชน การใชพลงงานทดแทน ซงกำาลงไดรบความสนใจเปนอยางยง ในการนำาพลงงานมาใชในปจจบนมอยหลายรปแบบ เชน นำามนเชอเพลง ถานหน กาซพวกอนทรยสารจากธรรมชาต เปนตน ซงสงเหลานเมอมการใชงานกยอมหมดไป ปญหาทตามมาเปนเรองทจะตองเรงพฒนาและทำาการแกไขโดยเรว ซงความจำาเปนทจะตองพยายามคนหาแหลงทรพยากรอน ๆ เพอนำามาทดแทน ซงพลงงานทมตนทนตำา มศกยภาพในการใชงาน ไดอยางมประสทธภาพกอใหเกดประโยชนสงสดตอสงคมและประเทศชาต (ไพฑรย ประสมศร, 2543, หนา 10)

พลงงานนวเคลยร (Nuclear energy) กเปนอกรปแบบหนงของพลงงานทมบทบาท สำาคญอยางยงในอนาคต พลงงานนวเคลยรมโอกาสเขามาทดแทนพลงงานในรปแบบอน ๆ แตสงทเปนปญหาจากการใชงานนน จะตองทำาการปรบปรงและแกไขในหลาย ๆ เรองอยางเชน วสดท จะใชบรรจสารกำามนตรงส หรอกากนวเคลยรทเหลอจากการใชงาน จะเกบและควบคมอยางไร จงจะไมกอใหเกดผลกระทบตอสภาพแวดลอม ทงพช สตว และมนษย จงจำาเปนจะตองใหความสำาคญ และพยายามคนหาวธการใด ๆ ทจะมาพฒนาการเลอกใชวสดใหเหมาะสมกบการ ใชงาน โดยไมกอใหเกดผลกระทบตอมลภาวะตาง ๆ เชน ทางนำา ทางอากาศ ไมมปญหาดาน

35

สงแวดลอม และปญหาดานสขอนามยจากการเลอกใชวสดใหนอยทสด

พลงงานจำานวนมากมายมหาศาลจะถกนำามาใชในดานการขนสง เชน ทางอากาศ เครองบน รถไฟ เรอเดนทะเล เปนตน ซงมความจำาเปนทจะตองใชพลงงานดงกลาว แตปญหาทควรจะตองพจารณาคอ ทำาอยางไรทจะสามารถลดนำาหนกยานพาหนะในการขนสงใหตำาลง กจะสามารถเพมประสทธภาพในการขนสงไดมากยงขน ซงสงเหลานสามารถทำาไดโดยการพฒนาวสดทจะนำามาใชในยานพาหนะใหมนำาหนกลดลงอยางเชน การเลอกใชวสดโลหะเบา หรอโลหะผสมในกลมเดยวกน ตวอยางเชน วสดโครงสรางของเครองยนต เครองจกรกล จำาเปนจะตองพฒนา ไปพรอม ๆ กน จะตองเปนวสดทมความสามารถทนตออณหภมสง ๆ มความแขงแรง ทนตอการเสยดทาน ไมสกหรองาย การเพมอณหภมในการขบเคลอนเครองยนตนน จะมผลทำาใหเชอเพลง ทใชมประสทธภาพสงขน เมอวสดถกนำามาใชไดอยางเตมประสทธภาพปญหาทตามมากจะนอยลง

ปจจบนความตองการทจะหาแหลงพลงงานใหมทมราคาตำาและตองใชแหลงทรพยากรทมอยในปจจบนอยางมประสทธภาพสงสด วสดจงมบทบาทสำาคญในการพฒนาสงเหลานอยางเชน การพฒนาพลงงานแสงอาทตยใหเปนพลงงานไฟฟา เซลลแสงอาทตย ซงเปนวสดใหมทมราคาคอนขางสง จงจำาเปนตองมการพฒนาวสดทมประสทธภาพในการนำามาใชงานในดานพลงงานในราคาทตำามาทดแทนการใชงานวสดในปจจบน (สวนชย พงษสกจวฒนและคณะ, 2548, หนา 8) วสดหลายชนดทเรานำามาใชงานเปนวสดสนเปลอง ไมสามารถนำากลบมาใชใหมได อกอยางเชน นำามน ถานหน กาซ เปนตน เมอนำามาใชงานแลวกจะเหลอในธรรมชาตนอยลง ซงวสดดงกลาว มาจากแหลงกำาเนดทไมสามารถหาใหมไดหรอผลตใหมได

36

วสดในกลมของโพลเมอร กเชนกนวตถดบมาจากนำามนและวสดอน ๆ บางชนด โดยเฉพาะอยางยงแหลงทรพยากรทไมสามารถหาใหมไดและกำาลงขาดแคลนลง จงจำาเปนตองดำาเนนการคนหาแหลงวตถดบเพมเตม เพอทจะนำาวตถดบมาพฒนาวสดใหมทมสมบตเทยบเทากบวสดเดมหรอดกวา ซงการพฒนาเทคโนโลยใหมจากการใชวสดรไซเคลจากวสดเหลอใชกเปนอกทางเลอกหนง ดงนนการแสวงหาแหลงทรพยากรใหม ๆ หรอการพฒนาวสดใหมทมสมบตใกลเคยงมาทดแทนถอวาเปนภาระหนาทของผเชยวชาญ นกวทยาศาสตร และนกเทคโนโลยจะตองรวมมอกนแสวงหาหรอคนควาวจย เพอใหไดวสดใหมมาทดแทนวสดเกา หรอเพอความกาวหนาทางดานวสดอตสาหกรรมตอไป

วสดนาโน โดยทวไปหมายถงวสดทมขนาดความยาวเฉพาะ (นนคอเสนผานศนยกลางของอนภาค ขนาดของเกรน ความหนาของผวเปนตน) คอ ขนาดเลกกวา 100 นาโนเมตร ( 1 นาโนเมตร = 10-9 เมตร) วสดนาโนสามารถเปนโลหะ โพลเมอร เซรามก อเลกทรอนกสหรอวสดผสม กไดในลกษณะเชนนเซรามกทเปนผงจะตองมขนาดเลกกวา 100 นาโนเมตร โลหะทเปนกอนจะตองมขนาดของเกรนเลกกวา 100 นาโนเมตร เสนลวดในเครองอเลกทรอนกสจะตองมเสนผานศนยกลางเลกกวา 100 นาโนเมตร วสดตาง ๆ เหลานจะตองมขนาดดงกลาว จงจะไดรบการพจารณาวาเปนวสดนาโนหรอวสดทมโครงสรางนาโน วสดทมขนาดนาโนจะมสมบตไมอยระดบโมเลกลหรอระดบอะตอมแมจะอยเปนกอนกตาม แมจะมงานวจยและงานพฒนาเกยวกบกจกรรมเหลานเปนจำานวนมาก ถาดยอนหลงไปในราวป 1960 งานวจยแรก ๆ เกยวกบวสดนาโนเปนการกระทำา ใหไดอนภาคทมขนาดเลกกวา 1 ไมครอน (1 ไมครอน = 10-6 เมตร = 103 นาโนเมตร) โดยใชเตาเผาดวยเปลวไฟ งานประยกตใชวสดนาโนแรก ๆ คอใชทำาตวเรง และส นกโลหะ

37

วทยาไดใหขอคด ควรระวงไววา การทำาใหโลหะบรสทธมาก ๆ ถงระดบเลกกวาไมครอน โครงสรางเกรนของโลหะจะมความแขงแรงและความแขงเพมขนอยางมนยสำาคญ (แมน อมรสทธและคณะ, 2551, หนา 16) อนาคตการประยกตใชวสดนาโนนอาจจะมขอบเขตจำากดคอ ความสามารถในการผลตทใหไดประสทธภาพสงและราคาไมแพง เชนถาจะผลตกระดกและฟนเทยม จากวสดนาโน เพอใชกบคน ทเปนโรคกระดกหรอใสฟนปลอมแลวไมแพ แขงแรงดกวาและแลดดกวาใชโลหะ วสดชนดหนง ทใชทำาคอ เซอรโคเนยทมผลกขนาดนาโนมลกษณะแขงไมสกหรองาย เปนสารเคมทเสถยรและรางกายยอมรบได วสดนสามารถผลตใหอยในรปพรนได เมอนำาไปใสฟน จะทำาใหกระดก ทเจรญเตบโตเขาไปอดในร จะทำาใหฟนทใสแนนขน การใชโลหะผสมกยงคงใชกนอย แตจะตองไมมการเกดอนตรกรยา หรอฟนหลดออกหรอตองทำาการผาตด วสดนาโนนยงใชสำาหรบผลตสหรอวสดเคลอบผว เพอปองกนการขดขดใหเปนรอยและปองกนสงแวดลอมมาทำาลาย เชนเดยวกนอปกรณอเลกทรอนกส เชน ทรานซสเตอร ไดโอดหรอเลเซอร อาจจะพฒนาขนมาโดยใชเสนลวดนาโน ความกาวหนาทางดานวสดศาสตรจะตองควบคไปกบเทคโนโลยและเศรษฐศาสตรในทก ๆงานวศวกรรมและอตสาหกรรม

จะเหนไดวา วสดสำาหรบอนาคตเปนวสดทมความจำาเปนตองใชทรพยากรธรรมชาต ทมอยอยางจำากดและจำาเปนตองใชใหเกดประโยชนสงสด ซงการพฒนาวสดใหมขนมาทดแทน วสดเกา จงมความสำาคญอยางยงดวยเทคโนโลยททนสมยประกอบกบการเลอกใชวสดใหเหมาะ กบงาน โดยตองคำานงถงคณภาพของสงแวดลอมในการควบคมมลพษทางอากาศและทางนำา จะตองมการปรบปรงกระบวนการผลตวสดและกระบวนการทำาวสดใหบรสทธ ซงจะสงผลกระทบตอสงแวดลอมนอยทสด ดงนนการพฒนาวสดสำาหรบอนาคต จงถอวาเปนภาระหนาทสำาคญของผเชยวชาญ นกวทยาศาสตร และ

38

นกเทคโนโลยจะตองรวมมอกนคนควาหรอทำาการวจยและพฒนาวสดสำาหรบอนาคตตอไป

ม�ตรฐ�นโลหะอตส�หกรรม

สำาหรบมาตรฐานโลหะอตสาหกรรม หลงจากสงครามโลกครงท 2 เปนตนมา ประเทศทเจรญกาวหนาทางดานอตสาหกรรมไดผลตสนคาทางอตสาหกรรมไดทำาการสงออก ไปจำาหนายยงตางประเทศ โดยทยงไมไดมการกำาหนดกฎเกณฑมาตรฐานอตสาหกรรม เมอโลก มความเจรญกาวหนาทางเทคโนโลยและอตสาหกรรมมากขน จงเกดการแขงขนจากการสงออกสนคาทางอตสาหกรรมไปยงประเทศตาง ๆ มากยงขน ดงนนมาตรฐานของสนคาทางอตสาหกรรม จงไดมการกำาหนดกฎเกณฑมาตรฐานโลหะอตสาหกรรมขน โดยทประเทศทเจรญกาวหนาทางเทคโนโลยและอตสาหกรรมซงเปนผสงออกรายใหญ ๆ ของโลก ไดกำาหนดมาตรฐานโลหะอตสาหกรรมของตนเองขนมา ทำาใหการผลตสนคาและการผลตชนสวนอปกรณตาง ๆ เปนสนคา ทมมาตรฐานเดยวกนทวโลก การทประเทศตาง ๆ ไดกำาหนดมาตรฐานโลหะอตสาหกรรมของตนเองขนมานน การเลอกใชวสดเพอผลตเปนชนงานนน สามารถเปรยบเทยบมาตรฐานแตละมาตรฐานเขาดวยกนได ทำาใหเราสามารถเลอกใชวสดทมมาตรฐานเดมไดในการผลตชนสวนอปกรณตาง ๆ โดยมรายละเอยดดงน (บณธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 137)

1. สถาบนเหลกและเหลกกลาแหงสหรฐอเมรกา (American iron and steel institute : AISI) และสมาคมวศวกรรมยานยนต (Society of automotive engineers : SAE) ไดกำาหนดระบบการใหชอเหลกกลาขน ซงมลกษณะคลายคลง

39

กน แตระบบ AISI จะใชตวอกษร A, B, C, D และ E นำาหนาตวเลข เพอบอกกรรมวธการผลต ตอมาในป พ.ศ. 2518 ระบบ SAE ไดกำาหนดระบบการ ใหชอเหลกกลาขนมาใหม เรยกวา UNS (Unified numbering system for metals and alloys ) โดยใชอกษร A, C, G, และ S นำาหนาตวเลข เพอบอกชนดของวสด ตวอยางเชน

AISI C 1 0 0 0 0

เปอรเซนของคารบอนเฉลยสงสด เปอรเซนของคารบอนเฉลยปานกลางหารดวย 100 วสดผสมสงสด ชนดของเหลกหรอโลหะผสม ตวอกษร AISI ใช A, B, C, E UNS ใช A, C, G, S SAE ไมม

ตวอกษรในระบบ AISI มรายละเอยดดงนA หมายถง เหลกกลาผสม ผลตจากเตาโอเพน-ฮารต

แบบดางB หมายถง เหลกกลาคารบอน ผลตจากเตาเบสเซเมอร

แบบกรดC หมายถง เหลกกลาคารบอน ผลตจากเตาโอเพน-ฮารต

แบบดาง

40

D หมายถง เหลกกลาคารบอน ผลตจากเตาโอเพน-ฮารตแบบกรด

E หมายถงเหลกกลาผสม ผลตจากเตาไฟฟาตวอกษรในระบบ UNS มรายละเเอยดดงน

A หมายถง อะลมเนยมผสมC หมายถง ทองแดงผสมG หมายถง เหลกกลาคารบอนและเหลกกลาผสม S หมายถง เหลกกลาไรสนมหรอเหลกกลาตานทานการ

กดกรอนเหลกกลาไรสนมของระบบ UNS จะใชอกษร S แลวตาม

ดวยตวเลข 3 หลก เชนS2xx หมายถงเหลกกลาไรสนม ผสมโครเมยม นกเกล

และแมงกานสS3xx หมายถง เหลกกลาไรสนม ผสมโครเมยมและ

นกเกลS4xx หมายถง เหลกกลาไรสนม ผสมโครเมยม

ตารางท 1.1 ความหมายของเลข 2 ตวแรกหลงอกษรในระบบ AISI, SAE และ UNS

ตวเลข

ชนดเหลก รหส ตวอยางเหลก

1 เหลกกลาคารบอน

10xx11xx13xx

คารบอนธรรมดาไมม S และ P free cutting ม S ใชทำาสลกเกลยว เหลกกลาแมงกานส

2 เหลกกลานกเกล- 21xx 1.25 เปอรเซนตของ

41

โครเมยม 22xx

23xx

24xx

นกเกล0.60 เปอรเซนตของโครเมยม1.75 เปอรเซนตของนกเกล1.00 เปอรเซนตของโครเมยม3.50 เปอรเซนตของนกเกล1.50 เปอรเซนตของโครเมยม3.00 เปอรเซนตของนกเกล0.80 เปอรเซนตของโครเมยม

ตารางท 1.1 ความหมายของเลข 2 ตวแรกหลงอกษรในระบบ AISI, SAE และ UNS (ตอ)

ตวเลข

ชนดเหลก รหส ตวอยางเหลก

3 เหลกกลานกเกล 30xx31xx33xx35xx

0.50 เปอรเซนตของนกเกล1.50 เปอรเซนตของนกเกล3.50 เปอรเซนตของนกเกล5.00 เปอรเซนตของ

42

นกเกล4 เหลกกลา

โมลบดนม40xx41xx

43xx

46xx

48xx

0.25 เปอรเซนตของโมลบดนม1.00 เปอรเซนตของโครเมยม0.20 เปอรเซนตของโมลบดนม1.83 เปอรเซนตของนกเกล0.80 เปอรเซนตของโครเมยม0.25 เปอรเซนตของโมลบดนม1.75 เปอรเซนตของนกเกล0.25 เปอรเซนตของโมลบดนม3.50 เปอรเซนตของนกเกล0.25 เปอรเซนตของโมลบดนม

5 เหลกกลาโครเมยม

50xx51xx

511xx514xx515xx52xx

521xx

โครเมยมตำา0.80 เปอรเซนตของโครเมยมโครเมยมปานกลางตานทานการกดกรอนและความรอน

43

ตานทานการกดกรอนและความรอน1.50 เปอรเซนตของโครเมยมโครเมยมสง

6 เหลกกลาโครเมยม-วานาเดยม

61xx 0.78 เปอรเซนตของโครเมยม0.13 เปอรเซนตของวานาเดยม

ตารางท 1.1 ความหมายของเลข 2 ตวแรกหลงอกษรในระบบ AISI, SAE และ UNS (ตอ)

ตวเลข

ชนดเหลก รหส ตวอยางเหลก

7 เหลกกลาทงสเตน

7xxx หรอ 7xxxx

8 เหลกกลานกเกล–โครเมยม-โมลบดนม

86xx

87xx

88xx

0.50 เปอรเซนตโครเมยม0.25 เปอรเซนตโมลบดนม0.20 เปอรเซนตโมลบดนม0.55 เปอรเซนตนกเกล0.50 เปอรเซนตโครเมยม

44

0.25 เปอรเซนตโมลบดนม0.55 เปอรเซนตนกเกล0.50 เปอรเซนตโครเมยม0.35 เปอรเซนตโมลบดนม

9 เหลกกลาซลคอน-แมงกานส

92xx

94xx

2.00 เปอรเซนตของซลคอน0.80 เปอรเซนตของแมงกานส นกเกล โครเมยม โมลบดนม

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 139

รหสของระบบ UNS ทใชกบโลหะอะลมเนยม จะใชอกษร A และตามหลงดวยตวเลขจำานวน 5 ตว ตวอยางเชน

A X X X X X สวนผสมของ

กลมโลหะผสมเหลก สวนผสมเพมหรอ

พกดของสารมลทน กลมโลหะผสม

หลก กรรมวธการผลต

เชน 0 หมายถงอะลมเนยมหลอ

45

9 หมายถงอะลมเนยมเหนยว

ความหมายของตวเลขลำาดบท 2 สญลกษณ Ax1xxx โลหะผสมหลก คออะลมเนยม

บรสทธสญลกษณ Ax2xxx โลหะผสมหลก คอผสม

ทองแดงสญลกษณ Ax3xxx โลหะผสมหลก คอผสม

แมงกานสสญลกษณ Ax4xxx โลหะผสมหลก คอผสมซลคอนสญลกษณ Ax5xxx โลหะผสมหลก คอผสม

แมกนเซยมสญลกษณ Ax6xxx โลหะผสมหลก คอผสม

แมกนเซยม-ซลคอน

ตารางท 1.2 สมบตและการใชงานตามมาตรฐาน AISI และ SAE

ชนดของเหลกกลา

AISI SAE สมบต ตวอยางการใชงาน

46

เหลกกลาคารบอน

เหลกกลาแมงกานสเหลกกลานกเกลเหลกกลาโครเมยมเหลกกลาโมลบดนม

C1010

C1020

C1030

C1040

C1045

C1060

C1070

C1080

C1085

C1090

C1115

A1330

A2317

A3115

A4130

1010

1020

1030

1040

1045

1060

1070

1080

1085

1090

1115

1330

2317

3115

4130

ความตานทานแรงดงมความเหนยวมากปรบปรงความรอนได ชบแขงไดดชบแขงไดดเหลกเครองมอออนมความเหนยวมากรกษาคมไดดเหลกเครองมอแขงเหลกเครองมอมความแขงและเหนยวทนการสกหรอตานทานแรงกระตกแขงและแขงแกรงมากทนความรอนสง

ลวดเชอม ตะปทอ เหลกโครงสรางเพลา เฟองเพลาขอเหวยงไขควงสปรง ลนประแจ ตาปทำาเกลยวสกด คอน ใบมดโกนตาปทำาเกลยว มดดอกกด สปรง ตาปสลกเกลยวเครองจกรรางทมความโคงรางเหลกสายไฟเคเบลแบรงชนสวนรถยนต

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 143

47

2. มาตรฐานอตสาหกรรมของเยอรมน ประเทศเยอรมนไดมการกำาหนดมาตรฐานอตสาหกรรมสำาหรบเหลกชนดตาง ๆ ขน ซงสามารถแบงออกเปนกลมใหญ ๆ ได 2 กลมดงนคอ กลมแรกคอเหลกเหนยว เหลกกลาคารบอน และเหลกหลอ สวนกลมทสองคอเหลกกลาผสม

2.1 กลมเหลกเหนยว เหลกกลาคารบอน และเหลกหลอ ซงกลมเหลกเหนยว เหลกกลาคารบอน และเหลกหลอ จะใชสญลกษณมาตรฐาน DIN 1600 – 1699 ตวอยางเชน

St 37.11 ตวเลขหลงจดทศนยมบอกชนด

ของเหลกกลาและการใชงาน ตวเลขชดแรกหลงตวอกษรแสดง

คาความตานแรงดงทเหลก สามารถรบได (กโลกรมตอตาราง

มลลเมตร) ตวอกษรบอกชนดของเหลก

ความหมายของตวอกษรตวอกษร St หมายถง เหลกกลา

ธรรมดาตวอกษร StC หมายถง เหลกกลา

คารบอนตวอกษร GS หรอ StG หมายถง เหลกเหนยว

หลอตวอกษร GG หรอ Ge หมายถง เหลกหลอหรอ

เหลกหลอสเทา

48

ตวอกษร GT หรอ Te หมายถง เหลกหลอเหนยว

ตวอกษร GH หมายถง เหลกหลอแขงตวอกษร GGG หมายถง เหลกแกรไฟต

กอนกลมตวอกษร GTS หมายถง เหลกหลอ

เหนยวสดำาตวอกษร GTW หมายถง เหลกหลอ

เหนยวสขาวตวอกษร GK หมายถง เหลกหลอใน

เบาตวอกษร GZ หมายถง เหลกหลอ

เหวยงตวอกษร G หมายถง เหลกหลอ

ทวไป

ตารางท 1.3 ความหมายของตวเลขชดทสองหลงตวอกษร

ตวเลข DIN ชนดของเหลกและการใชงาน11121316212223

1611161216131616162116221623

เหลกสรางเครองมอกลเหลกโครงสรางหนาตดตาง ๆ และแผนเหลกขนาดใหญเหลกทำาสลกเกลยวและแปนเกลยวเหลกแผนเรยบและบาง

49

262981

91

9293

162616291681

1691

16921693

เหลกแผนทมความหนามากกวา 4.75 มลลเมตรเหลกแผนหนาปานกลาง (3 ถง 4.75 มลลเมตร)เหลกแผนบางซงมความหนานอยกวา 3 มลลเมตรทอเหลกทมตะเขบเชอมทอเหลกทไมมตะเขบ รบความดนไดสงกวา 2.5 เมกะปาสคาลเหลกเหนยวหลอใชทำาคนสง ลอสายพาน ปลอกแบรง และชนสวนทใชสรางรถจกรและรถยนตเหลกหลอแกรไฟต ใชทำาเครองใชในการเกษตร ชนสวนเครองจกรตาง ๆ และชนสวนททนตอความรอนตาง ๆเหลกหลอเหนยวสขาวเหลกหลอแกรไฟตกอนกลม

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 145

2.2 เหลกกลาผสม ซงเหลกกลาผสมจะใชสญลกษณตามมาตรฐาน DIN 17006 และยงสามารถแบงออกเปนเหลกกลาผสมตำา และเหลกกลาผสมสง (มธาตอน ๆ ผสมอยในเนอเหลกกลามากกวา 10 %) โดยมรายละเอยดดงน

50

2.2.1 ตวอยางเหลกกลาผสมตำา เชน

14 Cr 4 ตวเลขหลงตวอกษรใชบอก

ปรมาณธาตทผสมอยในเหลก เปนเปอรเซนต โดยใชตวเลข

หารธาตชนดตาง ๆ ในตาราง ท 1.4 ตวอกษรบอกธาตทผสมอยใน

เหลก ตวเลขบอกเปอรเซนตของ

คารบอนในเนอเหลก เมอหาร ดวย 100

2.2.2 ตวอยางเหลกกลาผสมสง เชน

X 12 CrNiS 188 ตวเลข

หลงตวอกษรใชบอกปรมาณ ธาตท

ผสมอยในเหลกเปนเปอรเซนต

โดยตรงไมตองใชตวเลขในตารางท 1.4

หารธาตชนดตาง ๆ ตว

อกษรบอกธาตทผสมอยในเหลก

51

ตวเลขบอกเปอรเซนตของคารบอน

ในเนอเหลกเมอหารดวย 100

หมายถงเหลกกลาผสมสง

ตวอยางการอานคามาตรฐานเหลกตาม DIN มดงน1. เหลกกลาคารบอน

1.1 C 40 หมายถง เหลกกลาคารบอนทมคารบอนผสมอย 40/100 เทากบ 0.4%

1.2 C 50 หมายถง เหลกกลาคารบอนทมคารบอนผสมอย 50/100 เทากบ 0.5%

2. เหลกกลาผสมตำา2.1 105 Cr4 หมายถง เหลกกลาผสมโครเมยม มสวน

ผสมคารบอน 105/100 เทากบ 1.05 % และโครเมยม 4/4 เทากบ 1 %

2.2 16 MnCr5 หมายถง เหลกกลาผสมแมงกานสและโครเมยม มสวนผสม คารบอน 16/100 เทากบ 0.16 % แมงกานส 5/4 เทากบ 1.25 % และมโครเมยมเลกนอย

3. เหลกลาผสมสง3.1 X12 CrNiS 188 หมายถง เหลกกลาผสมสง ม

สวนผสมคารบอน 0.12 % โครเมยม 18 % นกเกล 8 % และกำามะถนจำานวนเลกนอย

4. เหลกเหนยวหลอและเหลกเหนยวหลอพเศษ

52

4.1 GS 22 Mo 4 หมายถง เหลกเหนยวหลอ มสวนผสมคารบอนผสมอย 22/100 เทากบ 0.22 % โมลบดนม 4/100 = 0.4 % ซลคอน 0.4 % และมแมงกานส 0.6 %

4.2 GS C 25 หมายถง เหลกเหนยวหลอ มสวนผสมคารบอนผสมอย 25/100 เทากบ 0.25 % ซลคอนผสมอย 0.4 % และแมงกานส 0.6 %

ตารางท 1.4 ตวเลขหารของธาตชนดตาง ๆ ในเหลกกลาผสม

ธาตทหารดวย 4 ธาตทหารดวย 10 ธาตทหารดวย 100

CoCrMnNiSiW

AlCuMoV

PSC

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 148

ตารางท 1.5 สมบตและการใชงานตามมาตรฐาน DIN

DIN ความตานแรงดง

เปอรเซนตของ

คารบอน

สมบต ตวอยางการใชงาน

17 MnSi

52 – 6480 -110

0.200.14 -

เชอมประสาน โครงสะพาน

53

516 MnCr 5

14 Cr 4

37 MnSi 5

50 CrMo 422 S 20

40 CrMo V 21

105 Cr 4

38 MnSi 4

55 Si

155 – 180

90 – 105

110 – 130อยางตำา 42-

-

55 – 70

130

0.19

0.38 – 0.44

0.33 – 0.41

0.46 – 0.540.19 – 0.25

0.40

1.05

0.34 – 0.42

0.5 – 0.6

ไดดชบผวแขงได

ชบผวแขงได

ชบเหนยวได

ชบเหนยวไดเหลกกลงอตโนมตชบแขงและชบเหนยวไดเหลกกลาผสมททำางานได ณ อณหภมสง ๆ รดและตขนรปไดเหลกกลาแขงใชทำางานเยนเหลกกลาผสมททำางานไดในอณหภมสงๆ เหมาะกบชนงานขนรปขนาดใหญเหลกกลาแหนบสปรง

และรถเฟองตวเลก ๆเพลารถยนตเฟองทตองชบผวเลกนอยกานสบ เพลามดกด เพลาขอเหวยงงานททนความรอนชนงานผลตหลายแบบ

ชนงานหลออด

เครองมอรดและดงเหลกเสนระบบสงกำาลง สลกลกสบ เพลาขอเหวยง บช

54

7แหวนสปรง

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 1503. มาตรฐานอตสาหกรรมของญปน ประเทศญปนได

กำาหนดมาตรฐานเหลกชนด ตาง ๆ ตามลกษณะของการใชงานมดงน

JIS G 4 4 03-SKH ตวอกษรใช

แทนชนดของเหลก ตวเลข 2 ตว

หลงระบชนดของเหลกตาม สวนผสมของ

ธาตทมอยในเหลกชนดนน ๆ ตวเลขตวท 2

เปนตวกำาหนดประเภทของเหลก กลมตาง ๆ ตวเลขหลก

แรกเปนตวแยกประเภทของเหลก กลมตาง ๆ ตวอกษร

กำาหนดกลมผลตภณฑอตสาหกรรม

ความหมายของตวอกษรกำาหนดกลมของผลตภณฑอตสาหกรรมดงน

ตวอกษร A หมายถง งานวศวกรรมกอสรางและงานสถาปตยกรรม

55

ตวอกษร B หมายถง งานวศวกรรมเครองกลตวอกษร C หมายถง งานวศวกรรมไฟฟาตวอกษร D หมายถง งานวศวกรรมยานยนตตวอกษร E หมายถง งานวศวกรรมรถไฟตวอกษร F หมายถง งานวศวกรรมเรอตวอกษร G หมายถง โลหะประเภทเหลกและโลหะ

วทยาตวอกษร H หมายถง โลหะทไมใชเหลกตวอกษร K หมายถง งานวศวกรรมเคมตวอกษร L หมายถง งานวศวกรรมสงทอตวอกษร M หมายถง งานแรตวอกษร P หมายถง งานกระดาษและเยอกระดาษตวอกษร R หมายถง งานเซรามกตวอกษร S หมายถง สนคาทใชในบานเรอนตวอกษร T หมายถง ยาตวอกษร W หมายถง การบนตวอกษร Z หมายถง งานบรรจหบหอ งานเชอม

กมมนตรงสตวเลขหลกแรกแยกประเภทของเหลกกลมตาง ๆ ดงน

ตวเลข 0 หมายถง การทดสอบและกฎตาง ๆ ทวไปตวเลข 1 หมายถง วธวเคราะหตวเลข 2 หมายถง วตถดบ เหลกดบ ธาตผสมตวเลข 3 หมายถง เหลกกลาคารบอนตวเลข 4 หมายถง เหลกกลาผสมตวเลข 5 หมายถง เหลกกลาหลอและเหลกหลอตวเลข 9 หมายถง คำาแนะนำาและเบดเตลด

ตวเลขตวท 2 กำาหนดประเภทของเหลกกลมตาง ๆ ดงน

56

ตวเลข 1 หมายถง เหลกกลาผสมนกเกล โครเมยม และโมลบดนม

ตวเลข 2 หมายถง เหลกกลาผสมอะลมเนยม โครเมยม และโมลบดนม

ตวเลข 3 หมายถง เหลกกลาไรสนม (แทง)ตวเลข 4 หมายถง เหลกกลาเครองมอตวเลข 8 หมายถง เหลกกลาทำาสปรงตวเลข 9 หมายถง เหลกกลาตานทานการกดกรอน

และความรอนตวเลข 2 ตวหลงระบชนดของเหลกตามสวนผสมของธาต

ทอยในเหลกชนดนน ๆ ดงนตวเลข 01 หมายถง เหลกกลาเครองมอคารบอนตวเลข 03 หมายถง เหลกซงสามารถใชงานท

ความเรวสงไดตวเลข 04 หมายถง เหลกกลาเครองมอผสม

ตารางท 1.6 สญลกษณทใชแทนชนดของเหลก

มาตรฐานเหลก JIS

ตวอยางการใชงาน สญลกษณ

ประเภทเหลกแผนและเหลกหลอ

57

JIS G 3101JIS G 3103JIS G 3106JIS G 3112JIS G 3302JIS G 3350

เหลกรดสำาหรบโครงสรางทวไปเหลกรดสำาหรบงานความดนสง ทนความรอนสงเหลกรดสำาหรบโครงสรางงานเชอมเหลกเสนเสรมคอนกรตงานกอสรางแผนเหลกชบสงกะสเหลกทอไลตเกจ

SSSBSM

SR SD SDCSPGSSC

ประเภทเหลกหลอJIS G 5101JIS G 5121JIS G 5122JIS G 5501JIS G 5502JIS G 5702JIS G 5703

เหลกกลาหลอเหลกกลาไรสนมหลอเหลกกลาหลอทนความรอนเหลกหลอสเทาเหลกกลาแกรไฟตกอนกลมเหลกหลอมลลเอเบลสดำาเหลกหลอมลลเอเบลสขาว

SCSCSSCHFC

FCDFCMBFCMW

ประเภททอเหลกJIS G 3442JIS G 3452JIS G 3454

ทอนำาอาบสงกะสทอเหลกคารบอนสำาหรบงานทวไปทอเหลกสำาหรบงานความดนสงทอเหลกทนความรอนสงเหลกกลาผสมนกเกลและโครเมยม

SGPWSGPSTPGSTPTSNCSCr

58

JIS G 3456JIS G 4102JIS G 4104JIS G 4401

JIS G 4403

เหลกกลาผสมโครเมยมเหลกกลาเครองมอคารบอน ใชทำาเครองมอตด ใบมดโกน ตะไบคมมด ใชทำาคตเตอร ดอกสวาน ใชทำาดอกตดเกลยว ใบเลอยมอ เกจวดเหลกกลาเครองมอตดทวไป

SK1 ถง SK7SK1SK2SK3SKH

ตารางท 1.6 สญลกษณทใชแทนชนดของเหลก (ตอ)

มาตรฐานเหลก JIS

ตวอยางการใชงาน สญลกษณ

JIS G 3103JIS G 3106JIS G 3112JIS G 3302JIS G 3350JIS G 4404

เหลกรดสำาหรบงานความดนสง ทนความรอนสงเหลกรดสำาหรบโครงสรางงานเชอมเหลกเสนเสรมคอนกรตงานกอสรางแผนเหลกชบสงกะสเหลกทอไลตเกจเหลกกลาเครองมอผสม ใชทำาเครองมอตดแมพมพ ใชทำาตาป ดอกสวาน คตเตอร และแมพมพขนรป ใชทำาสกด แมพมพตวผ (Punch) ใชทำาเลอยวงเดอน เลอยสายพาน

SBSM

SR SD SDCSPGSSCSKS

SKS1SKS2SKS4SKS5SKS7SUP

SUP3SUP7SUMSUJ

59

JIS G 4801

JIS G 4804JIS G 5101JIS G 4901

ใชทำาเลอยมอเหลกกลาทำาสปรง ใชทำาสปรงแผนยาง ใชทำาสปรงขดเหลกกลาคารบอนผสมกำามะถนเหลกกลาทำาแบรงผสมโครเมยมเหลกกลาผสมทนตอการกดกรอนและความรอน

NCF

ทมา : บญธรรม ภทราจารกล, 2553, หนา 153

4. มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของไทย มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของไทยหรอเรยกวา มอก. ประกาศใชโดยทำาเปนประกาศกระทรวงอตสาหกรรม โดยออกตามความในพระราชบญญตมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรม การประกาศจะระบ พ.ศ. ระบเรองประกาศ โดยรฐมนตรวาการอตสาหกรรม สำาหรบการรางมาตรการตาง ๆ นน กระทรวงอตสาหกรรม ไดพจารณาเสนอชอผเชยวชาญในสาขานน ๆ จากหนวยงานราชการ รฐวสาหกจ บรษทผผลต สมาคมวชาชพ เพอเสนอรฐมนตรวาการแตงตงเปนคณะกรรมการ เมอคณะกรรมการทำาการ รางเสรจแลว จงนำาเสนอเพอใหกระทรวงฯ พจารณาออกประกาศ แลวจงประกาศใน ราชกจจานเบกษา จงใชบงคบไดมาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมนนจะระบหวขอตาง ๆ ไดแก ขอบขาย บท นยาม ประเภท คณลกษณะทตองการ เครองหมาย ฉลาก การชกตวอยาง เกญฑตดสน และภาคผนวก

จะเหนไดวา มาตรฐานโลหะอตสาหกรรม เปนการแสดงถงความรบผดชอบของ ผประกอบธรกจในการผลตสนคาจะตองม

60

มาตรฐานรองรบสนคาอตสาหกรรมนน ๆ เนองจากการประกอบธรกจทางดานอตสาหกรรมมการแขงขนกนทงตลาดภายในและตลาดภายนอก จากการแขงขนทรนแรงในภาคธรกจอตสาหกรรม จงตองทำาการผลตสนคาใหมประสทธภาพและมคณภาพตรงตามทลกคาตองการ ดงนนการกำาหนดมาตรฐานโลหะอตสาหกรรมของตนเองขนมานน เพอใหลกคาเกดความมนใจและเชอมนในการผลตสนคาของเราวาสามารถเปรยบเทยบมาตรฐานแตละมาตรฐานเขากนได โดยเฉพาะอยางยงการผลตสนคาจะตองมมาตรฐานรองรบ เพอเปนทางเลอกสำาหรบผทจะนำาวสดไปใชงานใหตรงตามมาตรฐานทางดานวศวกรรม

บทสรป

วสดในงานอตสาหกรรมมความจำาเปนอยางยงในปจจบนตอการใชงาน เพอทจะสามารถสนองตอบตามวตถประสงคของการออกแบบชนงานไดอยางมประสทธภาพ ซงการแบงประเภทของวสดไมมกฎเกณฑทแนนอนขนอยกบสถานการณทจะนำาไปใชงานในแตละประเภท การผลต สมบตของวสด ความสามารถในการตอบสนองตอกฎเกณฑทกำาหนดขนนนเปนสำาคญ ซงประเภทของวสดหลก ๆ ทสำาคญมอยดวยกน 3 ประเภท คอ โลหะ โพลเมอร เซรามก และยงมวสดทมความสำาคญมากเกยวกบทางดานวศวกรรมและเทคโนโลยชนสง คอ วสดผสม และวสดกงตวนำา นอกจากนนยงมวสดชนดใหมทมความสำาคญในการใชงานในวงการอตสาหกรรม คอ วสดชวภาพ วสดเชงกาวหนาและวสดฉลาด สำาหรบการแบงกลมวสดตามรปแบบของการใชงานนน ถอวาเปนสงจำาเปนมากสำาหรบงานอตสาหกรรมการผลต โดยเฉพาะอยางยงจะตองทำาการศกษาและทำาความเขาใจสมบตของวสดแตละกลมวาจะใชงานกบอะไร ตองการความทนทานหรอ

61

ความแขงแรงของวสดเทาใด เพอทจะนำาวสดดงกลาวไปใชงานไดอยางถกตองแมนยำา โดยทวสดนนสามารถทำางานไดอยางเตมประสทธภาพตามสมบตของวสดนน ๆ

การกำาหนดมาตรฐานโลหะอตสาหกรรม เปนการแสดงถงความรบผดชอบของ ผประกอบธรกจในการผลตสนคาจะตองมมาตรฐานรองรบสนคาอตสาหกรรมนน ๆ เนองจากการประกอบธรกจทางดานอตสาหกรรมมการแขงขนกนทงตลาดภายในและตลาดภายนอก จากการแขงขนทรนแรงในภาคธรกจอตสาหกรรม จงตองทำาการผลตสนคาใหมประสทธภาพและมคณภาพตรงตามทลกคาตองการ ซงสงสำาคญของวสดอตสาหกรรมอยทวาทำาอยางไร จงจะมวสดอตสาหกรรมทมคณภาพ มสมบตทสามารถตอบสนองตอการใชงาน สามารถทำาการผลตใหไดชนงานทดมประสทธภาพสงสด สะดวก ประหยด ปลอดภย ในกระบวนการสรางชนงาน และการใชงานโดยไมสงผลกระทบตอสภาพแวดลอม ไมกอใหเกดมลภาวะโดยรวม หรอหากจะมผลกระทบตอสงแวดลอมกใหนอยทสด

62

คำ�ถ�มทบทวน

1. จงอธบายความหมายของคำาวาแร2. สมบตทางฟสกสของแรมอยดวยกนหลายประการแตท

ปรากฏเดนชดทปนอยในแรจะประกอบดวยอะไรบาง3. แรประกอบหนแตกตางจากแรอตสาหกรรมอยางไร4. จงอธบายความหมายของคำาวาวสด5. จงอธบายความหมายของคำาวาวสดศาสตร6. จงอธบายความหมายของคำาวาวสดวศวกรรม7. การเลอกใชวสดเพอทจะนำาวสดไปใชงานไดอยางเหมาะ

สมและเกดประสทธภาพสงสดควรทจะพจารณาจากประเดนอะไรบาง8. การพจารณาถงสมบตทางวศวกรรมของวสดในดาน

ตาง ๆ ใหตรงกบลกษณะของการใชงานทไดออกแบบไวมปจจยอะไรบางทเกยวของ

9. วสดสำาหรบอนาคตเปนวสดทมความจำาเปนตองใชทรพยากรธรรมชาตทมอยอยางจำากดและจำาเปนตองใชใหเกดประโยชนสงสดดงนนจากการศกษาเราควรทำาอยางไร

10. มาตรฐานผลตภณฑอตสาหกรรมของไทยมความสำาคญอยางไรในการประกอบธรกจทางดานอตสาหกรรม

63

เอกส�รอ�งอง กตตพงษ กมะพงศและคณะ. (2553). วสดวศวกรรม. กรงเทพฯ: พงษวรนการพมพ.กว หวงนเวศนกล. (2556). วสดวศวกรรม. กรงเทพฯ: รงแสงการพมพ.ณรงคศกด ธรรมโชต. (2558). วสดวศวกรรม. กรงเทพฯ: ส. เอเชยเพรส (1989).บญธรรม ภทราจารกล. (2553). วสดช�งอตส�หกรรม. กรงเทพฯ: ซเอดยเคชน.ฝายวชาการ. (2545). วสดช�งอตส�หกรรม. กรงเทพฯ: สยามสปอรต ซนดเคท. ไพฑรย ประสมศร. (2543). วสดศ�สตร. คณะเทคโนโลยอตสาหกรรม สถาบนราชภฏเพชรบร.พงศวทย วฒวรยะ. (2532). วสดช�ง 1. กรงเทพฯ: โรงพมพเจรญธรรม.แมน อมรสทธและคณะ. (2551). วสดวศวกรรม. กรงเทพฯ: จฬาลงกรณมหาวทยาลย.

64

สวนชย พงษสกจวฒนและคณะ. (2548). วสดศ�สตรและวศวกรรมวสดพนฐ�น. กรงเทพฯ:

สำานกพมพทอป.