การศึกษาการพัฒนาฟิล์มซิลิกอนคาร์ไบด์จากขยะชีวภาพที่เคลือบบนแผ่นโลหะด้วยเทคนิคการพ่นเคลือบ
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
ปัจจุบันมีการเพิ่มขึ้นของขยะชีวภาพที่เหลือจากอุตสาหกรรมการเกษตรเป็นจำนวนมาก จนทำให้เกิดปัญหาในการจัดการกับขยะเหล่านี้ขึ้น จึงมีการศึกษาการใช้ประโยชน์จากขยะชีวภาพมากขึ้น เพื่อลดปริมาณและเพิ่มมูลค่าของขยะชีวภาพเหล่านี้ ในงานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการใช้ประโยชน์จากขยะชีวภาพด้วยการนำมาเตรียมฟิล์มซิลิกอนคาร์ไบด์เคลือบบนผิวโลหะเพื่อเพิ่มความแข็งให้กับพื้นผิว ซึ่งสามารถเตรียมได้โดยการบดผงซิลิกาที่เตรียมจากแกลบผสมกับผงคาร์บอนที่เตรียมจากเปลือกทุเรียน ด้วยอัตราส่วนของซิลิกาต่อคาร์บอน 1 : 2 โดยน้ำหนัก แล้วเผาที่อุณหภูมิ 1,300 ถึง 1,500 องศาเซลเซียส ภายใต้บรรยากาศของแก๊สอาร์กอน เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โครงสร้างของตัวอย่างที่ได้จะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ โดยโครงสร้างจะเปลี่ยนจากซิลิกาเป็นซิลิกอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิ 1,500 องศาเซลเซียส ซึ่งจะได้ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีโครงสร้างแบบบีตา (b -SiC) จากนั้นนำผงซิลิกอนคาร์ไบด์ผสมกับสารละลาย PVA แล้วนำไปเคลือบบนผิวโลหะด้วยวิธี พ่นเคลือบ ปัจจัยที่มีผลต่อคุณภาพของฟิล์มคือความเข้มข้นของสารละลาย เมื่อเตรียมฟิล์มด้วยความเข้มข้นของสารละลายที่เหมาะสม พบว่าฟิล์มซิลิกอนคาร์ไบด์จะยึดเกาะบนพื้นผิวโลหะได้ดี และช่วยเพิ่มความแข็งของพื้นผิวโลหะที่เคลือบสูงขึ้นเกือบ 4 เท่า บนพื้นผิวสแตนเลส 304 โดยฟิล์มที่ได้มีความหนาประมาณ 12.54 ไมโครเมตร
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
ศูนย์สารสนเทศการเกษตร. (2564). สถิติการเกษตรของประเทศไทย ปี 2563. สำนักงานเศรษฐกิจการเกษตร. http://thaisdi.gistda.or.th/pl/dataset/oae31_01/resource/f31e8d62-595b-4332-9ead-bea97e68283b
Abdellah, A., Baierl, D., Fabel, B., Lugli, P., & Scarpa, G. (2009). Spray-coating deposition for large area organic thin-film devics. NSTI-nanotech, 2, 447-450, https://briefs.techconnect.org/wp-content/volumes/Nanotech2009v2/pdf/506.pdf
Chananil, P., Jongjaihan, Th., Yenyamsook, K., & Chaekamhod, N. (2018). Study on The synthesis of Nano-Silicon Carbide Powder from Rice Husk in Roi Et. Critical Innovation. The 2nd National and International Conference on Educational and Technology 2018 ICET II. (pp. 1-10). https://drive.google.com/file/d/1vdtRze-O8sreSuKPb0enIeG7p7qadblI/view
Janghorban. K. and Tazesh. H. R. (1999). Effect of catalyst and process parameters on the production of silicon carbide from rice hulls. Ceramics International, 25(1), 7-12. https://doi.org/10.1016/S0272-8842(97)00077-1
Kaci, S., Keffous, A., Kheloufi, A., Bozetine, I., Guerbous, L., Mansouri, H., Siahmed, Y., & Bouanik-Aissiou, S. (2017). PL investigations of spin coated thin films of porous SiC powder embedded in PVA. Journal of Alloys and Compounds, 709, 668-676, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.03.128
Kim, J., Suh, D., Kim, Ch., Baek, Y., Lee, B., Kim, H.J., Lee, J.C., & Yoon, J. (2016). A high-performance and fouling resistant thin-film composite membrane prepared via coating TiO2 nanoparticles by sol-gel-derived spray method for PRO applications. Desalination, 397, 157-164. https://doi.org/10.1016/j.desal.2016.07.002
Lai, L., Wang, X., & Hao, J. (2014). The Study of SiC Thin Films Produced by Magnetron Sputtering. Engineering Materials, 609-610, 82-87, https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.609-610.82
Liu, M., Yang, Y., Mao, Q., Wei, Y., Li, Y., Ma, N., Liu, H., Liu, X., & Huang, Z. (2021). Influence of radio frequency magnetron sputtering parameters on the structure and performance of SiC films. Ceramics International, 17(47), 24098-24105, https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.05.120
Qamar. A., Mahmood. A., Sarwar. T. & Ahmed. N. (2011). Synthesis and characterization of porous crystalline SiC thin films prepared by radio frequency reactive magnetron sputtering technique. Applied Surface Science, 257(15), 6923-6927, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.03.033
Superior Graphite. (2020). Beta Silicon Carbide. https://superiorgraphite.com/beta-silicon-carbide/
Wang. F., Xiang. D., Wang. Y. and Li. J. (2017). Rapid synthesis of SiC powders by spark plasma-assisted carbothermal reduction reaction. Ceramics International, 43(6), 4970 – 4975, https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.01.003
Zhang, H., Zhang, N., Wu, D., Wu, Zh., Bi Sh., Ma, B., & Liu, W. (2019). Controlled synthesis of -SiC with a novel microwave sintering method. Materials Letters, 255, 1-4, https://doi.org/10.1016/j.matlet.2019.126586
Ziebert, C., Ye, J., Ulrich, S., Prskalo, A.P., & Schmauder, S. (2010). Sputter Deposition of Nanocrystalline -SiC Films and Molecular Dynamics Simulations of the Sputter Process. Nanoscience and Nanotechnology, 10, 1120-1128, https://doi.org/10.1166/jnn.2010.1842