ผลของปัจจัยตัวแปรเสริมของการแอโนไดเซชันต่อลักษณะสัณฐานพื้นผิวของไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางการค้า (EFFECT OF ANODISATION PARAMETERS ON SURFACE MORPHOLOGY OF COMMERCIALLY PURE TITANIUM)

Abstract

บทคัดย่อ

      งานวิจัยนี้ ศึกษาผลของตัวแปรเสริม ดังนี้ ความต่างศักย์ ความเข้มข้นของอิเล็กโตรไลต์ และเวลาในการแอโนไดเซชันต่อลักษณะสัณฐานของพื้นผิวไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางการค้าเกรด 2 ในกรดซัลฟูริก ด้วยกระบวนการแอโนไดเซชัน จากนั้นวิเคราะห์ลักษณะสัณฐานด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ตัวแปรเสริมแรกในการแอโนไดเซชันคือ ความต่างศักย์ในการแอโนไดเซชันระหว่าง 10 ถึง 80 โวลต์ พบว่า ที่ความต่างศักย์ต่ำ ลักษณะสัณฐานพื้นผิวมีลักษณะคล้ายดอกไม้นาโน และเมื่อความต่างศักย์สูงกว่า 70 โวลต์ จะเกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีลักษณะเป็นรูพรุน ตัวแปรเสริมที่สองในการแอโนไดเซชันคือ ความเข้มข้นของกรดซัลฟู-ริก ระหว่าง 1 ถึง 18 โมลาร์ พบว่าความเข้มข้นของกรดซัลฟูริกที่ความเข้มข้น 1 และ 2 โมลาร์ เกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นดอกไม้นาโน ความเข้มข้น 5 ถึง 15 โมลาร์ เกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีโครงสร้างลักษณะเป็นก้อนออกไซด์ ความเข้มข้น 18 โมลาร์ เกิดชั้นฟิล์มออกไซด์ที่เรียบปกคลุมบนพื้นผิว ตัวแปรเสริมที่สามคือ เวลาในการแอโนไดเซชันระหว่าง 0.5 ถึง 12 ชั่วโมง พบว่าลักษณะสัณฐานพื้นผิวมีลักษณะดังนี้ เวลาในการแอโนไดเซชัน 0.5 และ 2 ชั่วโมง ลักษณะพื้นผิวจะเกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นดอกไม้  นาโน เมื่อเวลาในการแอโนไดเซชันตั้งแต่ 1 ชั่วโมงขึ้นไปพบว่า เกิดฟิล์มออกไซด์ที่มีโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นก้อนออกไซด์ที่ปกคลุมทั่วพื้นผิว จากผลข้างต้นแสดงว่า ความต่างศักย์ ความเข้มข้นของอิเล็กโตรไลต์ และเวลาในการแอโนไดเซชันมีบทบาทสำคัญต่อลักษณะสัณฐานของพื้นผิวไทเทเนียม

Abstract

      In this research, effects of anodising parameters such as anodising voltage, concentration of electrolyte and anodising time on surface morphology of commercially pure titanium were investigated for sulphuric acid as an electrolyte through anodisation technique. Scanning electron microscope has been used to characterise the surface morphology. First anodisation parameter, the samples were modified under different voltage range from 10 to 80 volts. When titanium was anodised at low voltage, surface morphologies showed the nanoflowers-like nanostructure. Moreover, porous titanium oxide arises for applied voltages above 70 volts. Second anodisation parameter, by varying the concentration of sulphuric acid range from 1-2 molar, 5-15 molar and 18 molar, nanoflowers-like nanostructure; island-like microstructures and smooth structures are formed on titanium surfaces, respectively. Third anodisation parameter, for the anodising time of 0.5 and 1 hour, the nanoflowers-like nanostructure were observed. Further anodisation time induces the continuous island-like microstructures oxide cover layer on anodised surfaces. These results show that the anodising voltage, concentration of electrolyte and anodising time play an important role in surface morphology of titanium.