ฐติ ิ หมอรกั ษา จดุ ประสงคก์ ารสอน 1. เขา้ ใจ และอธบิ ายความหมาย และววิ ัฒนาการของวัสดผุ สมได้ วิศวกรรมได้ วสั ดุผสมคืออะไร ในปัจจุบันคานิยามของคาว่าวัสดุผสม (Composite วสั ดุผสมคืออะไร ถ้าพิจารณาจากโครงสร้างในระดับไมโคร (ประมาณ 10-4-10-2 ซม.) วสั ดุผสมคืออะไร พลาสติกท่ีเสริมแรงด้วยใยแก้วสามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า คานิยามของวสั ดผุ สม วัสดุผสม (Composite Materials) เป็นระบบของวัสดุท่ี ความสาคัญทางวิศวกรรมของวัสดุผสมอยู่ท่ีว่าวัสดุ 2 คานยิ ามของวสั ดผุ สม บางตาราให้นิยามว่า วัสดุผสม คือ วัสดุผสมต้ังแต่ 2 กลุ่ม ส่วนประกอบของวสั ดผุ สม 1) ส่วนเมตริกซ์ (Matrix phase)
สว่ นนี้จะเป็นองค์ประกอบหลัก การแบง่ ประเภทของวัสดุผสม
ถ้าแบ่งวัสดุผสมตามชนิดของวัสดุที่เป็นเมทริกซ์จะสามารถ การแบง่ ประเภทของวัสดุผสม และสามารถจาแนกย่อย ต่อไปได้อีกตามลักษณะของสาร วัสดุผสม วัสดผุ สมพอลิเมอร์ วัสดผุ สมโลหะ
วัสดผุ สมเซรามกิ เมทริกซเ์ ทอรโ์ มเซตติงเสริมแรง เสริมแรงดว้ ยเสน้ ใย เสรมิ แรงด้วยเส้นใย Classification of Composite 1. Particle-Reinforces Composite 2. Fibrous Composite Matrix Matrix Particles Fiber วัสดุเสริมสามารถมไี ด้หลายรูปรา่ ง และหลายขนาด เชน่ 3. Other Composite Structures (a) Conventional Laminar Composite (b) Sandwich Structure – Foam Core สารเสรมิ แรง สารเสริมแรงในวัสดุผสมอนุภาคเสริมแรงจะมีลักษณะเป็น สารเสรมิ แรง และถา้ พิจารณาอัตราส่วนระหวา่ งความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง สารเสริมแรง เส้นใยมีทั้งท่ีเป็นเส้นใยอินทรีย์ และเส้นใยอนินทรีย์ Fibrous Composite เ ป็ น ก า ร เ ส ริ ม ด้ ว ย วั ส ดุ ที่ มี ค่ า สั ด ส่ ว น ค ว า ม ย า ว ต่ อ 4.
ทิศทางของการเสริม หากเป็นการเสริมด้วยเส้นใย ความเค้นจะ max min min Strength max 0 90 Carbon Fiber Multilayered composite 3-D weave for fiber-reinforced Advantages lightweight strength and
manufacturing requirements and a reduced fastener count accomplished Disadvantages Complex manufacturing process ตารางความแข็งแรงของวัสดเุ สรมิ ใย วัสดุ Young’s Modulus %Elongation UTS (N/mm2) ใยแกว้ 10 73 2 1000 UP+30%ใยแก้ว UP+65%ใยแกว้ 28 2 630 ผลติ ภณั ฑ์ สารเสรมิ แรง ส่วนวิสเกอร์เป็นลักษณะของเส้นใยขนาดเล็กมากที่มีเส้น วสั ดุผสมพอลิเมอร์ ตัวอยา่ ง Fiberglass reinforced plastic คือ พลาสติกเสริมใยแก้ว เป็นวัสดุผสม วตั ถุประสงค์ : เป็นการประสานคุณสมบัติ พลาสติกท่ีนิยมใช้เป็นวัสดุหลัก เช่น เส้นใยแกว้ ที่เสริมโดยทอเป็นผืน หรือตัด หลงั คากระบะทผี่ ลติ จากวสั ดุผสมพอลิเมอรท์ ่มี ีเมทรกิ ซ์ วสั ดผุ สมพอลิเมอรท์ ี่ถกู ใชเ้ ปน็ สว่ นประกอบในรถยนต์ วสั ดผุ สมท่ีเป็นพลาสตกิ เสรมิ แรงด้วยเสน้ ใย เส้นใยสังเคราะห์ท่ีใช้เสริมแรงพลาสติกในสหรัฐอเมริกามี วัสดุผสมที่เป็นพลาสติกเสรมิ แรงด้วยเสน้ ใย ใยแก้วสาหรับเสริมแรงพลาสติกเรซนิ ใยแก้วที่นามาใช้เสริมแรงพลาสติก เพื่อให้มีโครงสร้างแบบวัสดุผสม แก้วที่ใช้สาหรับทาใยแก้ว ที่นับว่าสาคัญท่ีสุดมีอยู่ 2 ประเภท คือ E วสั ดุผสมทเี่ ปน็ พลาสตกิ เสรมิ แรงดว้ ยเส้นใย เส้นใยคาร์บอนสาหรับเสริมแรงพลาสติก (Carbon Fibers for
วัสดุผสมท่ีผลิตจากการใช้ใยคาร์บอนไปเสริมแรงให้กับ วสั ดุผสมท่เี ปน็ พลาสติกเสริมแรงดว้ ยเส้นใย เส้นใยคาร์บอนสาหรับเสริมแรงพลาสติก (Carbon Fibers for สมบัติเหล่านี้ก่อให้เกิดความสนใจที่จะนาไปประยุกต์ วสั ดุผสมท่เี ป็นพลาสตกิ เสรมิ แรงด้วยเส้นใย เส้นใยคาร์บอนสาหรับเสริมแรงพลาสติก (Carbon Fibers for เส้นใยคาร์บอนท่ีใช้วัสดุผสมนี้ ทามาจากแหล่งท่ีสาคัญ 2 วสั ดุผสมทเ่ี ปน็ พลาสติกเสริมแรงดว้ ยเส้นใย เส้นใยคาร์บอนสาหรับเสริมแรงพลาสติก (Carbon Fibers for โดยทั่วไปเส้นใยคาร์บอนผลิตมาจาก PAN-precursor ด้วย 1. กระบวนการทาใหเ้ สถียร (stabilization) 2. กระบวนการทาใหเ้ กดิ คาร์บอน (Carbonization) 3. กระบวนการทาใหเ้ ปน็ แกรไฟต์ (graphitization) วสั ดุผสมพลาสตกิ เสรมิ แรงด้วยเส้นใย เรซินพอลิเอสเทอร์เสริมแรงด้วยเส้นใยแก้ว (Fiberglass- วัสดุผสมโลหะ วสั ดุผสมโลหะท่ถี ูกใชเ้ ป็นสว่ นประกอบในเครื่องยนต์ วสั ดผุ สมเซรามกิ วสั ดผุ สมเซรามกิ ที่นามาใช้ในเครื่องยนต์กงั หันแกส๊ คอนกรีต (Concrete)
เป็นวัสดุวิศวกรรมหลักที่ใช้ในการก่อสร้าง วิศวกรโยธาใช้ คอนกรีต (Concrete) สิ่งท่ีเป็นข้อเสียของคอนกรีต โดยพิจารณาจากทัศนะของ คอนกรีต (Concrete) คอนกรีตเป็นวัสดุผสมประเภทเซรามิกชนิดหน่ึง ซ่ึง ยางมะตอยหรอื แอสฟัลท์ (Asphalt) เป็นวัสดุประสานชนิดหนึ่ง มีลักษณะยืดหยุ่น ทนทางและ ยางมะตอยหรอื แอสฟัลท์ (Asphalt) คุณสมบัติที่สาคัญของแอสฟัลท์ในเชิงการนามาใช้เป็นวัสดุ • คุณสมบัตใิ นการยืดและประสาน (Cementing) • คุณสมบตั ิในการปอ้ งกันนา้ ซมึ (Water Proofing) • คุณสมบัติที่เปลี่ยนเป็นของเหลว หรืออ่อนตัวเม่ือได้รับ ยางมะตอยหรอื แอสฟัลท์ (Asphalt) คุณสมบัติท้ัง 3 ดังกล่าว ทาให้แอสฟัลท์ได้ถูกนามาใช้ในงาน • ใช้เป็นตวั ประสานเพื่อเกาะยึดวัสดุตา่ ง ๆ เช่น หินย่อย และ • ใช้สาหรับดาดคลองชลประทาน อ่างเก็บน้า สระน้า ผิวหน้า ยางมะตอยหรือแอสฟลั ท์ (Asphalt) • ใช้เป็นวัสดุในวงการอุตสาหกรรมตา่ ง ๆ เช่น ทาสีกันสนิท |