สมบัติทางกลของพอลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวดเชิงประกอบด้วยอลูมิเนียมออกไซด์สำหรับการใช้งานทางวิศวกรรม

Mechanical properties of UHMWPE composite with al2O3 for application in engineering

Name: งามพรรณ ชะโล

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. คณะวิศวกรรมศาสตร์

Email : prakorb.@rmutp.ac.th

Name: ประกอบ ชาติภุกต์

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. คณะวิศวกรรมศาสตร์

keyword: น้ำหนักโมเลกุล

ThaSH: สมบัติทางกล

; วัสดุเชิงประกอบ

Abstract: ในการดำเนินการวิจัยด้านวัสดุเพื่อหาสูตรส่วนผสมของวัสดุเชิงประกอบสองชนิด คือ ผงพอลิเอทิลีนน้ำหนักโมเลกุลสูงยิ่งยวด (UHMWPE) กับผงอลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) ด้วยกระบวนการอัดขึ้นรูปร้อน (Hot compression molding process) ที่ให้ค่าสมบัติทางกลที่ดีและสมบัติความต้านทานการสึกหรอสูง สภาวะที่เหมาะสมในการอัดขึ้นรูปอยู่ภายใต้ความดัน 100 บาร์ และอุณหภูมิ 140 องศาเซลเซียส จากนั้นดำเนินการอัดขึ นรูปวัสดุผง UHMWPE ที่ผสมแล้วด้วยอัตราส่วนผสมต่างๆ ที่มีฟิลเลอร์เป็น Al2O3 ขนาดอนุภาค 0.3 μm (300 nm), 0.05 μm (50 nm), Calcined Al2O3 B-grad 5 μm และ Al2O3 HTM 2-5 μm จากการวิจัยได้เลือกใช้เกรดของ Al2O3 เป็น Al2O3 HTM 30 มีขนาดอนุภาคผงไม่สม่ำเสมอคละเคล้ากันไปอยู่ในช่วง 2 ถึง 5 μm และปริมาณการผสม Al2O3 ที่เหมาะสมสำหรับการปรับปรุงสมบัติทางกลและสมบัติความต้านทานการสึกหรอของวัสดุก้อน UHMWPE composite คือ UHMWPE+Al2O3 HTM 30 ที่อัตราส่วนร้อยละ 95:5 โดยพิจารณาทั้งในด้านสมบัติของวัสดุและต้นทุน ในการทดสอบการกระแทกพบว่า Al2O3 HTM 2-5 μm จะให้ค่าความทนต่อแรงกระแทกสูงกว่าอลูมิเนียมออกไซด์เกรดอื่นๆ ด้วยค่าที่สูงถึง 586.8 J/m ที่อัตราส่วนผสมอลูมิเนียมออกไซด์ร้อยละ 5 การทดสอบค่าความแข็งของ UHMWPE+ Al2O3 HTM 2-5 μm พบว่าให้ค่าความแข็งอยู่ที่ 58.8 ด้วยเครื่องมือมาตรฐาน Durometer การทดสอบแรงดึงได้ค่าต่างๆ ประกอบด้วย Yield Strength เท่ากับ 20.52 MPa, Ultimate Tensile Strength เท่ากับ 29.96 MPa, Breaking Strength เท่ากับ 22.83 MPa, Elongation at Break เท่ากับ 265.8% และ Modulus of elasticity เท่ากับ 784.46 MPa

Abstract: In conducting the research on Material Science, two composite materials, ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) powder and aluminum oxide (Al2O3) powder were formulated by hot compression molding process. The formulated materials demonstrated good mechanical properties and high wear resistance properties. Based on the studies, the Al2O3 grade selected was Al2O3 HTM 30 harboring mixed uneven powder particle sizes ranging from 2 to 5 microns (μm) and selected proportion of Al2O3 alloy mixed for improving mechanical and wear resistance properties of the UHMWPE composite material was the UHMWPE+Al2O3 HTM 30 at a ratio of 95:5%. When considering both material properties and cost effectiveness in the impact test, 2-5 μm Al2O3 HTM carried the higher impact strength than other aluminum oxide grades with the values up to 586.8 J/m at a ratio of 5% aluminum oxide. The hardness test of the 2-5 μm UHMWPE+ Al2O3 HTM delivered the hardness at 58.8 using the standard durometer. The tensile test values consisted of Yield Strength, Ultimate Tensile Strength, Breaking Strength, Elongation at Break, and Modulus of elasticity equal to 20.52 MPa, 29.96 MPa, 22.83 MPa, 265.8% and 784.46 MPa, respectively.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. สำนักวิทยบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: arit@rmutp.ac.th

Created: 2565

Modified: 2566-03-30

Issued: 2566-03-30

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : วารสารวิชาการและวิจัย มทร.พระนคร, ปีที่ 16, ฉบับที่ 1 (ม.ค.-มิ.ย 2565), หน้า 192-202

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	IRD_66_20.pdf	1.48 MB

ใช้เวลา

0.030488 วินาที