Author	จุฑาเทพ สุรวัฒนา
Title	การฉีดขึ้นรูปผงอะลูมินาและวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา / ทังสเตนคาร์ไบด์ / จุฑาเทพ สุรวัฒนา = Powder injection moulding of alumina and alumina / tungsten carbide composites / Juthathep Surawatthana
Imprint	2554
Connect to	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/28295
Descript	ก-ฒ, 85 แผ่น : ภาพประกอบ, แผนภูมิ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นศึกษากระบวนการฉีดขึ้นรูปผงอะลูมินาและวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา/ทังสเตนคาร์ไบด์ โดยใช้ตัวประสานร่วมระหว่างพอลิเอทิลีนไกลคอลและพอลิไวนิลบิวทิรอล วัตถุดิบตั้งต้นได้แก่ ผงอะลูมินาและผงทังสเตนคาร์ไบด์ วัสดุเชิงประกอบอะลูมินา/ทังสเตนคาร์ไบด์ประกอบด้วยอะลูมินาต่อทังสเตนคาร์ไบด์ในอัตราส่วน 90:10 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ตัวประสานประกอบด้วยพอลิเอทิลีนไกลคอลและพอลิไวนิลบิวทิรอล อัตราส่วนระหว่างพอลิเอทิลีนไกลคอลต่อพอลิไวนิลบิวทิรอลได้แก่ 80:20 85:15 และ 90:10 โดยน้ำหนักและใช้กรดสเตียริคเป็นสารเติมแต่ง ผสมผงวัสดุและตัวประสานดังกล่าวให้เข้ากันโดยใช้ปริมาณผงวัสดุตั้งแต่ 44 ถึง 52 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร อุณหภูมิการฉีดอยู่ในช่วง 190 - 210 องศาเซลเซียส ขึ้นกับส่วนผสมของวัสดุ ศึกษาการกำจัดตัวประสานชนิดพอลิเอทิลีนไกลคอลทำโดยการแช่น้ำที่อุณหภูมิ 30 45 และ 60 องศาเซลเซียสและตามด้วยการกำจัดตัวประสานชนิดพอลิไวนิลบิวทิรอล โดยการให้ความร้อนที่ 400 องศาเซลเซียส จากนั้นนำชิ้นงานไปเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1600 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมงในบรรยากาศอาร์กอน วิเคราะห์และตรวจสอบลักษณะสมบัติของชิ้นงานหลังการฉีดขึ้นรูป ชิ้นงานหลังการกำจัดตัวประสานด้วยน้ำและชิ้นงานหลังการเผาผนึก ได้แก่ ความหนาแน่น รูพรุนปรากฏ ความต้านทานการดัดโค้ง ความแข็ง และโครงสร้างจุลภาค ผลการศึกษาพบว่าการใช้ตัวประสานร่วมคงรูปร่างชิ้นงานได้ อัตราการละลายของตัวประสานชนิดพอลิเอทิลีนไกลคอลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำและสามารถกำจัดตัวประสานได้มากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ภายในระยะเวลา 5 ชั่วโมง ส่วนตัวประสานชนิดพอลิไวนิลบิวทิรอล ที่คงเหลือยังช่วยให้ชิ้นงานคงรูปร่างอยู่ได้ หลังเผาผนึกพบว่าทั้งความต้านทานการดัดโค้ง ความแข็ง และความหนาแน่น เกี่ยวข้องโดยตรงกับปริมาณของผงวัสดุ งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าการฉีดขึ้นรูปผงอะลูมินาและวัสดุเชิงประกอบอะลูมินา/ทังสเตนคาร์ไบด์โดยใช้ตัวประสานร่วมที่ละลายน้ำได้สามารถทำได้และนำไปประยุกต์กับอุตสาหกรรมได้
This study focuses on alumina and alumina/tungsten carbide composites fabricated by powder injection moulding using a PEG/PVB co-binder. The starting powders are alumina and alumina/tungsten carbide. The alumina/tungsten carbide composites with the ratio of Al₂O₃ to WC of 90:10 wt%, were also prepared. The binder, consists of polyethylene glycol (PEG) and polyvinyl butyral (PVB). The ratios of PEG:PVB were ranged from 80:20, 85:15 and 90:10 wt% whereas stearic acid (SA) was used as an additive. Both powders and binders were mixed thoroughly and the powder loadings were varied from 44 to 52 vol%. The injection moulded temperatures were ranged from 190 to 210 ºC, depending on the feedstock makeup. Double debinding steps were carried out using water leaching at 30, 45 and 60 ºC to remove PEG and thermal debinding at 400 ºC for PVB removal. Then, the specimens were sintered at 1600 ºC for 2 hours in argon. Characteristics of the as-injected, the as-leached and the as-sintered including density, apparent porosity, flexural strength, hardness as well as microstructure were determined. The results revealed that these co-binders offered dimensional stability. PEG removal depended on water temperatures and more than 95% of PEG binder could be easily removed within 5 hours. A small amount of the remained PVB could sustain the shapes. Flexural strength, hardness and density after sintering of both alumina and alumina/tungsten carbide directly involved with powder loadings. The present work suggested that alumina and alumina/tungsten carbide particulate composites can be fabricated by powder injection moulding using a water soluble co-binder. This technique is possible to be applied in industrial practice.

1. Injection molding of metals
2. Aluminum oxide
3. Tungsten alloys
4. Composite materials
5. การฉีดขึ้นรูปโลหะ
6. อะลูมินัมออกไซด์
7. โลหะผสมทังสเตน
8. วัสดุเชิงประกอบ