เราใช้คุกกี้เพื่อปรับปรุงประสบการณ์การใช้งานของคุณ การเรียกดูเว็บไซต์นี้ต่อไปแสดงว่าคุณยอมรับการใช้คุกกี้ของเรา ข้อมูลเพิ่มเติม
ในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Additive Manufacturing Letters นักวิจัยได้กล่าวถึงประโยชน์ของการใช้เศษผงสแตนเลสที่ผ่านการกัดด้วยสารเคมีเพื่อยืดอายุการใช้งานของผงในกระบวนการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing)
งานวิจัย: การยืดอายุการใช้งานของผงโลหะในการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ: การกัดกรดทางเคมีของเศษผงสแตนเลส เครดิตภาพ: MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
อนุภาคกระเด็น (Splash particles) เกิดขึ้นในกระบวนการหลอมโลหะด้วยเลเซอร์แบบผง (Metal Laser Powder Bed Fusion: LPBF) โดยเกิดจากหยดโลหะหลอมเหลวที่ถูกพ่นออกมาจากบ่อหลอม หรืออนุภาคผงที่ถูกทำให้ร้อนจนใกล้หรือสูงกว่าจุดหลอมเหลวขณะที่เคลื่อนผ่านลำแสงเลเซอร์
แม้จะใช้สภาพแวดล้อมเฉื่อย แต่ปฏิกิริยาของโลหะที่สูงใกล้จุดหลอมเหลวส่งเสริมให้เกิดออกซิเดชัน แม้ว่าอนุภาคที่กระเด็นออกมาในระหว่างกระบวนการ LPBF จะหลอมเหลวที่พื้นผิวอย่างน้อยชั่วขณะ แต่การแพร่กระจายของธาตุระเหยไปยังพื้นผิวมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น และธาตุเหล่านี้ที่มีความสัมพันธ์สูงกับออกซิเจนจะสร้างชั้นออกไซด์หนา
เนื่องจากความดันย่อยของออกซิเจนใน LPBF มักจะสูงกว่าในกระบวนการทำให้เป็นละอองของแก๊ส โอกาสในการจับตัวกับออกซิเจนจึงเพิ่มขึ้น
เป็นที่ทราบกันดีว่าเศษโลหะสแตนเลสและโลหะผสมนิกเกิลจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดเป็นเกาะที่มีความหนาได้ถึงหลายเมตร นอกจากนี้ โลหะสแตนเลสและโลหะผสมนิกเกิล เช่น โลหะที่ก่อให้เกิดเศษออกไซด์แบบเกาะ มักเป็นวัสดุที่ใช้ในการขึ้นรูปด้วยกระบวนการ LPBF ทั่วไป และการนำวิธีการนี้ไปใช้กับเศษโลหะ LPBF ทั่วไปเพื่อแสดงให้เห็นว่าการฟื้นฟูทางเคมีมีความสำคัญต่อผงโลหะในแบบปกติ
(a) ภาพ SEM ของอนุภาคสะเก็ดสแตนเลส (b) วิธีการทดลองการกัดด้วยความร้อนทางเคมี (c) การบำบัดอนุภาคสะเก็ดที่ลดออกซิเจนด้วย LPBF เครดิตภาพ: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
ในการศึกษาครั้งนี้ ผู้เขียนได้ใช้เทคนิคการกัดทางเคมีแบบใหม่เพื่อกำจัดออกไซด์ออกจากพื้นผิวของผงสแตนเลสที่เกิดการออกซิเดชัน การละลายของโลหะรอบๆ และใต้เกาะออกไซด์บนผงถูกใช้เป็นกลไกหลักในการกำจัดออกไซด์ ซึ่งช่วยให้สามารถกำจัดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ผงที่ได้จากการพ่น การกัดกร่อน และผงดั้งเดิมถูกร่อนให้มีขนาดผงใกล้เคียงกันสำหรับการประมวลผลด้วยกระบวนการ LPBF
ทีมงานได้สาธิตวิธีการกำจัดออกไซด์ออกจากอนุภาคสแตนเลสที่กระเด็นออกมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งออกไซด์ที่แยกออกมาโดยใช้เทคนิคทางเคมีเพื่อสร้างเกาะออกไซด์ที่อุดมด้วย Si และ Mn บนพื้นผิวผง อนุภาคที่กระเด็นออกมาจำนวน 316 ลิตรถูกเก็บรวบรวมจากชั้นผงของงานพิมพ์ LPBF และกัดกร่อนทางเคมีโดยการจุ่ม หลังจากคัดกรองอนุภาคทั้งหมดให้มีขนาดใกล้เคียงกันแล้ว กระบวนการ LPBF จะถูกนำไปผ่านครั้งเดียวโดยใช้อนุภาคที่กระเด็นออกมาที่ถูกกัดกร่อนอย่างเหมาะสมและสแตนเลสบริสุทธิ์
นักวิจัยได้ศึกษาทั้งอุณหภูมิและสารกัดกร่อนสแตนเลสสองชนิดที่แตกต่างกัน หลังจากคัดกรองให้ได้ขนาดที่ใกล้เคียงกันแล้ว จึงได้สร้างร่องเดี่ยว LPBF โดยใช้ผงบริสุทธิ์ที่คล้ายกัน ผงสาด และผงสาดที่ผ่านการกัดกร่อนอย่างมีประสิทธิภาพ
ภาพแสดงร่องรอย LPBF แต่ละร่องที่เกิดจากผงโลหะกระเด็น ผงโลหะกระเด็นจากการกัด และผงโลหะดั้งเดิม ภาพขยายสูงแสดงให้เห็นว่าชั้นออกไซด์ที่พบได้ทั่วไปบนร่องที่เกิดจากการกระเด็นของโลหะถูกกำจัดออกไปบนร่องที่เกิดจากการกระเด็นของโลหะที่ถูกกัด ในขณะที่ผงโลหะดั้งเดิมแสดงให้เห็นว่ายังมีออกไซด์บางส่วนหลงเหลืออยู่ เครดิตภาพ: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
พื้นที่ปกคลุมด้วยออกไซด์บนผงกระเด็นของสแตนเลส 316L ลดลงถึง 10 เท่า จาก 7% เหลือ 0.7% หลังจากให้ความร้อนแก่สารละลาย Ralph ที่อุณหภูมิ 65 °C ในอ่างน้ำเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ข้อมูล EDX จากการวิเคราะห์พื้นที่ขนาดใหญ่แสดงให้เห็นว่าระดับออกซิเจนลดลงจาก 13.5% เหลือ 4.5%
ผงพ่นที่ผ่านการกัดด้วยสารเคมีจะมีชั้นออกไซด์เคลือบผิวรางน้อยกว่าผงพ่นทั่วไป นอกจากนี้ การกัดด้วยสารเคมีของผงยังช่วยเพิ่มการซึมผ่านของผงบนราง การกัดด้วยสารเคมีมีศักยภาพในการปรับปรุงความสามารถในการนำกลับมาใช้ใหม่และความทนทานของผงพ่นหรือผงที่ใช้ในปริมาณมากซึ่งทำจากผงสแตนเลสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและทนต่อการกัดกร่อน
ตลอดช่วงขนาดตะแกรง 45-63 ไมโครเมตร อนุภาคที่จับตัวเป็นก้อนที่เหลืออยู่ในผงสาดสีที่ผ่านการกัดและไม่ผ่านการกัดนั้น อธิบายได้ว่าทำไมปริมาตรของผงที่ผ่านการกัดและผงสาดสีจึงใกล้เคียงกัน ในขณะที่ปริมาตรของผงดั้งเดิมนั้นใหญ่กว่าประมาณ 50% พบว่าผงที่จับตัวเป็นก้อนหรือก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดเล็กส่งผลต่อความหนาแน่นรวมและปริมาตรด้วย
ผงโลหะที่ผ่านการกัดกร่อนจะมีชั้นออกไซด์เคลือบผิวรางน้อยกว่าผงโลหะที่กระเด็นออกมา เมื่อกำจัดออกไซด์ออกด้วยกระบวนการทางเคมี ผงโลหะที่กึ่งยึดเกาะและผงโลหะเปล่าจะแสดงให้เห็นถึงการยึดเกาะที่ดีขึ้นของออกไซด์ที่ลดลง ซึ่งเป็นผลมาจากความสามารถในการเปียกที่ดีขึ้น
แผนภาพแสดงประโยชน์ของการบำบัดด้วย LPBF เมื่อกำจัดออกไซด์ออกจากผงกระเด็นในระบบสแตนเลสด้วยกระบวนการทางเคมี การกำจัดออกไซด์ทำให้ได้คุณสมบัติการเปียกที่ดีเยี่ยม เครดิตภาพ: Murray, J. W, et al, Additive Manufacturing Letters
โดยสรุป การศึกษาครั้งนี้ใช้วิธีการกัดทางเคมีเพื่อฟื้นฟูผงโลหะกระเด็นสแตนเลสที่เกิดออกซิเดชันสูงโดยการแช่ในสารละลายของราล์ฟ ซึ่งเป็นสารละลายของเฟอร์ริกคลอไรด์และคิวปริกคลอไรด์ในกรดไฮโดรคลอริก พบว่าการแช่ในสารละลายกัดกร่อนของราล์ฟที่อุ่นเป็นเวลา 1 ชั่วโมง ส่งผลให้พื้นที่ปกคลุมด้วยออกไซด์บนผงโลหะกระเด็นลดลงถึง 10 เท่า
ผู้เขียนเชื่อว่าการกัดกร่อนทางเคมีมีศักยภาพที่จะได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ในวงกว้างมากขึ้น เพื่อฟื้นฟูอนุภาคสแปลตเตอร์หรือผง LPBF ที่นำกลับมาใช้ซ้ำหลายครั้ง ซึ่งจะช่วยเพิ่มมูลค่าของวัสดุผงราคาแพงได้
Murray, JW, Speidel, A., Spierings, A. และคณะ การยืดอายุการใช้งานของผงในกระบวนการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ: การกัดทางเคมีของเศษผงสแตนเลส Additive Manufacturing Letters 100057 (2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000317
ข้อสงวนสิทธิ์: ความคิดเห็นที่แสดงในที่นี้เป็นความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียน และไม่จำเป็นต้องเป็นความคิดเห็นของ AZoM.com Limited T/A AZoNetwork ซึ่งเป็นเจ้าของและผู้ดำเนินการเว็บไซต์นี้ ข้อสงวนสิทธิ์นี้เป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดและเงื่อนไขการใช้งานเว็บไซต์นี้
สุรภี เจน เป็นนักเขียนด้านเทคนิคอิสระที่อาศัยอยู่ในเดลี ประเทศอินเดีย เธอสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเดลี และได้เข้าร่วมกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ วัฒนธรรม และกีฬามากมาย พื้นฐานทางวิชาการของเธอคือการวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ โดยเชี่ยวชาญด้านการพัฒนาอุปกรณ์และเซ็นเซอร์ทางแสง เธอมีประสบการณ์มากมายในการเขียนเนื้อหา การแก้ไข การวิเคราะห์ข้อมูลเชิงทดลอง และการบริหารโครงการ และได้ตีพิมพ์บทความวิจัย 7 ฉบับในวารสารที่จัดทำดัชนีโดย Scopus และยื่นจดสิทธิบัตรในอินเดีย 2 ฉบับจากงานวิจัยของเธอ เธอหลงใหลในการอ่าน การเขียน การวิจัย และเทคโนโลยี และยังชอบทำอาหาร การแสดง การทำสวน และกีฬาอีกด้วย
ศาสนาเชน, สุบี.(24 พฤษภาคม 2022).วิธีการกัดกร่อนทางเคมีแบบใหม่ช่วยขจัดออกไซด์ออกจากผงสแตนเลสที่เกิดการออกซิเดชัน AZOM.สืบค้นเมื่อ 21 กรกฎาคม 2022 จาก https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143
ศาสนาเชน, สุบี. “วิธีการกัดกร่อนทางเคมีแบบใหม่เพื่อกำจัดออกไซด์ออกจากผงกระเด็นของสแตนเลสที่เกิดออกซิเดชัน” AZOM. 21 กรกฎาคม 2022.
ศาสนาเชน, สุบี. “วิธีการกัดกร่อนทางเคมีแบบใหม่เพื่อกำจัดออกไซด์จากผงกระเด็นสแตนเลสที่เกิดออกซิเดชัน” AZOM. https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143 (เข้าถึงเมื่อ 21 กรกฎาคม 2022)
ศาสนาเชน, สุบี. 2022. วิธีการกัดกร่อนทางเคมีแบบใหม่เพื่อกำจัดออกไซด์ออกจากผงสแตนเลสที่เกิดการออกซิเดชัน AZoM เข้าถึงเมื่อ 21 กรกฎาคม 2022 https://www.azom.com/news.aspx?newsID=59143
ในงาน Advanced Materials เมื่อเดือนมิถุนายน 2022 ทาง AZoM ได้พูดคุยกับ Ben Melrose จาก International Syalons เกี่ยวกับตลาดวัสดุขั้นสูง อุตสาหกรรม 4.0 และความพยายามในการมุ่งสู่การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิเป็นศูนย์
ในงาน Advanced Materials ทาง AZoM ได้พูดคุยกับ Vig Sherrill จาก General Graphene เกี่ยวกับอนาคตของกราฟีน และวิธีการที่เทคโนโลยีการผลิตแบบใหม่ของพวกเขาจะช่วยลดต้นทุนเพื่อเปิดโลกแห่งการใช้งานใหม่ๆ ในอนาคต
ในการสัมภาษณ์ครั้งนี้ AZoM พูดคุยกับ ดร. ราล์ฟ ดูปองต์ ประธานบริษัท Levicron เกี่ยวกับศักยภาพของมอเตอร์สปินเดิลรุ่นใหม่ (U)ASD-H25 สำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ขอแนะนำ OTT Parsivel² เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ที่สามารถใช้ในการวัดปริมาณน้ำฝนทุกประเภท ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเก็บข้อมูลเกี่ยวกับขนาดและความเร็วของอนุภาคที่ตกลงมาได้
Environics นำเสนอระบบการซึมผ่านแบบครบวงในตัว สำหรับท่อซึมผ่านแบบใช้ครั้งเดียวหนึ่งท่อหรือหลายท่อ
เครื่องสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติ MiniFlash FPA Vision Autosampler จาก Grabner Instruments เป็นเครื่องสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติ 12 ตำแหน่ง เป็นอุปกรณ์เสริมสำหรับการทำงานอัตโนมัติ ออกแบบมาเพื่อใช้กับเครื่องวิเคราะห์ภาพ MINIFLASH FP Vision Analyzer
บทความนี้นำเสนอการประเมินอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยเน้นที่การรีไซเคิลแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้แล้วซึ่งมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น เพื่อให้เกิดแนวทางที่ยั่งยืนและหมุนเวียนในการใช้งานและนำแบตเตอรี่กลับมาใช้ใหม่
การกัดกร่อนคือการเสื่อมสภาพของโลหะผสมเนื่องจากการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม มีเทคนิคต่างๆ มากมายที่ใช้ในการป้องกันการเสื่อมสภาพจากการกัดกร่อนของโลหะผสมที่สัมผัสกับบรรยากาศหรือสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยอื่นๆ
เนื่องจากความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้น ความต้องการเชื้อเพลิงนิวเคลียร์จึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ซึ่งส่งผลให้ความต้องการเทคโนโลยีการตรวจสอบหลังการฉายรังสี (PIE) เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน