FCSE | งานวิจัยล้ำสมัย: สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อนแบบ “ซ่อมแซมตัวเอง” ที่ขับเคลื่อนด้วยแสงอาทิตย์

เวลาเผยแพร่:

2025-06-07

โลหะที่สัมผัสกับอากาศ น้ำ หรือสื่อกัดกร่อนอื่น ๆ โดยตรง มีแนวโน้มที่จะเสียหายจากกระบวนการทางกายภาพและเคมีต่าง ๆ ส่งผลให้สิ้นเปลืองทรัพยากรอย่างมากและก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม การเคลือบชั้นป้องกันบนพื้นผิวสามารถแยกวัสดุฐานโลหะออกจากสื่อในสิ่งแวดล้อมโดยรอบ จึงชะลอการเกิดการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โลหะที่สัมผัสกับอากาศ น้ำ หรือสื่อกัดกร่อนอื่น ๆ โดยตรง มีแนวโน้มที่จะเสียหายจากกระบวนการทางกายภาพและเคมีต่าง ๆ ส่งผลให้สิ้นเปลืองทรัพยากรอย่างมากและก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม การเคลือบชั้นป้องกันบนพื้นผิวสามารถแยกวัสดุฐานโลหะออกจากสื่อในสิ่งแวดล้อมโดยรอบ จึงชะลอการเกิดการกัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความหนาแน่นและความสามารถในการป้องกันการกัดกร่อนของชั้นเคลือบเป็นสองปัจจัยสำคัญที่กำหนดผลการป้องกันขั้นสุดท้าย เมื่อเทียบกับชั้นเคลือบอนินทรีย์ เช่น เคลือบเคลือบแก้ว (เอนาเมล) และเซรามิก ชั้นเคลือบอินทรีย์ถูกใช้อย่างแพร่หลายเพราะมีแหล่งที่มาหลากหลาย ทนการกัดกร่อนได้ดี และสร้างชั้นปกคลุมที่หนาแน่นบนพื้นผิวโลหะได้ง่ายกว่า แต่มีข้อเท็จจริงที่มองข้ามไม่ได้ว่า ชั้นเคลือบอินทรีย์ในสภาพแวดล้อมธรรมชาติต่าง ๆ พื้นผิวมักเกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ง่าย ทำให้น้ำและสื่อกัดกร่อนอื่น ๆ ซึมผ่านเข้าไปจนสูญเสียผลการป้องกัน

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมวิจัยของหลิน จื้อเฟิง และหลี่ เว่ยหัว จากมหาวิทยาลัยซุนยัตเซ็น ได้เตรียมสารเคลือบอีพอกซีเรซินที่มีอนุภาคนาโน Fe3O4 และเตตราเดคานอล (ความหนาประมาณ 200 μm) ซึ่งมีความสามารถในการซ่อมแซมตัวเองได้ดีภายใต้แสงอาทิตย์ และสามารถปกป้องเหล็กกล้าคาร์บอนชั้นล่างจากการกัดกร่อนได้

สารเคลือบซ่อมแซมตัวเอง (SHC) เป็นสารเคลือบชนิดใหม่ ตั้งแต่มีรายงานครั้งแรกจนถึงปัจจุบันผ่านมาเพียง 20 ปี สามารถซ่อมแซมรอยแตกร้าวขนาดเล็กหรือความเสียหายของตัวเอง เกิดเป็นเกราะป้องกันทางกายภาพ จึงยืดอายุการใช้งานที่คาดไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้ปัจจุบันจะพบวิธีเตรียมสารเคลือบซ่อมแซมตัวเองหลายวิธี รวมถึงการเติมสารซ่อมแซม/สารยับยั้งการกัดกร่อนจากภายนอก การเกิดพันธะไดนามิกของเรซินพอลิเมอร์เอง และการใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติก/วัสดุจำรูปได้ เป็นต้น แต่มักต้องให้รังสีอัลตราไวโอเลตหรืออุณหภูมิสูงเพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้อง จึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่จะพัฒนาสารเคลือบที่ซ่อมแซมตัวเองได้ภายใต้สภาวะที่ไม่รุนแรง

นักวิจัยพบว่า ภายใต้ผลของความร้อนจากแสงของอนุภาคนาโน Fe3O4 สารเคลือบซ่อมแซมตัวเองที่เตรียมขึ้นสามารถเพิ่มอุณหภูมิถึง 70 °C ได้ภายในเวลาเพียง 200 s ภายใต้แสงจำลอง ซึ่งเพียงพอให้เตตราเดคานอล (十四醇) หลอมละลายและไหลเข้าอุดข้อบกพร่องบนพื้นผิว และภายใน 3 นาที รูทะลุและรอยขีดข่วนบนพื้นผิวของสารเคลือบก็ได้รับการซ่อมแซมอย่างรวดเร็ว ส่วนความสามารถในการเปียกของสารเคลือบสามารถปรับได้ด้วยสัดส่วนของเตตราเดคานอลที่เติมลงไป หมู่ไฮดรอกซิลจำนวนมากบนพื้นผิวทำให้พื้นผิวของสารเคลือบชอบน้ำมากขึ้น พวกเขายังตรวจสอบผลการซ่อมแซมตัวเองของสารเคลือบภายใต้แสงแดดจริงกลางแจ้งเพิ่มเติม ผลปรากฏว่ารอยขีดข่วนบนพื้นผิวสามารถซ่อมแซมได้สำเร็จภายใน 93 s ไม่ว่าก่อนหรือหลังการซ่อมแซม ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนของสารเคลือบชนิดใหม่นี้ยังคงอยู่ที่ระดับสูงกว่า 99% และสามารถป้องกันการซึมผ่านของ O2, H2O และ Cl– ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้แช่ในสารละลาย NaCl 3.5 wt% เป็นเวลา 168 ชั่วโมงแล้ว ก็ยังแสดงให้เห็นถึงความเสถียรและคุณสมบัติการป้องกันที่ดี

วัสดุเคลือบป้องกันการกัดกร่อนชนิด “ซ่อมแซมตัวเอง” ที่ขับเคลื่อนด้วยแสงอาทิตย์แบบใหม่นี้ มีวิธีการเตรียมที่ง่าย ไม่ต้องจัดหาเงื่อนไขเทียมเพิ่มเติม และมีสมรรถนะในการป้องกันการซึมผ่านและการกัดกร่อนเทียบเท่าสารเคลือบเชิงพาณิชย์ คาดว่าจะสามารถผลิตในปริมาณมากและนำไปใช้ในสาขาการป้องกันทางวิศวกรรมต่าง ๆ ได้

หน้าก่อนหน้า

การเชื่อมเสียดทานแบบกวน: เชื่อมวัสดุจุดหลอมเหลวสูงอย่างแผ่นเหล็กกล้าด้วยต้นทุนต่ำ

วิธีการและเทคนิคการซ่อมแซมพื้นผิวโลหะของอุปกรณ์เครื่องจักร

หน้าถัดไป

หน้าก่อนหน้า:

การเชื่อมเสียดทานแบบกวน: เชื่อมวัสดุจุดหลอมเหลวสูงอย่างแผ่นเหล็กกล้าด้วยต้นทุนต่ำ

หน้าถัดไป:

วิธีการและเทคนิคการซ่อมแซมพื้นผิวโลหะของอุปกรณ์เครื่องจักร

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

แนะนำผลิตภัณฑ์งานตัดเฉือน ปี 2026 โซลูชันการซ่อมแซมพื้นผิวโลหะของเครื่องจักรกลระดับมืออาชีพโดยอู่ฮั่นไคหมิงไฮเทค

2026-08-15

อธิบายหลักการทำงานของงานตัดเฉือน ปี 2026 ความรู้เชิงลึกเกี่ยวกับการซ่อมแซมพื้นผิวโลหะของเครื่องจักรกลระดับมืออาชีพ

2026-07-31

วิเคราะห์ปัญหาที่พบบ่อยในงานตัดเฉือน ปี 2026 คู่มือปฏิบัติการแก้ไขความขัดข้องของกระบวนการและการเพิ่มประสิทธิภาพ

2026-07-16

ข้อควรระวังตลอดกระบวนการตัดเฉือน ปี 2026 คู่มือปฏิบัติเพื่อลดต้นทุน เพิ่มคุณภาพ และหลีกเลี่ยงความขัดข้อง

2026-07-01

สรุปสถานการณ์การประยุกต์ใช้งานตัดเฉือนทั้งอุตสาหกรรม ปี 2026 คู่มือการซ่อมแซมพื้นผิวโลหะที่สนับสนุนเพื่อลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ

2026-06-16

ข่าวสารล่าสุดของอุตสาหกรรมงานตัดเฉือน ปี 2026 วิเคราะห์ครบถ้วนสำหรับวิสาหกิจการผลิตในการยกระดับเทคโนโลยี ลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ

2026-06-01

แชร์ไปที่

กลับไปที่รายการ