หน่วยที่ 6 วัสดุสังเคราะห์

หัวข้อเรื่องและงาน                                                                             

1. การแบ่งประเภทของวัสดุ                                                                                                                                                                               

  2. การทำเหมืองแร่

 สาระสำคัญ

   เมื่อใดก็ตามที่องค์กรทางธุรกิจมีความต้องการที่จะผลิตสินค้าใหม่ขึ้นมาหรือทำการปรับปรุงสินค้าเดิมให้ดีขึ้น สิ่งที่ต้องนำมาพิจารณาในการดำเนินการ ได้แก่ ความเป็นไปได้ทางเทคนิค และความเป็นไปได้ทางเศรษฐศาสตร์  การเลือกวัสดุที่จะนำมาใช้จะต้องผ่านการพิจารณาความเป็นไปได้ทั้ง 2 กรณีดังกล่าว การพิจารณาทางเทคนิคเป็นการพิจารณาเลือกวัสดุให้เหมาะกับสภาพการใช้งานที่กำหนด ส่วนการพิจารณาทางเศรษฐศาสตร์เป็นการพิจารณาเกี่ยวกับต้นทุนของวัสดุ  วัสดุบางชนิดที่ทำการเลือกมาใช้มีความเหมาะสมในการใช้งานได้ตรงตามที่กำหนด  แต่มีราคาแพงซึ่งเป็นการไม่คุ้มค่าในเชิงของการทำธุรกิจ  ดังนั้น ในการเลือกวัสดุจึงต้องคำนึงถึงความเป็นไปได้ทั้ง 2 กรณี    

สมรรถนะที่พึงประสงค์  (ความรู้  ทักษะ  คุณธรรม  จริยธรรม  จรรยาบรรณวิชาชีพ)

  1. อธิบายความหมายของวัสดุประเภทโลหะได้อย่างถูกต้อง                                                                                                                

  2. อธิบายความหมายของการทำเหมืองแร่ได้อย่างถูกต้อง

 เนื้อหาสาระ                                                                                                                                                                                         

   ชนิดของวัสดุในงานอุตสาหกรร                                                                                                                                                                   

   1.  กลุ่มที่เป็นโลหะ

                  1.1. โลหะประเภทเหล็ก

1.2. โลหะประเภทไม่ใช่เหล็ก

 2. กลุ่มที่เป็นอโลหะ

 2.1. สารสังเคราะห์

 2.2. สารธรรมชาติ

 กลุ่มที่เป็นโลหะ

      โลหะ หมายถึง วัสดุที่ได้จากการถลุงสินแร่ต่าง ๆ โลหะที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม ได้แก่ เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลือง ทองคำ เงิน ดีบุก สังกะสี เป็นต้น

      โลหะ คือ วัสดุที่ได้จากการถลุงจากสินแร่ต่าง ๆ ที่เกิดโดยธรรมชาติ มีการจัดเรียงตัวของอะตอมเป็นระเบียบกว่าอโลหะ

 คุณสมบัติของโลหะ

      1. เป็นตัวนำไฟฟ้าได้ดี

2. เป็นตัวนำความร้อนได้ดี

3. มีความเหนียวและแข็งแรงสูง

4. มีอุณหภูมิปกติเป็นของแข็ง

5. มีจุดหลอมละลายสูง

6. สามารถทนต่อการทุบตี หรือการยืดขึ้นรูปได้

7. เคาะเสียงดังกังวาน

8. คงทนถาวรไม่ผุพังง่าย

9. มีความถ่วงจำเพาะสูง

10. มีผิวเป็นมันวาว ภายหลังการตกแต่ง

 โลหะแบ่งเป็น 2 ประเภท

      1. โลหะประเภทเหล็ก (Ferrous Metal) หมายถึง โลหะที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบอยู่ ได้แก่ เหล็กหล่อ เหล็กกล้า เหล็กประสม เหล็กเหนียว

      2. โลหะประเภทไม่ใช่เหล็ก (Non– FerrousMetal) หมายถึง โลหะที่ไม่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบอยู่ เช่น   อะลูมิเนียม ทองแดง สังกะสี ตะกั่ว ดีบุก เป็นต้น โลหะที่ไม่ใช่เหล็กยังแบ่งได้เป็น พวกโลหะหนัก และโลหะเบา นอกจากนี้ยังมีพวกโลหะประสมและโลหะซินเตอร์ เช่น ทองเหลือง บรอนซ์ เงินเยอรมัน นาค ทองเค โลหะแข็ง เป็นต้น

 กลุ่มที่เป็นอโลหะ

      อโลหะ หมายถึง วัตถุที่ได้จากธรรมชาติ หรือได้จากการสังเคราะห์มา วัสดุที่ไม่ใช่โลหะมักจะมีคุณสมบัติตรงกันข้ามกับกลุ่มที่เป็นโลหะ ได้แก่ ยาง แก้ว พลาสติก ไม้ ฯลฯ

 อโลหะแบ่งเป็น 2 ประเภท

     1. สารสังเคราะห์ หมายถึง สารที่เกิดจากวัสดุที่สังเคราะห์ หรือผลิตขึ้นด้วยมนุษย์ เช่น ซีเมนต์ กระดาษ แก้ว กระเบื้อง พลาสติก ฯลฯ

      2. สารธรรมชาติ หมายถึง สารที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตตามธรรมชาติ  เช่น หนังสัตว์ ไม้ ยาง ใยหิน ฯลฯ

สมบัติของอโลหะ

      1. เป็นตัวนำไฟฟ้าไม่ดี

2. เป็นตัวนำความร้อนไม่ดี

3. มีจุดหลอมละลายต่ำ

4. ไม่ทนต่อการทุบตีหรือขึ้นรูป

5. มีผิวหยาบไม่มันวาว

6. เคาะไม่มีเสียงดัง

7. มีความถ่วงจำเพาะต่ำ

 ลักษณะสำคัญของโลหะวัสดุช่าง

      ผิว  ผิวของโลหะแต่ละชนิดไม่เหมือนกัน เช่น เหล็กกล้า ผิวเรียบ  เกรนละเอียด  สีเทา  เคาะเสียงดัง เหล็กหล่อ ผิวหยาบ เกรนโตหยาบ มีสีดำ ขรุขระ

  ลักษณะการเลือกวัสดุมาใช้งาน

      1. ความหนาแน่น

      2. ความแข็งของผิว

      3. ความเปราะ

      4. ความสามรถในการอัดรีดขึ้นรูป

      5. ความแกร่งและความยืดหยุ่นตัว

 การทำเหมืองแร่

      โลหะเป็นวัสดุที่ถูกนำมาใช้มากที่สุดในบรรดาวัสดุที่มีอยู่ทั้งหมดโดยโลหะเหล่านั้นอยู่ในสินแร่ชนิดต่าง ๆ ซึ่งจะต้องนำสินแร่มาทำการขจัดสิ่งเจือปนออก และนำไปผ่านกระบวนการผลิต จนกระทั่งได้วัสดุออกมาใช้งาน

      สินแร่ต่าง ๆ จะพบอยู่ตามพื้นโลกซึ่งแบ่งออกได้ 2 ลักษณะ คือ

      1. การทำเหมืองแร่ใต้ดิน (Underground Mining) ใช้ในกรณีที่แหล่งแร่อยู่ลึกลงไปใต้พื้นโลก กรรมวิธีการทำเหมืองใต้ดินจะทำการเจาะโดยอาศัยเพลาเจาะแนวตั้ง เจาะลงไปยังบริเวณที่มีแร่ และจะลำเลียงแร่ที่ได้ขึ้นมาโดยอาศัยรถลำเลียง , สายพายลำเลียง (Conveyors)

      2. การทำเหมืองหลุมเปิด (Open pit Mining)ใช้ในกรณีที่แหล่งแร่อยู่บริเวณเปลือกโลก โดยอาศัยรถตักทำการตักสินแร่ขึ้นมา

รูปที่ 1 การทำเหมืองแร่หลุมเปิด

สรุปเนื้อหา

      ชนิดของวัสดุในงานอุตสาหกรรมแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ ๆ

       กลุ่มที่เป็นโลหะ    Þ   แบ่งออกได้เป็น โลหะประเภทเหล็ก และโลหะประเภทไม่ใช่เหล็ก

       กลุ่มที่เป็นอโลหะ  Þ  แบ่งย่อยได้เป็น สารสังเคราะห์ และสารธรรมชาติ  การทำเหมืองแร่

      โลหะเป็นวัสดุที่ถูกนำมาใช้มากที่สุดในบรรดาวัสดุที่มีอยู่ทั้งหมด โดยโลหะเหล่านั้นอยู่ในสินแร่ชนิดต่าง ๆ ซึ่งจะต้องนำสินแร่มาทำการขจัดสิ่งเจือปนออก และนำไปผ่านกระบวนการผลิต จนกระทั่งได้วัสดุออกมาใช้งาน 

สินแร่แบ่งออกได้ 2 ลักษณะ คือ

1.    การทำเหมืองแร่ใต้ดิน (Underground Mining)  

2.  การทำเหมืองหลุมเปิด (Open pit Mining)