Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์จากกรดบอริก คาร์บอนกัมมันต์ และซูโครสด้วยวิธีคาร์โบเทอร์มัลรีดักชัน

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Synthesis of boron carbide from boric acid activated carbon and sucrose by carbothermal reduction method

Year (A.D.)

2016

Document Type

Thesis

First Advisor

สุจาริณี สินไชย

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเซรามิก

DOI

10.58837/CHULA.THE.2016.23

Abstract

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ วัสดุเซรามิกที่มีความแข็งสูง ด้วยวิธีคาร์โบเทอร์มัลรีดักชันซึ่งเป็นวิธีที่ใช้ในระดับอุตสาหกรรม ใช้กรดบอริกเป็นสารตั้งต้นให้โบรอน ร่วมกับคาร์บอนกัมมันต์และน้ำตาลเป็นตัวให้คาร์บอน ผสมสารตั้งต้นในอัตราส่วนโดยโมลเพื่อหาอัตราส่วนที่ดีที่สุดในการสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ สารตั้งต้นที่มีน้ำตาลเป็นตัวให้ธาตุคาร์บอนจะต้องผ่านการให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมงภายใต้บรรยากาศปกติ จากนั้นสังเคราะห์ด้วยเตาไฟฟ้าแบบท่อที่อุณหภูมิตั้งแต่ 1350 ถึง 1450 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 3 ถึง 7 ชั่วโมง ภายใต้บรรยากาศอาร์กอน ผลของการวิเคราะห์องค์ประกอบเฟสพบว่าสามารถสังเคราะห์โบรอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงและเหลือคาร์บอนอิสระต่ำมากได้ที่อุณหภูมิ 1450 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 5 ชั่วโมง พิจารณาโครงสร้างทางจุลภาคพบว่าอนุภาคที่สังเคราะห์ได้มีรูปทรงผลึกแบบรอมโบฮีดรัลขนาดประมาณ 5 ไมครอน นอกจากนี้ยังพบว่าตัวแปรของการสังเคราะห์ตั้งแต่การเตรียมสารตั้งต้น อัตราส่วนของสารตั้งต้น อุณหภูมิสังเคราะห์ เวลาที่ใช้ในการสังเคราะห์ ฯลฯ ล้วนส่งผลต่อคุณลักษณะของผงโบรอนคาร์ไบด์ที่สังเคราะห์ได้

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research focused on the production of Boron carbide, one of the hardest materials combined with its light weight. Synthesized by using an economic method; carbothermic reduction process. Boric acid was used as sources of boron, activated carbon and sucrose were used as sources of boron carbon, respectively. Mixed precursors with different mole ratios were heat treated in air at 700°C for 2 h. The pyrolyzed precursors were synthesized in tube furnace at 1350-1450°C under argon flow. Results from X-ray diffraction analysis showed the appearance of boron carbide phase in all compositions at the synthesis temperature of 1350°C whereas carbon and boron oxide were also detected. Phase pure boron carbide could be successfully synthesized at 1450°C. The influences of process parameters, e.g., composition ratio, temperature, holding time on the phase formation of the synthesized powders were investigated.

Link to Full Text

Share

COinS