ดร.กุลจิรา สุจิโรจน์  (Kuljira Sujirot) จากศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ (เอ็มเทค) เป็นนักเรียนทุกรัฐบาล (กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี : ว.ว.) สำเร็จการศึกษาสูงสุดระดับปริญญาเอก ทางวัสดุศาสตร์ เป็นนักวิจัยอีกท่านหนึ่งที่มีผลงานมากมาย อาทิเช่น

๑. การพัฒนาเกราะแข็งน้ำหนักเบาสำหรับการใช้งานด้านยุทโธปกรณ์ทางทหารในกองทัพไทย (Development of Light Weight Hard Armor for the Royal Thai Military Armory)

บทคัดย่อ: เกราะเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยป้องกันอันตรายจากกระสุนหรืออาวุธแหลมคมได้ มีการใช้งานที่หลากหลาย เช่น ใช้เป็นเกราะส่วนบุคคล เป็นชิ้นส่วนในรถหุ้มเกราะ หรือในเฮลิคอปเตอร์ เป็นต้น การเลือกใช้เกราะให้เหมาะกับงาน จำเป็นต้องคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ ได้แก่ สมรรถนะดี หรือมีความสามารถในการรับกระสุนที่มีอำนาจทะลุทลวงสูงขึ้นเรื่อยๆ น้ำหนักเบา ไม่เป็นภาระต่อการปฏิบัติงานของผู้ใช้ และที่สำคัญคือ ราคาเหมาะสม การพัฒนาความสามารถในการผลิตเกราะขึ้นภายในประเทศ จำเป็นต้องสร้างองค์ความรู้เกี่ยวกับการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสม เนื่องจากวัสดุเซรามิกส์ โลหะ และโพลิเมอร์ ต่างมีข้อดีและข้อด้อยต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พฤติกรรมการแตกร้าวที่เกิดขึ้นเมื่อได้รับการกระแทกจากกระสุนที่ความเร็วสูง งานวิจัยนี้จึงจะเลือกพัฒนาวัสดุให้เหมาะกับศักยภาพในประเทศ โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์แบบเสมือน (virtual simulation) ประกอบกับการทดลองจริงตามมาตรฐานโดยความร่วมมือกับสำนักงานวิจัยและพัฒนา กลาโหม นอกจากเทคนิคนี้จะช่วยกำหนดกรอบตัวแปรการผลิตเพื่อให้ได้วัสดุที่มีสมบัติ เหมาะสมกับงาน และช่วยลดจำนวนการทดลองแบบทำลายชิ้นงานแล้ว ยังช่วยออกแบบเกราะให้มีสมบัติทั้งสามด้านที่ต้องการ คือ มีสมรรถนะดี น้ำหนักเบา และราคาเหมาะสม อนึ่ง การพัฒนาครั้งนี้มีเป้าหมายเพื่อผลิตต้นแบบเกราะแข็งน้ำหนักเบาที่ผ่านการ ทดสอบในระดับ IV ตามมาตรฐาน NIJ โดยคาดว่าจะสามารถส่งเสริมให้เกิดการผลิตเกราะหรือวัสดุที่ใช้ทำเกราะขึ้นใน ประเทศได้ในอนาคตอันใกล้
Abstract: Armour is a protective covering or sheathing against sharp piercing and ballistic impact. Various applications of the armour include body armour, armour-clad vehicle, armour-clad seat in a helicopter, etc. Key factors for proper armour selection are high performance, or in other word the ability to withstand ballistic impact from bullets with ever-increasing penetrating power, light weight (not burdensome to users or vehicles on duty), and last but not least reasonable price. In order to develop armour parts and design capability in a country, knowledge base on materials selection is a prerequisite, since ceramics, metal, and polymer exhibit different fracture behaviour, especially under ballistic impact. This study will select materials with high potential for local manufacturing capability. Virtual simulation technique will be utilised in comparison with actual ballistic impact testing, under collaboration with the Defense Research and Development Department. Not only that this technique will assist in determining processing variables and minimising the number of destructive testings, but optimisation among the target characterisitcs; i.e. high performance, light-weight, and reasonable price, will also be plausible. A prototype for light-weight hard armor with the NIJ standard level IV is a main target of this project. It is expected that the resultant prototype will encourage the establishment of local armour parts and assembly manufacturing in the near future.

๒. การพัฒนากระบวนการผลิตเม็ดผงเซรามิกส์โดยเครื่อง Spray Dryer (Development of Ceramics Granule Powder Processing for Spray Dryer)

บทคัดย่อ: N/A

๓. การสังเคราะห์ซิลิกอนคาร์ไบด์จากแกลบในระดับโรงประลอง (Pilot Scale Synthesis of Silicon Sarbide from Rice Husk)

บทคัดย่อ: แกลบข้าวมีองค์ประกอบหลักเป็นอนุภาคซิลิกาที่มีความละเอียดสูง เป็นโครงสร้างเปิดและแทรกตัวอยู่ในสารอินทรีย์พวกลูโลสและลิกนิน ประกอบกับลักษณะการกระจายความพรุนอย่างทั่วถึงจึงทำให้การสังเคราะห์ซิลิกอ นคาร์ไบด์จากแกลบข้าวสามารถทำได้ที่อุณหภูมิต่ำและสังเคราะห์ได้ในระดับห้อง ปฏิบัติการ รวมทั้งยังช่วยประหยัดต้นทุนด้านพลังงานในการผลิต ซึ่งผลผลิตที่ได้จากการผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์จากแกลบสามารถได้ซิลิกอนคาร์ไบด์ ที่มีอนุภาคขนาดเล็กมากทั้งที่เป็นผลึกกลมและวิสเกอร์อยู่ในช่วงนาโนเมตร การผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ให้ได้ลักษณะเฉพาะที่ต้องการจะต้องคำนึงถึงตัวแปรใน การผลิต ตั้งแต่กระบวนการปรับสภาพแกลบ อุณหภูมิ เวลา บรรยากาศ ที่ใช้ในการผลิต ดังนั้นงานวิจัยนี้ทำการศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดปฏิกิริยาและสัณฐาน วิทยาของซิลิกอนคาร์ไบด์จากแกลบ ได้แก่ อุณหภูมิ เวลาและบรรยากาศในการเผา รวมทั้งสารช่วยเร่งให้เกิดปฏิกิริยา เพื่อเป็นแนวทางเบื้องต้นในการควบคุมการผลิตในระดับปริมาณมากโดยใช้เทคนิค การขึ้นรูปแบบ Cold Isostatic press (CIP) ต่อไป

๔. การหดตัวในมิติเชิงเรขาคณิตของชิ้นงาน เซรามิกส์จากการอัดแบบแนวเดียว (Ceramic Geometrical Shrinkage under Uniaxial Press)

บทคัดย่อ: โครงการนี้เป็นการศึกษาสมบัติการหดตัว ในมิติต่างๆ ของชิ้นงานรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ โดยการนำเอาเม็ดผง (granules powder) เซรามิกส์มาทำการผลิตด้วยเทคนิคการอัดแบบ (Dry Pressing) ซึ่งเป็นกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์ที่นิยมใช้กันใน อุตสาหกรรมเซรามิกส์โครงสร้าง เนื่องจากสามารถผลิตชิ้นงานเซรามิกส์โครงสร้างรูปร่างซับซ้อนได้ โดยทั่วไปการควบคุมการผลิตผลิตภัณฑ์เซรามิกส์โครงสร้างรูปร่างซับซ้อนให้ได้ ขนาดค่าเผื่อทางวิศวกรรม (engineering tolerance) ตามที่ต้องการเป็นเรื่องที่ยากมาก เนื่องจากเม็ดผงเซรามิกส์ที่ผ่านการขึ้นรูปด้วยการอัดแบบในมิติต่างๆ ของแม่พิมพ์ที่ขนาดและรูปร่างที่ต่างกัน แล้วเมื่อนำไปเผาอบผนึกที่อุณหภูมิสูง (>1250oC) จะมีการหดตัว (shrinkage) อยู่ในช่วง 4 – 20% (ขึ้นอยู่กับสาร อุณหภูมิการเผา และเวลาที่แช่ในระหว่างการเผา) นอกจากนี้ชิ้นงานที่ได้หลังการเผาอบผนึกยังมีค่าการหดตัวในมิติต่างๆ ที่ไม่เท่ากัน ทำให้การออกแบบผลิตภัณฑ์มีความสำคัญอย่างมากที่จะต้องทำการคำนวณหาขนาดก่อน การเผาอย่างละเอียด และมีข้อมูลค่าการหดตัวในมิติต่างๆ ของชิ้นงานรูปทรงเรขาคณิตต่างๆ แต่ละชนิดอย่างถูกต้อง เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการออกแบบแม่พิมพ์ที่ถูกต้องและนำไปสู่การผลิต ผลิตภัณฑ์เซรามิกส์หลังการเผาที่ได้ขนาดค่าเผื่อทางวิศวกรรมตามที่ต้องการ และอีกทั้งยังลดช่วยค่าใช้จ่ายในการปรับแต่งขนาดของผลิตภัณฑ์หลังการเผาด้วย

๕. การขึ้นรูปและวิเคราะห์คุณลักษณะของรีแอ็กชั่นบอนด์ซิลิคอนไนไตรด์ (Fabrication and Characterization of Reaction-Bonded Silicon Nitride)

บทคัดย่อ: ซิลิคอนไนไตรด์เป็นเซรามิคที่ใช้ในงานโครงสร้างมากที่สุดเนื่องจากมีคุณสม บัตที่ดีหลายอย่าง Reaction-Bonded Silicon Nitride (RBSN) เป็นวิธีขึ้นรูปซิลิคอนไนไตรด์ที่มีข้อดีหลายประการคือสามารถขึ้นรูปชิ้นงาน ที่มีรูปร่างซับซ้อนให้ได้ขนาดใกล้เคียงกับชิ้นงานจริง ต้นทุนวัสดุต่ำและอุณหภูมิที่ใช้ขึ้นรูปก็ต่ำเมื่อเทียบกับวิธีอื่น แต่ความหนาแน่นและความแข็งแรงจะต่ำกว่าการขึ้นรูปด้วยวิธีอื่น การขึ้นรูป RBSN มีขั้นตอนดังนี้ อัดขึ้นรูปผงซิลิคอนแล้วนำไปเผาผนึกเบื้องต้น (Pre-sintering) ที่อุณหภูมิ 1200 C ในบรรยากาศก๊าซอาร์กอน นำชิ้นงานไปตัดแต่งให้ได้รูปร่างและขนาดที่ต้องการ จากนั้นนำชิ้นงานไปทำไนไตรเดชั่น (Nitridation) ที่อุณหภูมิ 1250-1450 C ในบรรยากาศไนโตรเจน จะเกิดพันธะโควาเลนท์ของ Si-N ที่แข็งแรงโดยชิ้นงานสุดท้ายจะมีรูพรุนประมาณ 20% ปริมาณรูพรุนจะมีผลต่อคุณสมบัติของ RBSN มาก ขนาดผงซิลิคอนเริ่มต้นจะมีผลต่อปริมาณรูพรุน วัสดุซิลิคอนไนไตรด์ใช้งานได้หลายรูปแบบโดยสามารถเป็นชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องจักรกล cuttong tools และ wear parts เป็นต้น อุปกรณ์หัวฉีดในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนแก๊สเทอร์ไบน์เป็นชิ้นส่วนตัวหนึ่งที่ RBSN มีศักยภาพในการใช้งาน งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาวิธีขึ้นรูป RBSN ให้มีความหนาแน่นสูงโดยจะศึกษาผลของขนาดผงซิลิคอนเริ่มต้นต่อปริมาณรูพรุน จากนั้นจะศึกษาความเป็นไปได้ที่จะใช้ RBSN ในบรรยากาศออกซิไดซิ่งที่อุณหภูมิสูงเพื่อใช้เป็นอุปกรณ์หัวฉีดในโรงไฟฟ้า พลังความร้อนแก๊สเทอร์ไบน์แทนที่หัวฉีดที่ทำจากโลหะผสม
Abstract: Silicon nitride is the most using ceramic for structural application due to its many good properties. Reaction-bonded silicon nitride is a silicon nitride processing from a specific rout which has many advantages. Specimen with complex shape can be fabricated to near net shape. The raw materials cost and the temperature used are low comparing to the other routs. However, the density and the strength of RBSN are low. The procedure for processing RBSN is as follows : compacting the silicon powder ; pre-sintering the green compact at 1200 C in argon atmosphere ; machining to desired shape and dimensions ; then nitriding at 1250 - 1450 C in nitrogen atmosphere. Strong covalent bonding of Si-N will be formed. The final product has around 20% porosity. The initial size of silicon powder will effect the amount of porosity which deteriorates the machanical properties of RBSN. Silicon nitride has many applications in automobile parts, engine parts, cutting tool, and wear parts. Nozzle for gas turbine power plant is one of potential application for RBSN. This research will study the processing of high density RBSN and the effects of initial silicon powder size to the amount of porosity. The possibility of using RBSN in oxidizing atmosphere at high temperature will also study for substituting metal alloy nozzle with RBSN nozzle.

๖. การพัฒนาซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกส์ที่มีต้นทุนการผลิตต่ำ  (Development of low cost silicon nitride ceramics)

บทคัดย่อ: ซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกส์ที่ผ่านการเผาผนึก โดยผสมสารเติมแต่ง เช่น Y2O3 และ Al2O3 ได้ถูกนำมาใช้เป็นใบมีดในเครื่องตัด ลูกบอลล์แบริ่ง และชิ้นส่วนต่างๆ ในรถยนต์ อย่างไรก็ตามการใช้เซรามิกส์ประเภทนี้ยังไม่เป็นที่แพร่หลายเท่ากับอะลูมินา เซรามิกส์ เนื่องจากมีต้นทุนในการผลิตสูงสาเหตุของการมีต้นทุนสูงมาจาก (1) ผงซิลิคอนไนไตรด์ที่ใช้เป็นวัตถุดิบมีราคาแพง (2) สารเติมแต่งที่ใช้มีราคาแพง และ (3) วิธีการเผาผนึกที่ใช้กันอยู่มีค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้นการเผาผนึกซิลิคอนไนไตรด์เซรามิกส์ในอากาศ จึงเป็นเทคโนโลยีที่น่าสนใจมาก ถึงแม้ว่าจะมีรายงานวิจัยกล่าวถึงความเป็นไปได้ของเทคนิคนี้ เมื่อปี 2001 จนถึงปัจจุบันก็ยังไม่มีรายงานว่าได้มีการพัฒนาไปจนถึงขั้นที่ผลิตเป็นชิ้น งาน จึงนับได้ว่างานวิจัยนี้เป็นพื้นฐานหนึ่งในการผลิตซิลิคอนไนไตรด์ เซรามิกส์ที่ใช้ต้นทุนการผลิตต่ำ และจะเป็นเทคโนโลยีชั้นนำของโลก
Abstract: Silicon nitride ceramics is sintered with sintering additives such as Y2O3, Al2O3. It has been utilized as a cutting tool, bearing balls and some other automotive components. However, its utilization has not yet extended to the level of Al2O3 ceramics. The reason is due to the high production cost. Major factors of high cost come from (1) expensive raw powder, (2) expensive additives and (3) expensive sintering process. Sintering of the low cost silicon nitride ceramics in air atmosphere is attractive technology. Though the possibility was reported last year, it has not yet become the process technology to produce a component. This research must be one of the basics for the production of low cost silicon nitride ceramics. Therefore, this project will yield leading edge technology in the world.

๗. การเผาผลิตภัณฑ์เซรามิกส์ในระดับโรงประลองโดยใช้เตาก๊าซ LPG (Pilot Scale Firing of Ceramics Products in LPG Kiln)

บทคัดย่อ: โครงการนี้เป็นการวิจัยต่อยอดจากโครงการบ่มเพาะเทคโนโลยีเซรามิกส์โครงสร้าง รูปร่างซับซ้อน ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งเสริมอุตสาหกรรมการผลิตชิ้นส่วนเซรามิกส์ ซึ่งโครงการนี้จะเน้นถึงการศึกษาปัจจัยต่างๆของการเผาชิ้นงานเซรามิกส์ โดยใช้เตาก๊าซปิโตรเลียมเหลว โดยทั่วไปเตาเผาที่ใช้ในประเทศเพื่อเผาผลิตภัณฑ์ เซรามิกส์ จะใช้ก๊าซปิโตรเลียมเหลวเป็นเชิ้อเพลิง เนื่องจากต้นทุนถูกกว่าไฟฟ้า อย่างไรก็ดีการเผาเซรามิกส์ดั้งเดิมจะอยู่ที่อุณหภูมิประมาณ 1,200 องศาเซลเซียส ซึ่งการเผาชิ้นงานอลูมินาที่มีความบริสุทธ์สูงนั้นจะต้องเผาที่อุณหภูมิสูง มากกว่า 1,650 องศาเซลเซียส ทำให้ยังขาดการปรับปรุงเทคโนโลยีการเผาสำหรับอุณหภูมิสูง การเผาที่มีประสิทธิภาพจะต้องคำนึงถึงคุณภาพ หรือ คุณสมบัติที่ดีของผลิตภัณฑ์เป็นสำคัญ เช่น คุณลักษณะภายนอก ความหนาแน่น ความพรุนตัว ความแข็งแรง และโครงสร้างจุลภาค เป็นต้น อีกทั้งยังต้องพิจารณาถึงผลกระทบที่มีผลต่อต้นทุนค่าใช้จ่ายการเผา เช่น การควบคุมอุณหภูมิที่ดี ปริมาณของเสีย ความร้อนสูญเสีย ซึ่งโครงการนี้จะได้ทำการศึกษาถึงการเผาที่สภาวะต่างๆกัน เช่น อุณหภูมิสูงสุด ระยะเวลาการเผาอุณหภูมิสูงสุด การจัดเรียงเผา เพื่อให้เกิดองค์ความรู้เพื่อให้สามารถนำไปประยุกต์ต่อภาคอุตสาหกรรมผลิต ชิ้นส่วนเซรามิกส์ ได้ต่อไป

๘. การสำรวจข้อมูลเพื่อความร่วมมือด้านเทคโนโลยี structural ceramics ระหว่างประเทศไทยและประเทศญี่ปุ่น (Technical survey for Thailand-Japan collaboration on structural ceramics technology)

Abstract: Structural ceramics technology advances dramatically and their usage is gradually accepted and extended to new applications. Japan leads the world in processing ceramics for industrial applications and dominates on the number of ceramic patent applications. Some products, especially alumina, are in mature stage and a few manufacturers may be seeking business opportunity and strategic alliances in South-East Asia region. Meanwhile, ceramic manufacturers in Thailand, though possess some expertise in traditional and bulk uses of ceramic materials, cannot satisfactorily respond to the rapid pace of vicissitudes in technology and market structure. However, in the last few decades, Thai manufacturers have developed skilled personnel, processing technology, and high quality products, and thus possess high potential for upgrading technology. This survey will report technical & market information including investment incentives that could lead to tangible collaboration in the near future.

๙. การผลิตและหาลักษณะเฉพาะของ reaction-bonded silicon nitride (Fabrication and characterisation-bonded silicon nitride)

บทคัดย่อ: ซิลิคอนไนไตรด์เป็นเซรามิกส์ที่จัดอยู่ในกลุ่ม Advanced ceramics ที่มีการใช้งานเชิงโครงสร้างอย่างกว้างขวาง เช่น ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) และ เครื่องมือตัดโลหะ (cutting tools) เป็นต้น แต่ในปัจจุบันนี้ประเทศไทยยังไม่มีฐานเทคโนโลยีทางไนไตรด์เซรามิกส์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยีโลหะผล (powder metallurgy), เทคโนโลยีการควบคุมบรรยากาศที่อุณหภูมิสูง (>1000 องศาเซลเซียส) และจลนศาสตร์ของกระบวนการไนตริเดชั่น โครงการนี้ศึกษาซิลิคอนไนไตรด์ที่ผลิตด้วยวิธี reaction-bonded เนื่องจากวิธีนี้มีจุดเด่น คือ สามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ขนาดใกล้เคียงที่ต้องการ (near-net shape) ซึ่งช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการตกแต่งชิ้นงาน นอกจากนี้ยังก่อให้เกิดความเข้าใจตัวแปรที่มีผลต่อการผลิตและลักษณะเฉพาะของ ซิลิคอนไนไตรด์ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำคัญในการศึกษาซิลิคอนไนไตรด์ที่ผลิตโดยวิธีอื่น หรือการผลิตไนไตรด์เซรามิกส์ตัวอื่นอีกด้วย
Abstract: Silicon mitride is an advanced ceramics utilised mainly in structural applications, e.g. automobile parts, heat exchanger, and cutting tools. In Thailand, there is currently a lack of basis for nitride ceramics technology which involves powder technology, high-temperature controlled-atmosphere technology, and kinetics of nitridation process. The purpose of this project is to study the production and characteristics of reaction-bonded silicon nitride (RBSN). The advantage of this method is that a near-net shape body can be produced, leading to a dramatic reduction in thime and invesment on machining process. Additionally, it leads to the understanding of variables affecting the production and characteristics of not only RBSN but also of silicon nitride produced by other methods and of other nitride ceramics.

MTEC
BIOTEC
NECTEC
NANOTEC

tsp

AIMI

nctc

ตราโลโก้ ศูนย์เทคโนโลยีเพื่อความมั่นคงของประเทศและการประยุกต์เชิงพาณิชย์ (Logo of National Security and Dual-Use Technology Center: NSD)

ฐานข้อมูลหน่วยงานภาครัฐ

 
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.)
เป็นหน่วยงานของรัฐที่จัดตั้งขึ้นเพื่อศึกษาวิจัยและพัฒนาทางด้านวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีเพื่อการพัฒนาประเทศไทย ไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อแสวงหากำไร
หากท่านพบว่ามีข้อมูลใดๆ ที่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญาปรากฏอยู่ในเว็บไซต์ของสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ
โปรดแจ้งให้ทราบเพื่อดำเนินการแก้ปัญหาดังกล่าวโดยเร็วที่สุดต่อไป