การศึกษากระบวนการ electropolishing เพื่อปรับปรุงวิธีการขัดพื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียมในการนำไปผลิตเป็นวัสดุปลูกฝังทางการแพทย์

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พัฒนศิลป์ รัตนโสภา

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ประวีณา แก้วอ่อน

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนเบ็ญจะมะมหาราช

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2565

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาองค์ความรู้ในการนําความรู้เชิงวิศวกรรมมาใช้ในการปรับปรุงลักษณะพื้นผิว (Surface modification) สำหรับวัสดุปลูกฝังทางการแพทย์ 2) ศึกษากระบวนการ electropolishing ของโลหะผสมไทเทเนียม 3) เพื่อศึกษาประสิทธิภาพการขัดมันเชิงไฟฟ้าของโลหะผสมไทเทเนียม โดยมีขั้นตอนการดำเนินงาน 3 ตอน คือ 1) การหาช่วงความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดกระกระบวนการขัดมันเชิงไฟฟ้าและหาอัตราส่วนผสมสารละลายอิเล็กโทรไลต์ในกระบวนการขัดมันเชิงไฟฟ้า โดยใช้กรดซัลฟิวริก (H2SO4) กรดฟอสฟอริก (H3PO4) เอทานอล (C2H5OH) มีการปรับเปลี่ยนสัดส่วนของสารละลายเป็น 3 สัดส่วน และนำแผ่นโลหะจุ่มลงในสารละลายเพิ่มความต่างศักย์ทีละ 0.5 และวัดค่าความหนาแน่นกระแสเพื่อหาช่วงของการขัด 2) การหาอุณหภูมิที่เหมาะสมในกระบวนการขัดมันเชิงไฟฟ้า จากตอนที่ 1 เลือกสัดส่วนที่เหมาะสมที่สุดนำมาทำการทดลองที่อุณหภูมิ 40 60 และ 80 องศาเซลเซียส เพื่อหาอุณหภูมิที่เหมาะสมในการขัดมันเชิงไฟฟ้าสำหรับไทเทเนียมที่สุด 3) การศึกษาประสิทธิภาพการขัดผิวของโลหะผสมไทเทเนียม โดยทำการสังเกตฟิล์มแอโนดิกขณะการทดลอง วิเคราะห์พื้นผิวหลังการทดลองและความต้านทานไฟฟ้าภายหลังการทดลอง ได้ผลการทดลองดังนี้ ตอนที่ 1 พบว่าสัดส่วนที่ 1 ได้ช่วงความต่างศักย์ที่ 1.0 - 4.0 โวลต์ สัดส่วนที่ 2 ได้ช่วงความต่างศักย์ที่ 0.5 - 1.5 โวลต์ สัดส่วนที่ 3 ได้ช่วงความต่างศักย์ที่ 1.0 - 2.0 โวลต์ ตอนที่ 2 เลือกสัดส่วนที่ 1 จากตอนที่ 1 ทำการทดลองต่อ เพราะสัดส่วนที่ 1 ไม่มีการกัดกรดที่รุนแรงจนเกินไปและพื้นผิวหลังการขัดยังมีพื้นผิวที่ดีกว่า โดยจะทำการทดลองที่อุณหภูมิ 40 60 และ 80 องศาเซลเซียส จากการทดลอง พบว่า ที่อุณหภูมิ 40 องศาเซลเซียส ในส่วนผสมสัดส่วนที่ 1 เป็นช่วงที่ทำให้เกิดการขัดมันเชิงไฟฟ้าที่ประมาณ 1.0 - 4.0 โวลต์ โดยทำการศึกษาจากลักษณะของพื้นผิวที่ส่องผ่านกล้องไมโครสโคปเปรียบเทียบก่อนขัดและหลังขัด และศึกษาค่าความต้านทานเป็น 0.59 มิลลิโอห์ม วิธีการนี้สามารถนำไปปรับปรุงการขัดพื้นผิววัสดุปลูกฝังทางการแพทย์ของไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม โดยปรับเปลี่ยนส่วนผสมของสารละลายอิเล็กโทรไลต์ เพื่อลดความอันตรายของผู้ทำการทดลองและสามารถต่อยอดไปในงานอุตสาหกรรมได้