ยินดีต้อนรับสู่สื่อการเรียนการสอนอิเล็กทรอนิคส์ ในรายวิชา โลหะวิทยา InE221     
 
     
 
เลื่อนลง
บทเรียนที่1
 
บทเรียนที่2
 
บทเรียนที่3
 
บทเรียนที่4
 
บทเรียนที่5
 
คำถามท้ายวิชา

บทเรียนที่1 ความนำ
 

 ประวัติวิชา 
            
        ประวัติของวิชา จากหลักฐานทางธรณีวิทยา ประมาณว่าโลกมีอายุประมาณ 3,000 ล้านปี เริ่มมีมนุษย์เกิดขึ้น ในโลก เมื่อ 2 ล้านปี ล่วงมาแล้ว มนุษย์ได้อาศัยอยู่บนเปลือกโลก มาตั้งแต่สมัยดึกดำบรรพ์ โดยหารู้ไม่ว่าได้ยืนอยู่บนแร่ธาตุที่มีคุณ
มหาศาลในยุคต่อมา เปลือกโลหะอุดมไปด้วยโลหะมากมายหลายชนิดก็จริง แต่เป็นที่น่าเสียดายที่โลหะเหล่านั้น ไม่ได้อยู่ใน
รูปที่สามารถจะนำมาใช้ได้ทันที มักรวมอยู่กับอะตอมของธาตุโลหะ เช่น ออกซิเจน หรือสารอื่น เช่น หิน และดิน มนุษย์จึงจำ
ต้องใช้ความฉลาดแยกธาตุเหล่านั้นออกมานับตั้งแต่ยุคโบราณมนุษย์ได้เพียรพยายามแยกแร่ธาตุแบบลองผิดลองถูกเพื่อหา
กรรมวิธีถลุงแร่ เพื่อนำมาประดิษฐ์เป็นเครื่องประดับ ภาชนะ และอาวุธรวมทั้งเครื่องกลอย่างหนึ่ง โลหะที่คนโบราณนำมาใช้
้มักเป็นโลหะที่เกดขึ้นอย่างบริสุทธิ์ในธรรมชาติ เช่น ทอง ทองแดง เงิน โลหะเหล่านี้มีจำนวนน้อย ความมากน้อย ของโลหะ
ชนิดต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในเปลือกโลกดูได้จากตาราง
 แสดงปริมาณแร่ธาตุที่มีในเปลือกโลก


                  

ตาราง แสดงปริมาณแร่ธาตุที่มีในเปลือกโลก

                                        

ตาราง แสดงปริมาณแร่ธาตุที่มีในเปลือกโลก

Howell, F . Clark “Early man” , Life Natural Library,(1971),pp 26.

       ได้มีการกล่าวถึงผู้ทำงานเกี่ยวกับโลหะไว้ในคัมภีร์ไบเบิล ในเทพนิยายกรีกและนอร์เวย์ คนในสมัยนั้นรู้จักนำเอาโลหะ
มาทำงานศิลปะ และมีหลักฐานยืนได้ว่า คนโบราณรู้จักใช้โลหะกันมาตั้งแต่ 3500 ปีก่อนคริสต์ศักราช คนโบราณรู้จักศิลปะ
การหลอม การทำโลหะให้บริสุทธิ์ และการขึ้นรูปโลหะ วิชาโลหะวิทยาได้มีการพัฒนาอย่างสูงในหมู่ชนชาติอียิปต์โบราณและ
ประเทศจีน ซึ่งอยู่กันคนละซีกโลก ชาวอียิปต์รู้จักวิธีแยกธาตุเหล็กออกจากสินแร่เหล็กและยังรู้จักวิธีชุบเหล็กให้แข็ง ผลงาน
ด้านโลหะของอียิปต์ มีหลักฐานที่ หลงเหลืออยู่มากมาย เพราะเก็บรักษาไว้ในปิรามิด โลหะเหล็กเริ่มมีการ ใช้กันอย่างแพร่ 
หลายหลังปี 1300 ก่อนคริสต์ศักราชไปแล้ว แต่ก็ไม่ค่อยเป็นที่นิยมนัก เพราะถลุงลำบาก และมักเป็นสนิม ทำให้หมดความ
สวยงาม โลหะที่นิยมกันมากเป็นโลหะที่เกิดขึ้นอย่างอิสระในเปลือกโลก เช่น ทองแดง ทองคำ เงินและโลหะผสมง่ายๆ เช่น ทองเหลือง และบรอนซ์ ความรู้ในงานโลหะถ่ายทอดกันมาโดยตรง จากผู้รู้ ผู้เชี่ยวชาญไปสู่ลูกมือฝึกหัด ในยุคกลางนั้นได้มี 
การเล่นแร่แปรธาตุ เกิดขบวนการลองผิดลองถูก ทดลองผสม แพร่ออกมาน้อยมาก จนกระทั่งปี ค.ศ. 1540 Biringuccio ได้ตีพิมพ์หนังสือว่าด้วยโลหะขึ้นมาเป็นเล่มแรกชื่อ Pirotechnia และติดตามอีกเล่มด้วย หนังสือ De RE Metallurgica ของ Agricola ในปี ค.ศ. 1556 อันเป็นปี แห่งความสำเร็จนี้ ได้มีผู้คนในสาขาวิชาการอื่น ๆ ให้ความสนใจในงานโลหะมาก ทำให้วิชาการแขนงนี้ ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างกว้างขวาง มีความรู้และ กรรมวิธีใหม่ ๆ เกิดขึ้น เมื่อถึงตอนต้นของเสี้ยวสุด
ท้ายของ ศตวรรษที่ 19 การตรวจสอบโลหะยังคงกระทำกันด้วยสายตาและแว่นขยายเท่านั้น วิทยาศาสตร์ที่ว่าด้วยโครงสร้าง
โลหะยังไม่มีการกล่าวถึง จนกระทั่ง Henry Clifton Sorby ได้นำเอากล้องจุลทรรศน์ เข้ามาช่วยวิเคราะห์ ตรวจสอบโครง
สร้างของโลหะ (Metallography) ไปอย่างรวดเร็ว Sorby เป็นนักวิทยาศาสตร์สมัครเล่นชาวอังกฤษ เขานั้นได้เริ่มต้นงาน
วิทยาศาสตร์โดยการศึกษาหินอุกกาบาตแล้วจึงหันมาศึกษาโลหะ เดือนกันยายนปี ค.ศ. 1864 Sorby ได้ยื่นเอกสารปึกหนึ่ง
ต่อสมาคมเพื่อความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์แห่งประเทศอังกฤษ ในบันทึกของเขาเป็นการเสนอผลงานการทดลองค้นคว้า
ทางโลหะทั้งหมด ประกอบด้วยภาพโลหะหลายร้อยแผ่น ภาพเหล่านั้นเป็น ภาพโครงสร้างของเหล็ก และเหล็กกล้าที่ถ่ายจาก
กล้องจุลทรรศน์ สารฉบับนี้นับได้ว่าเป็นสัญญาณเริ่มต้นของวิชา Mettallography
        ในปี 1878 นักอุตสาหกรรมชาวเยอรมันชื่อ Martens ซึ่งสนใจและติดตามผลงานของ Sorby มาตั้งแต่ต้น ได้ตรวจ
สอบงานของ Sorby และวิเคราะห์ปัญหาอื่น ๆ ในทางโลหะวิทยาเพิ่มเติมได้เสนอผลงาน การค้นคว้าทางด้านโลหะของเขา
ทั้งหมดที่ค้นคว้ามา10กว่าปีแก่สถาบันเหล็กและเหล็กกล้าแห่งเยอรมัน ผลงานทางด้านโลหะของชาวเยอรมันจึงเริ่มเคลื่อน
ไหว และพัฒนาไปอย่างรวดเร็ว แต่ส่วนใหญ่เป็นการพัฒนาทางด้านอาวุธยุทโธปกรณ์ เพื่อการสงครามเป็นสำคัญ วิชาการโลหะถูกพัฒนาขึ้นมาอย่างรวดเร็วในสหรัฐอเมริกา ผู้นำคนสำคัญคือ Albert Sauveur ที่ปรึกษาของบริษัทเหล็กกล้าอเมริกา เป็นผู้ริเริ่มให้มีการใช้กล้องจุลทรรศน์ กำลังขยายสูง ในงานอุตสาหกรรมโลหะ มีการ
พัฒนา ทางด้านการใช้  ขบวนการอบชุบด้วยความร้อน (Heat Treatment) กระทำกับโลหะเพื่อปรับโครงสร้างภายในการ
ผลิตเหล็กในอังกฤษเพิ่งจะมาเริ่มกันอย่างจริงจังหลังจากที่ Sir Henry Bessemer ได้ค้นพบวิธีการถลุงเหล็กกล้าโดยการ
ใช้อากาศเป่าเข้ากับเตา ซึ่งเรียกันว่า การผลิตเหล็กกล้าแบบ Bessemer กรรมวิธีดังกล่าวเป็นต้นแบบ ของการผลิตเหล็ก
กล้าแบบอื่น ๆ ในยุคปัจจุบันความก้าวหน้า ทางด้านโลหะในยุคหลัง ๆ มักเกิดขึ้นใน วงการอุตสาหกรรม เฉพาะสาขา เช่น
อุตสาหกรรมเครื่องบิน และรถยนต์ มีการค้นคว้าและวิเคราะห์ และผสมโลหะที่มีความแข็งแรงสูงมีน้ำหนักเบา โดยคำนึงถึง
อัตราส่วนระหว่างความแข็งแรง ต่อ น้ำหนัก (strength/ weigth) เพื่อนำไปประยุกต์ ในงานวิศวกรรมต่าง ๆ ความก้าวหน้า
ทางเทคโนโลยีใหม่มีส่วนผลักดันให้งานโลหะก้าวหน้าไปด้วย เช่น
การประดิษฐ์เครื่องยนต์ลูกสูบหมุน (Wankel Rotary Engine) ซึ่งเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในชนิดใหม่มีข้อดีกว่าเครื่อง
ยนต์ลูกสูบชักหลายประการ คือ กะทัดรัด น้ำหนักเบา ระบบกลไกไม่ซับซ้อน เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ลูกสูบชัก ที่มีขนาดแรง
ม้าเท่ากัน แต่มีปัญหาทางด้าน วัสดุบางประการที่เครื่องยนต์โรตารี่ยังแก้ไม่ตก คือการนำโลหะที่จะทำเป็นวัสดุกันรั่ว (seal) ระหว่างตัว Rotor และผนังโลหะกันน้ำมันหล่อลื่นเข้าไปในตอนแรกเขาใช้คาร์บอน (Carbon) เป็นวัสดุกันรั่ว (Seal) พบว่า
เครื่องยนต์มีอายุการใช้งานได้ เพียง 32,000 กิโลเมตร น้ำมันเครื่องก็ซึม จำเป็นต้อง วิเคราะห์ค้นหาวัสดุใหม่ เท่าที่ค้นพบ
แล้วปัจจุบัน คือ วัสดุกันรั่วที่ทำด้วย ทิตาเนียม – คาร์บอน (Titanium – Carbon) ซึ่งก็มีอายุการใช้งานเพียง 160,000 กิโลเมตร อุปสรรคดังกล่าวเป็นแรงผลักดัน ให้นักโลหะจำเป็นต้อง วิเคราะห์วิจัยงานโลหะ เพื่อหาโลหะที่สอดคล้องกับความ
ต้องการของแต่ละวงการความก้าวหน้าของวิชาโลหะวิทยาจึงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และมีความซับซ้อนและแยกออกเป็นสาขาย่อยๆ มากยิ่งขึ้นทุกที ในยุคปัจจุบันและในอนาคต โลหะจะยังคงเป็นวัสดุที่ครองความสำคัญอันดับหนึ่งของมนุษยชาติอยู่อย่างเดิม แม้ว่าปัจจุบันจะมีวัสดุอย่างอื่น เช่น พลาสติกและซีรามิค (Ceramic) เข้ามามีบทบาทมากขึ้นทุกทีก็ตาม

 


 












                                             

 

 

 

 




 

 

 

การเรียนการสอนโลหะวิทยาฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต

 

1.ความหมายของวัสดุศาสตร์  2. คุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ      3. คุณสมบัติเชิงกลของโลหะ  

4. การค้นพบอิเล็กตรอน  5. พันธะเคมี    6. ระบบผลึก   7. การเติบโตของผลึก 

 8. เครื่องตรวจหาโลหะ  9. รังสีเอกซ์    10.  การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ 

11. เฟสไดอะแกรม  12. การกัดกร่อน  13. แบบฝึกหัดโลหะวิทยา

14. เรียนโลหะกับมหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ  15. เรือไททานิค อัปปางเพราะความผิดพลาดทางโลหะวิทยาจริงหรือ

16. หนังสือโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าสารบัญโลหะวิทยาฟิสิกส์

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

โลหะวิทยา