การใช้ CMC ในการเคลือบเซรามิก

เคลือบเซรามิกเป็นการเคลือบแก้วที่ใช้กับเซรามิกเพื่อให้มีความสวยงาม ทนทาน และใช้งานได้ดียิ่งขึ้น เคมีของเคลือบเซรามิกมีความซับซ้อน และต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ อย่างแม่นยำเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ พารามิเตอร์ที่สำคัญประการหนึ่งคือ CMC หรือความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างและความเสถียรของสารเคลือบ

CMC คือความเข้มข้นของสารลดแรงตึงผิวซึ่งจะเริ่มเกิดการก่อตัวของไมเซลล์ ไมเซลล์คือโครงสร้างที่เกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลของสารลดแรงตึงผิวรวมตัวกันในสารละลาย ทำให้เกิดโครงสร้างทรงกลมโดยมีหางที่ไม่ชอบน้ำอยู่ตรงกลางและมีหัวที่ชอบน้ำบนพื้นผิว ในการเคลือบเซรามิก สารลดแรงตึงผิวทำหน้าที่เป็นสารช่วยกระจายตัวที่ป้องกันการเกาะตัวของอนุภาคและส่งเสริมการก่อตัวของสารแขวนลอยที่เสถียร CMC ของสารลดแรงตึงผิวจะกำหนดปริมาณของสารลดแรงตึงผิวที่จำเป็นในการรักษาสารแขวนลอยให้คงที่ ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพของสารเคลือบ

การใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งของ CMC ในการเคลือบเซรามิกคือเป็นสารช่วยกระจายตัวสำหรับอนุภาคเซรามิก อนุภาคเซรามิกมีแนวโน้มที่จะตกลงตัวอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจนำไปสู่การกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอและคุณภาพพื้นผิวที่ไม่ดี สารช่วยกระจายตัวช่วยป้องกันการตกตะกอนโดยการสร้างแรงผลักกันระหว่างอนุภาค ซึ่งทำให้อนุภาคแขวนลอยอยู่ในผิวเคลือบ CMC ของสารช่วยกระจายตัวกำหนดความเข้มข้นขั้นต่ำที่จำเป็นเพื่อให้ได้มาซึ่งการกระจายตัวที่มีประสิทธิผล หากความเข้มข้นของสารช่วยกระจายตัวต่ำเกินไป อนุภาคจะตกตะกอนและสารเคลือบจะไม่สม่ำเสมอ ในทางกลับกันหากความเข้มข้นสูงเกินไปก็อาจทำให้การเคลือบไม่เสถียรและแยกออกเป็นชั้นได้

การใช้งานที่สำคัญอีกประการหนึ่งของCMC ในเคลือบเซรามิกเป็นตัวปรับกระแสวิทยา รีโอโลยีหมายถึงการศึกษาการไหลของสสาร และในการเคลือบเซรามิก หมายถึงวิธีที่เคลือบไหลและตกตะกอนบนพื้นผิวเซรามิก การไหลของสารเคลือบได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงการกระจายขนาดอนุภาค ความหนืดของตัวกลางที่แขวนลอย และความเข้มข้นและประเภทของสารช่วยกระจายตัว CMC สามารถใช้เพื่อปรับเปลี่ยนการไหลของสารเคลือบโดยการเปลี่ยนคุณสมบัติความหนืดและการไหล ตัวอย่างเช่น สารช่วยกระจายตัว CMC สูงสามารถสร้างสารเคลือบของเหลวได้มากขึ้นซึ่งไหลได้อย่างราบรื่นและสม่ำเสมอบนพื้นผิว ในขณะที่สารช่วยกระจายตัว CMC ต่ำสามารถสร้างสารเคลือบที่หนาขึ้นซึ่งไม่ไหลง่ายนัก

CMC ยังสามารถใช้เพื่อควบคุมคุณสมบัติการทำให้แห้งและการเผาของเคลือบเซรามิก เมื่อเคลือบบนพื้นผิวเซรามิก จะต้องแห้งก่อนจึงจะติดไฟได้ กระบวนการทำให้แห้งอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ รวมถึงอุณหภูมิและความชื้นของสภาพแวดล้อม ความหนาของชั้นเคลือบ และการมีอยู่ของสารลดแรงตึงผิว CMC สามารถใช้เพื่อปรับเปลี่ยนคุณสมบัติการอบแห้งของเคลือบโดยการเปลี่ยนแรงตึงผิวและความหนืดของตัวกลางที่แขวนลอย ซึ่งจะช่วยป้องกันการแตกร้าว การบิดงอ และข้อบกพร่องอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทำให้แห้ง

นอกจากบทบาทของมันในฐานะสารช่วยกระจายตัวและตัวดัดแปลงรีโอโลจีแล้ว CMC ยังสามารถใช้เป็นสารยึดเกาะในเคลือบเซรามิกได้อีกด้วย สารยึดเกาะเป็นวัสดุที่ยึดอนุภาคเคลือบไว้ด้วยกันและส่งเสริมการยึดเกาะกับพื้นผิวเซรามิก CMC สามารถทำหน้าที่เป็นตัวประสานโดยการสร้างฟิล์มบาง ๆ บนพื้นผิวของอนุภาคเซรามิก ซึ่งช่วยยึดเกาะพวกมันเข้าด้วยกันและส่งเสริมการยึดเกาะ ปริมาณ CMC ที่ต้องการเป็นสารยึดเกาะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงขนาดและรูปร่างของอนุภาค องค์ประกอบของสารเคลือบ และอุณหภูมิในการเผา

โดยสรุป ความเข้มข้นของไมเซลล์วิกฤต (CMC) มีบทบาทสำคัญในการกำหนดสูตรของเคลือบเซรามิก