เยลล์ (Yttria) : เซรามิกที่เหนียวแน่นและทนความร้อนสูง: อนาคตของอุตสาหกรรมแอโรสเปซ!

เยลล์ หรือ Yttria เป็นเซรามิกออกไซด์ของธาตุyttrium ซึ่งมีสูตรเคมีว่า Y2O3 เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติพิเศษอย่างมาก และกำลังได้รับความสนใจเพิ่มขึ้นในหลายอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมแอโรสเปซ

สมบัติที่โดดเด่นของเยลล์:

เยลล์ มีจุดหลอมเหลวสูง (2430 °C) ทำให้มีความทนทานต่อความร้อนสูงเป็นพิเศษ นอกจากนี้ยังมีความแข็งแรงและความเหนียวสูง และมีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เยลล์เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

การประยุกต์ใช้ของเยลล์:

• ในอุตสาหกรรมแอโรสเปซ:

เยลล์ ถูกนำมาใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์เจ็ท เช่น ใบพัด และหัวฉีดเชื้อเพลิง เนื่องจากความทนทานต่อความร้อนสูง และความแข็งแรง นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในระบบควบคุมอุณหภูมิและฉนวนกันความร้อน

• ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์:

เยลล์ ถูกนำมาใช้ในการผลิต LED (Light Emitting Diode) เนื่องจากคุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่เหนือกว่าของวัสดุนี้
เยลล์ ยังถูกนำมาใช้ในการผลิตจอแสดงผล LCD และ OLED

• ในอุตสาหกรรมทางการแพทย์:

เยลล์ ถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุสำหรับกระดูกเทียมและฟันเทียม เนื่องจากความทนทานของวัสดุ

คุณสมบัติทางเคมีที่น่าสนใจ:

คุณสมบัติ	ค่า
จุดหลอมเหลว	2430 °C
ความหนาแน่น	5.0 g/cm³
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวความร้อน (CTE)	7.5 x 10⁻⁶ K⁻¹

• ค่า CTE ต่ำ: ทำให้เยลล์ เหมาะสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

กระบวนการผลิตเยลล์:

เยลล์ มักจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการหลอมและตกผลึก

• ขั้นตอนแรก: Yttrium oxide (Y2O3) จะถูกเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อกำจัดความชื้น
• ขั้นตอนที่สอง: Yttrium oxide ที่บริสุทธิ์จะถูกละลายใน Crucible (ภาชนะสำหรับหลอมโลหะ)
• ขั้นตอนที่สาม:

สารละลาย Yttrium oxide จะถูกเทลงในแม่พิมพ์ และปล่อยให้เย็นตัว

• ขั้นตอนสุดท้าย: ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะถูกบดและนำมาขึ้นรูปเป็นDesired Shape

เยลล์ ยังสามารถสร้างขึ้นได้โดยวิธีการสังเคราะห์สารเคมี เช่น Sol-gel process ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมขนาดและโครงสร้างของอนุภาค Yttria ได้อย่างแม่นยำ

ทิศทางในอนาคต:

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น และความสามารถในการปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุอื่นๆ เยลล์ มีศักยภาพที่จะกลายเป็นวัสดุที่มีความสำคัญมากขึ้นในอนาคต การวิจัยและพัฒนาเกี่ยวกับเยลล์ กำลังดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง โดยมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงคุณสมบัติของวัสดุ และการพัฒนาวิธีการผลิตที่ใหม่และมีประสิทธิภาพ

ข้อควรระวัง:

• แม้ว่า Yttria จะเป็นเซรามิกที่มีความทนทาน แต่ก็ยังสามารถเกิดการแตกหักได้ภายใต้สภาวะที่มีแรงกระแทกสูง
• การสัมผัสกับกรดแก่ อาจทำให้เกิดการทำลายของวัสดุ

เยลล์ เป็นตัวอย่างของวัสดุที่คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมอนาคต