ที่มาของวัสดุอุตสาหกรรม
1.1 ความสำคัญของวัสดุในงานอุตสาหกรรม
มนุษย์ได้มีการค้นคิดหาวัสดุอุปกรณ์เพื่อนำมาอำนวยความสะดวกในการดำเนินชีวิตอยู่ตามปัจจัย 4
อันประกอบไปด้วย อาหาร ยารักษาโรค เครื่องนุ่งห่ม ที่อยู่อาศัย แต่ยังมีปัจจัยอื่น ๆ ที่มีความสำคัญ
เมื่อวิวัฒนาการความก้าวหน้าทางอารยธรรมของมนุษย์ ความต้องการมากขึ้น
เริ่มจากยุคโบราณใช้วัสดุอุปกรณ์จากธรรมชาติ หิน ไม้ มาใช้ง่าย ๆ เมื่อถึงยุคอุตสาหกรรมสังคมเมืองประเทศ
ทวีป วัสดุอุปกรณ์ต้องมีให้เพียงพอผลผลิตมากขึ้น เพื่อสร้างคุณประโยชน์ สร้างศักยภาพ
ของตนเองจนยุคปัจจุบันวัสดุอุปกรณ์ต่างเข้ามามีความสำคัญในสังคมนั้น ๆ มีบทบาทในการส่งเสริมศักยภาพ
สร้างคุณประโยชน์ให้กับประชาคมโลก สังคมโลกในทุกสาขาอาชีพ
ซึ่งจะเห็นได้ว่าประเทศที่มีการพัฒนาทางด้านอุตสาหกรรมมีเทคโนโลยีดีกว่า เร็วกว่า
มีประสิทธิภาพดีกว่าก็สามารถเปรียบเทียบได้มากขึ้น ดังนั้นหากอุตสาหกรรมประเทศใดมีคุณภาพเป็นที่ยอมรับ
นั้นก็หมายความว่า คุณภาพของวัสดุอุปกรณ์ชาตินั้นมีมาตรฐานเป็นที่ยอมรับนำมาใช้เป็นแบบอย่างได้
ช่างอุตสาหกรรมจึงควรที่จะเรียนรู้ สร้างความเข้าใจในวัสดุอุปกรณ์อุตสาหกรรมให้ชัดเจนแต่เบื้องต้นก่อน
1.2 ความหมายของวัสดุในงานอุตสาหกรรม
หมายถึง วัสดุที่จะนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมมีมากมายหลายประเภท เพื่อนำมาใช้ประโยชน์
โดยตรงหรือทางอ้อมซึ่งนำมาจากธรรมชาติหรือค้นคิดประดิษฐ์ขึ้นมาเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อให้ทันและเพี
ยงพอกับความต้องการที่ขยายตัวมากขึ้นจนเกิดเป็นอุตสาหกรรมในสาขาต่าง ๆ อย่างมากมาย
นำเอาไปใช้อย่างคุ้มค่าและมีประสิทธิภาพอย่างที่สุดจะต้องไม่กระทบกับสภาพแวดล้อมโดยรวมด้วย
1.3 แหล่งที่มาของวัสดุช่างอุตสาหกรรม
วัตถุดิบที่ได้จากธรรมชาติถูกนำมาผ่านขั้นตอนด้วยกรรมวิธีต่าง ๆ
ตั้งแต่ขั้นตอนการสำรวจแหล่งทรัพยากร ขั้นตอนการนำวัตถุดิบมาใช้ ขั้นตอนการผลิต การแปรรูป
จนกระทั่งออกมาเป็นวัสดุใช้งาน วัสดุช่วยงาน ในทุกสาขางานอุตสาหกรรมให้ได้เป็นสินค้า วัสดุอุปกรณ์ผลิตภัณฑ์ ตลอดจนสามารถพิสูจน์ทราบได้ว่าสิ่งของแต่ละอย่างทำมาจากวัสดุอะไร แหล่งไหน ใครเป็นผู้ผลิต
ผู้จำหน่าย และผู้ใช้
1.3.1 การสำรวจแหล่งทรัพยากร
การสำรวจแหล่งทรัพยากรเป็นงานเริ่มต้นของกระบวนการดำเนินงานให้ได้มาซึ่งวัสดุ
การสำรวจสมัยใหม่จะเริ่มต้นด้วยการสำรวจธรณีวิทยาจากภาพถ่ายดาวเทียมและภาพถ่ายทางอากาศ
เมื่อพบว่าบริเวณใดมีแนวโน้มจะมีแร่ธาตุสำคัญ ปริมาณมากพอในเชิงพาณิชย์ได้
ก็จะทำการสำรวจทางภาคสนามเพิ่มเติมโดยใช้เทคนิคทางธรณีเคมี ธรณีฟิสิกส์ และการเจาะสำรวจ
เมื่อได้ขhอมูลมากพอและวิเคราะห์แล้วว่าคุ้มการลงทุนก็จะเริ่มการดำเนินการเลือกวิธีการทำเหมืองต่อไป
แร่ (MINERAL)
แร่ เป็นสารประกอบอนินทรีย์หรือธาตุที่เกิดโดยธรรมชาติ
นอกจากนั้นยังรวมไปถึงสารประกอบอินทรีย์บางชนิด เช่น ถ่านหินและน้ำมันอีกด้วย หรืออาจกล่าวได้ว่าแร่
มีส่วนประกอบทางเคมีซึ่งสามารถเขียนเป็นสูตรเคมีแทนได้ แร่มีคุณสมบัติทางเคมี ทางฟิสิกส์
และทางแสงเฉพาะตัว ถ้ามีการเปลี่ยนแปลงก็ไม่มากนัก
การศึกษาเกี่ยวกับเรื่องแร่ให้รายละเอียดนั้นเป็นไปได้โดยยากพอสมควร
เนื่องจากแร่ที่ค้นพบในปัจจุบันนี้มีเป็นจำนวนนับร้อยชนิดและยังมีอีกเป็นจำนวนไม่น้อยที่ยังค้นหาไม่พบ
การที่จะรู้จักให้กว้างขวางนั้นจะต้องพยายามศึกษาถึงความหมายที่แท้จริงของแร่ให้เข้าใจเสียก่อนว่า
แร่แต่ละชนิดมีความแตกต่างกันอย่างไร มีลักษณะอะไรที่สังเกตได้บ้าง ฯลฯ
เนื่องจากแร่มีเป็นจำนวนมาก เพื่อให้จดจำและเข้าใจได้ง่ายพอสมควร
จึงจำเป็นต้องแบ่งแยกแร่ออกเป็นกลุ่มโดยอาศัยส่วนประกอบทางเคมีเป็นหลัก ซึ่งแบ่งได้ดังนี้
1. กลุ่มธาตุธรรมชาติ (Native Elements) เป็นแร่ที่เกิดขึ้นโดยมีธาตุเพียงธาตุเดียวในธรรมชาติ
เช่น ทองคำธรรมชาติ, กำมะถัน, เพชร เป็นต้น
2. กลุ่มซัลไฟด์ (Sulphides) เป็นแร่ที่เกิดเป็นสารประกอบ คือ ประกอบด้วยโลหะกับธาตุ
กำมะถัน ส่วนมากเป็นแร่โลหะ ได้แก่ กาลีนา (PbS) เป็นต้น
3. กลุ่มซัลโฟซอลต์ (Sulphosalt) เป็นแร่ที่ประกอบด้วยตะกั่วหรือทองแดง
หรือเงินกับกำมะถันและมีพลวงหรืออาร์เซนิกหรือบิทมัสประกอบอยู่ด้วยกลุ่มออกไซด์และไฮดรอกไซด์ (Oxides and Hydroxides)
แร่จำพวกออกไซด์เป็นแร่ที่ประกอบด้วยธาตุโละกับออกซิเจน เช่น เฮมาไตท์ )O(Fe32
ส่วนพวกไฮดรอกไซด์นั้นเป็นแร่ออกไซด์ที่มีน้ำปนอยู่ด้วย ซึ่งได้แก่ ลิมอไนต์
5. กลุ่มเฮไลด์ (Halides) เป็นแร่ที่ประกอบด้วย คลอไรด์, ฟลูออกไรด์,โบร์ไมด์ ไอโอไดด์ เช่น
ฟลูออไรท์ (2CaF)
6. กลุ่มคาร์บอเนต (Carbonates) เป็นแร่ที่มีคาร์บอเนต(3CO) ประกอบอยู่ด้วย เช่น แคลไซด์ (
3CaCO)
7. กลุ่มซัลเฟต (Sulphates) เป็นแร่ที่ประกอบด้วยซัลเฟต (4SO) เช่น แบไรต์ (4BaSO)
8. กลุ่มทังสเตต (Tungstates) และ โมลิบเดต (Molybdates)
แร่บางชนิดที่ประกอบด้วยกลุ่มทังสเตต (4WO) เช่น ชีไลต์ (4CaWO) วุลฟิไนต์ (
4PbMoO)
9. กลุ่มฟอสเฟต (Phosphates) เป็นแร่ที่มีพวกฟอสเฟต (4PO) ประกอบอยู่ เช่น อะพาไทต์ (
5Ca(F,Cl)34)Po โมนาไซด์ (4),,,POThYLaCe
10. กลุ่มซิลิเกต (Silicates) เป็นกลุ่มแร่ที่เกิดมากที่สุด ส่วนประกอบสำคัญ คือ กลุ่มซิลิเกต (
)4SLOหรือชิลิกอนกับออกซิเจน แร่ในกลุ่มนี้ประกอบด้วยธาตุมากมายหลายชนิดต่าง ๆ
กัน ที่พบอยู่เสมอได้แก่ โซเดียม, โปตัสเซียม, แคลเซียม, แมกนีเซียม, อลูมิเนียม และเหล็ก