หน่วยการเรียนรู้ที่ 2 วัสดุและอุปกรณ์ทางเทคโนโลยี

ประเภทของวัสดุ แบ่งได้ 2 ประเภท

1.1 โลหะ (metals)

คือ วัสดุที่ได้จากการถลุงสินแร่ต่าง ๆ โลหะส่วนใหญ่ผ่านกระบวนการปรับปรุงสมบัติให้ดีขึ้นก่อนนำ มาใช้งาน โลหะเป็นวัสดุ

ที่นำ มาใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวาง เนื่องจากมีสมบัติที่ดีมากมาย เช่น เป็นตัวนำ ความร้อนและนำ ไฟฟ้าได้ดี มีความแข็งแรงสูง

มีความคงทนถาวร ไม่เสื่อมสลายหรือเปลี่ยนแปลงสภาพง่าย เป็นวัสดุทึบแสง ทนทานต่อการกัดกร่อน มีความสวยงาม ผิวของ

โลหะสามารถขัดให้เป็นเงาวาว สามารถตีเป็นแผ่นบางหรือดึงให้เป็นเส้นลวดได้

1.2 อโลหะ (non metals)

เป็นวัสดุที่มีสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้า (ยกเว้นแกรไฟต์) ฉนวนความร้อน มีอัตราการยืดตัวต่ำ ไม่สามารถตีแผ่นบางได้ ซึ่งปัจจุบันวัสดุประเภทอโลหะถูกนำมาใช้มากที่สุดและมีบทบาทในภาคอุตสาหกรรม โดยอโลหะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ดังนี้

1. วัสดุจากธรรมชาติ

คือ วัสดุที่เกิดจากธรรมชาติ ที่ถูกนำมาใช้โดยอาจอยู่ในสภาพเดิมหรอต้องผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพ เช่น

2. วัสดุสังเคราะห์

วัสดุที่สร้างขึ้นมาใหม่จากการผสมกันของวัสดุหรือสารตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ด้วยกระบวนการทางเคมีในห้องทดลอง เช่น หลอม กดขึ้นรูป อบด้วยความร้อน ซึ่งวัสดุที่สร้างขึ้นใหม่นี้จะมีคุณสมบัติที่เปลี่ยนไปจากเดิม มีแรงยึดเหนี่ยวระว่างโมเลกุลแน่นกว่าเดิม เช่น

1. ไม้สังเคราะห์ คือ วัสดุทดแทนไม้ (หรือ “ไม้เทียม”) ที่มีไม้จริงในรูปแบบต่างๆ เช่น เกล็ดไม้ ชิ้นไม้ขนาดเล็ก ผงไม้ เส้นใย เป็นส่วนผสมร่วมกับวัสดุประเภทอื่นๆ โดยวัสดุที่เกิดขึ้นจะเรียกว่า “วัสดุประกอบ” (Composite Materials) ซึ่งใช้ผลิตเป็นไม้สังเคราะห์ประเภทต่างๆ เช่น
- เส้นใยเซลลูโลสผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ เรียกว่า ไฟเบอร์ซีเมนต์ (Fibercement)
- ผงไม้ผสมกับพลาสติก เรียกว่า WPC หรือ Wood Plastic Composite
- ชิ้นไม้ขนาดเล็กผสมกับปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ เรียกว่า ไม้อัดซีเมนต์ หรือ แผ่นชิ้นไม้อัดซีเมนต์ความหนาแน่นสูง (Wood Cement Board หรือ Cement Bonded Particle Board)
- ผงไม้และเส้นใยผสมกับกาวสังเคราะห์ เรียกว่า แผ่นใยไม้อัดความหนาแน่นปานกลาง (MDF หรือ Medium Density Fiber Board)

2. พลาสติก (plastic) คือ วัสดุสังเคราะห์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลผลิตที่ได้จากการกลั่นน้ำ มันดิบ ปัจจุบันมีการใช้พลาสติกกันมากเนื่องจากพลาสติกมีหลายชนิด ทำ ให้พลาสติกมีสมบัติที่หลากหลาย เช่น บางชนิดมีลักษณะอ่อนนิ่ม บางชนิดจะแข็งมาก บางชนิดทนความร้อนได้น้อยแต่บางชนิดทนความร้อนได้มาก บางชนิดหลอมละลายนำ มาใช้ใหม่ได้ บางชนิดไม่สามารถหลอมแล้วนำ มาใช้ใหม่ได้แต่มีสมบัติโดยรวมที่เหมือนกัน เช่น น้ำ หนักเบา เป็นฉนวนไฟฟ้า สามารถทำ ให้เป็นสีต่าง ๆ ได้ ไม่เป็นสนิม
พลาสติกแบ่งได้เป็น 2 ชนิด คือ

2.2 คาน (Lever) คือ เครื่องกลชนิดหนึ่งที่ใช้ดีด-งัดวัตถุให้เคลื่อนที่รอบจุดหมุน(จุดFulcrum)มีลักษณะแข็งเป็นแท่งยาว เช่นท่อนไม้หรือโลหะยาว คานอาจจะตรงหรือโค้งงอก็ได้ การทํางานของคานใช้หลักของโมเมนต์

คานจำแนกได้เป็น 3 ประเภท หรือ 3 อันดับ ดังนี้

3. เครื่องมือในการสร้างชิ้นงาน มีดังนี้

4. เสียงและอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดเสียง

เสียง เป็นคลื่นเชิงกลที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของวัตถุ เมื่อวัตถุสั่นสะเทือน ก็จะทำให้เกิดการอัดตัวและขยายตัวของคลื่นเสียง และถูกส่งผ่านตัวกลาง เช่น อากาศ ไปยังหู แต่เสียงสามารถเดินทางผ่านสสารในสถานะก๊าซ ของเหลว และของแข็งก็ได้ แต่ไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้

เมื่อการสั่นสะเทือนนั้นมาถึงหู มันจะถูกแปลงเป็นพัลส์ประสาท ซึ่งจะถูกส่งไปยังสมอง ทำให้เรารับรู้และจำแนกเสียงต่าง ๆ ได้

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราเร็วของเสียง

1. ความหนาแน่นของตัวกลาง

2. อุณหภูมิ

4. ไฟฟ้า และอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดแสง

ไฟฟ้า คือ พลังงานรูปหนึ่งซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกตัวออกมา หรือการ เคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน หรือโปรตอน หรืออนุภาคอื่นที่มีสมบัติแสดงอํานาจคล้ายคลึงกับอิเล็กตรอนหรือโปรตอน ใช้ประโยชน์ ก่อให้เกิดพลังงานอื่น เช่น ความร้อน แสงสว่าง การเคลื่อนที่

วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 3 ส่วน คือ

1. แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หมายถึง แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปยังวงจรไฟฟ้า เช่นแบตเตอรี่

2. ตัวนำไฟฟ้า หมายถึง สายไฟฟ้าหรือสื่อที่จะเป็นตัวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งต่อระหว่างแหล่งกำเนิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้า

3. เครื่องใช้ไฟฟ้า หมายถึง เครื่องใช้ที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานรูปอื่น ซึ่งจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า โหลด

อ้างอิงจากหนังสือเรียน รายวิชาขั้นพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เทคโนโลยี (การออกแบบเทคโนโลยี) ม.2