สรุปเนื้อหาเรื่องวัสดุ บทที่ 4 วัสดุและเครื่องมือพื้นฐาน ออกแบบและเทคโนโลยี ม.4

1. ประเภทของวัสดุ

วัสดุที่ใช้ในการออกแบบและเทคโนโลยีสามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก ดังนี้

โลหะ: มีความแข็งแรง ทนทาน นำความร้อนและไฟฟ้าได้ดี นิยมใช้ทำโครงสร้าง เครื่องมือ อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เหล็ก อะลูมิเนียม ทองแดง
ไม้: หาได้ง่าย แปรรูปง่าย น้ำหนักเบา นิยมใช้ทำเฟอร์นิเจอร์ ของตกแต่ง แต่มีความแข็งแรงน้อย ไวต่อความชื้น แมลงและสิ่งรบกวนอื่นๆ
พลาสติก: น้ำหนักเบา แปรรูปง่าย ทนทานต่อสารเคมี นิยมใช้ทำบรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ต่างๆ แต่ไม่แข็งเท่าโลหะ ถูกเผาไหม้ได้จากเปลวไฟ
เซรามิก: ทนความร้อน ทนสารเคมี ไม่ดูดซับน้ำ นิยมใช้ทำภาชนะ เครื่องครัว ของตกแต่ง แต่ค่อนข้างเปราะและแตกหักได้ง่าย

เพิ่มเติม

วัสดุผสม (Composite Material) หมายถึง วัสดุที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยการผสมวัสดุตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป เพื่อใช้ประโยชน์เฉพาะงาน โดยไม่ได้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ

ตัวอย่างของวัสดุผสม ได้แก่

ยางรถยนต์: ประกอบไปด้วยโพลิเมอร์ที่ให้ความยืดหยุ่นกับวัสดุเสริมแรงจำพวกท่อนาโนคาร์บอน
คอนกรีตเสริมเหล็ก: ประกอบไปด้วยคอนกรีต (เนื้อพื้น) และเหล็กเส้น (ตัวเสริมแรง)
ไฟเบอร์กลาส: ประกอบไปด้วยเรซิน (เนื้อพื้น) และใยแก้ว (ตัวเสริมแรง)
ไม้ไม้อัด: ประกอบไปด้วยแผ่นไม้บางๆ (เนื้อพื้น) และกาว (ตัวเสริมแรง)

วัสดุสมัยใหม่ (Modern Materials) หมายถึง วัสดุที่ถูกสร้างขึ้นมาโดยเทคโนโลยีขั้นสูง

ตัวอย่างของวัสดุสมัยใหม่ ได้แก่

วัสดุนาโน (Nanomaterials): วัสดุที่มีขนาดอยู่ในระดับนาโนเมตร (1-100 นาโนเมตร)
วัสดุชีวภาพ (Biomaterials): วัสดุที่ใช้ในทางการแพทย์หรือการปลูกถ่าย
เซรามิกขั้นสูง (Advanced Ceramics): เซรามิกที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ทนความร้อน ทนสารเคมี
โลหะผสมพิเศษ (Advanced Alloys): โลหะผสมที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น แข็งแรง ทนทาน
พอลิเมอร์ขั้นสูง (Advanced Polymers): พอลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติพิเศษ เช่น ทนความร้อน ทนสารเคมี

2. สมบัติของวัสดุ

วัสดุแต่ละประเภทมีสมบัติที่แตกต่างกัน  ซึ่งเหมาะสมกับการนำไปใช้งานแตกต่างกัน

ความแข็งแรง: หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการต้านทานแรงกด แรงดึง แรงเฉือน
ความยืดหยุ่น: หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการเปลี่ยนรูปเมื่อได้รับแรง และกลับคืนสู่รูปเดิมเมื่อแรงหมดไป
ความเปราะบาง: หมายถึง ความง่ายต่อการแตกหักของวัสดุ
ความนำความร้อน: หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการถ่ายเทความร้อน
ความนำไฟฟ้า: หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการถ่ายเทกระแสไฟฟ้า
น้ำหนัก: หมายถึง แรงดึงดูดของโลกที่มีต่อวัตถุ
ความหนาแน่น: หมายถึง มวลของวัสดุต่อหน่วยปริมาตร
จุดหลอมเหลว: หมายถึง อุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนสถานะจากของแข็งเป็นของเหลว
จุดเดือด: หมายถึง อุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นก๊าซ