The synthesis of near-infrared reflective blue ceramic pigment of Co1-xMgx Al2 O4 การสังเคราะห์สีผงเซรามิกสีน้ำเงินสะท้อนรังสีอินฟราเรดใกล้ Co1-xMgxAl2O4

Abstract

บทความนี้นำเสนอผลการสังเคราะห์สีผงเซรามิกสีน้ำเงินด้วยปฏิกิริยาของเซรามิกจากความร้อน(solid state reaction) จากโคบอลต์อลูมิเนต(cobalt aluminate) ที่เจือด้วยแมกนีเซียมอ๊อกไซด์(magnesium oxide)เพื่อเกิดเป็นสารประกอบอนินทรีย์เชิงซ้อน (complex inorganic compound pigment, CICP) Co_1-xMg_xAl₂O₄ที่ให้สีน้ำเงินและมีความสามารถในการสะท้อนรังสีอาทิตย์ช่วงอินฟราเรดใกล้ (near infrared) ผงสีที่สังเคราะห์ได้สามารถใช้ประกอบเป็นผลิตภัณฑ์สีทาอาคารเพื่อสะท้อนรังสีอาทิตย์ และลดปริมาณความร้อนที่สะสมบนแผ่นหลังคา ส่งผลต่อการประหยัดพลังงานของระบบปรับอากาศ และช่วยเพิ่มสภาพสบายเชิงอุณหภาพ (thermal comfort) ภายในอาคาร

การสังเคราะห์ผงสีทำโดยการบดผสม CoO MgO และAl₂O₃ที่สัดส่วนต่าง ๆ เพื่อเกิดปฏิกิริยาเป็นสารประกอบอนินทรีย์ Co_1-xMg_xAl₂O₄โดยมีการแปรค่า x ระหว่าง 0 ถึง 1และถูกเผาที่อุณหภูมิ 1,200 1,300 และ 1,400 องศาเซลเซียส แล้วนำมาล้าง อบ และบดจนได้เป็นผงสีเซรามิกสีน้ำเงิน สีของผงสี ซึ่งคำนวณจากระบบ CIE L* a* b* ไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเมื่ออุณหภูมิเผาเปลี่ยนแปลง แต่แปรเปลี่ยนมากตามค่า x หรือ ตามปริมาณ MgO ที่เจือ และพบว่า สีจะเปลี่ยนจากสีน้ำเงินเข้มเป็นสีฟ้า เมื่อ x มีค่าเพิ่มขึ้น และจะเป็นสีขาวเมื่อx มีค่าเท่ากับ1เมื่อทำการวิเคราะห์ค่าการสะท้อนรังสีอาทิตย์ พบว่าผงสีเซรามิกสีน้ำเงินที่มีสูตรสารประกอบCo_1-xMg_xAl₂O₄มีความสามารถในการสะท้อนรังสีอาทิตย์ช่วงอินฟราเรดใกล้ได้ดี โดยค่าการสะท้อนมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อx มีค่าเพิ่มขึ้น ซึ่งจากชุดตัวอย่างทั้งหมดพบว่า Co_0.2Mg_0.8Al₂O₄เมื่อเผาที่อุณหภูมิ1,300 ^oC จะได้ผงสีน้ำเงินที่มีค่าการสะท้อนรังสีอินฟราเรดใกล้สูงสุด เท่ากับ 66.8%