วัสดุที่ทําจากเซรามิก มีอะไรบ้าง

กลับไปยัง บทความให้ความรู้

เซรามิกในชีวิตประจำวัน

อะไรคือเซรามิก

     เมื่อพูดถึงเซรามิก เชื่อว่าทุกคนคงจะรู้จักเพราะเป็นวัสดุอย่างหนึ่งที่พบเห็นได้ทั่วไปในชีวิตประจำวัน ซึ่งเราควรที่จะทำความเข้าใจให้มากขึ้นเกี่ยวกับสมบัติและลักษณะการใช้งานของเซรามิก เพื่อเป็นประโยชน์ในการเลือกใช้เซรามิกได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย

     ในขั้นตอนแรกเรามาทำความเข้าใจก่อนว่า เซรามิกนั้นแท้จริงแล้วหมายถึงอะไร อะไรบ้างที่เรียกว่าเซรามิก ความหมายกล่าวโดยกว้าง ๆ ก็คือ เซรามิกนั้นหมายถึงวัสดุที่เป็นสารอนินทรีย์ ทำจากวัตถุดิบหลายชนิดเช่น ดิน ทราย แร่ต่าง ๆ ที่นำมาผสมกันและขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ ที่สำคัญต้องผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูง เพื่อให้เนื้อของวัสดุมีความแข็งแกร่งและคงรูป

ลักษณะและคุณสมบัติของเซรามิก

     ต่อไปเราจะมามองดูว่าผลิตภัณฑ์เซรามิกที่เกี่ยวข้องกับชีวิตเรานั้นมีอะไรบ้าง เราสามารถแบ่งเซรามิกตามลักษณะของการใช้ได้ดังนี้คือ

              ➽เซรามิกที่ใช้บนโต๊ะอาหาร ประกอบด้วยพวก ถ้วย ชาม จาน ใช้เป็นภาชนะบรรจุอาหาร เป็นส่วนที่ต้องให้ความสำคัญเพราะเป็นภาชนะที่สัมผัสกับอาหารก่อนที่เรารับประทาน

         ➽ เครื่องสุขภัณฑ์ เป็นเซรามิกที่ใช้งานในห้องนํ้า เช่น อ่างล้างหน้า ที่วางสบู่ และโถชำระ กระเบื้องเซรามิกบุผนังและปูพื้น ใช้กับงานประดับ ตกแต่งอาคาร

          ➽ เซรามิกพวกวัสดุก่อสร้าง เช่น ปูนซีเมนต์ อิฐมอญ กระเบื้องมุงหลังคา เหตุผลที่เลือกใช้เซรามิก ในลักษณะงานต่าง ๆ เหล่านี้ก็เพราะว่าเป็นวัสดุที่แข็งแรง ทนทานต่อการกัดกร่อนจากสารเคมี ทนทานต่อการขีดข่วน ทนต่อความร้อนได้ดี มีความสวยงาม และทำความสะอาดได้ง่าย

เรียกกลุ่มเซรามิกทั้งหมดที่ได้กล่าวมาแล้วนี้โดยรวมว่าเป็น เซรามิกแบบดั้งเดิม (traditional ceramic)

     นอกจากนี้ยังมีเซรามิกอีกกลุ่มหนึ่งที่มีคุณสมบัติพิเศษด้านต่าง ๆ ซึ่งเหมาะสำหรับงานเฉพาะด้าน ดังเช่น 

          ➽ เซรามิกที่มีคุณสมบัติเด่นทางด้านความแข็ง ใช้ทำแผ่นหินขัด กระดาษทราย

          ➽ เซรามิกที่มีคุณสมบัติเด่นทางด้านความร้อน ใช้ทำวัสดุทนไฟและวัสดุฉนวนความร้อน เป็นต้น

นอกจากนี้แล้วยังรวมไปถึงเซรามิกที่มีคุณสมบัติเด่นทางด้านไฟฟ้า ซึ่งหลายคนอาจยังไม่ทราบว่าวัสดุดังกล่าวก็เป็นเซรามิก เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกต่าง ๆ ตัวเก็บประจุไฟฟ้า ตัวต้านทานไฟฟ้า สารกึ่งตัวนำ ตัวรับ/ส่งสัญญาณในโทรศัพท์เคลื่อนที่ เป็นต้น รวมเรียกว่า เซรามิกประยุกต์ (advanced ceramic)

จะเห็นได้ว่าผลิตภัณฑ์เซรามิกนั้นได้ถูกพัฒนากันมาโดยตลอดมีตั้งแต่ผลิตภัณฑ์ที่ทำได้ง่าย ๆ ไปจนถึงชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ต้องอาศัยเทคโนโลยีและทักษะในการผลิตสูง

     คุณสมบัติโดยทั่วไปของเซรามิกที่เราใช้งานกันเป็นประจำนั้นมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติด้านความแข็งแรงเป็นหลัก ซึ่งเซรามิกนั้นเป็นวัตถุที่มีลักษณะแข็งแรงแต่เปราะคือสามารถรับแรงกดได้ดีแต่เมื่อถูกกระแทกด้วยวัตถุแข็งอย่างแรงแล้วจะสามารถทำให้แตกได้ ส่วนคุณสมบัติที่ดีอีกอย่างหนึ่งคือ เซรามิกเป็นวัสดุที่ทนต่อความร้อนได้ดีและมีการถ่ายเทความร้อนน้อยเมื่อเทียบกับโลหะ เมื่อนำมาบรรจุอาหารทำให้รักษาความร้อนได้นานกว่า

การใช้งานเซรามิกที่ถูกต้อง

      เมื่อเราทราบถึงลักษณะและคุณสมบัติของเซรามิกโดยทั่วไปแล้ว ก็ควรที่จะเรียนรู้ลักษณะการใช้งานของผลิตภัณฑ์เซรามิกที่ใช้กันอยู่เป็นประจำ  เซรามิกที่เราเห็นและสัมผัสในชีวิตประจำวันอย่างชัดเจน คือผลิตภัณฑ์เครื่องถ้วยชามเซรามิก เครื่องสุขภัณฑ์ และกระเบื้องเซรามิก  ก่อนอื่นเราต้องทำความเข้าใจลักษณะโดยทั่วไป  และคุณสมบัติของ  เซรามิกดังกล่าวก่อน สำหรับเครื่องถ้วย ชามเซรามิก เครื่องสุขภัณฑ์ และกระเบื้องเซรามิก ตัวเซรามิกเองจะแบ่งออกเป็นสามส่วนด้วยกันก็คือ เนื้อดิน เคลือบ และสีตกแต่ง

      ➤ เนื้อดิน เป็นส่วนประกอบหลัก และเป็นส่วนที่แสดงรูปลักษณ์ของผลิตภัณฑ์ โดยมากมักมีสีอ่อนสีขาว แต่บางชนิดอาจมีสีเช่น เซรามิกเนื้อดินแดง ผลิตภัณฑ์เซรามิกพื้นบ้านส่วนใหญ่หรืออาจมีการเติมสีลงไปในเนื้อดินแล้วแต่ชนิดของผลิตภัณฑ์

               ➤เคลือบ เป็นส่วนที่มีลักษณะเป็นเนื้อแก้ว ปกคลุมอยู่บนเนื้อดิน อาจจะเคลือบบางส่วนหรือเคลือบทั้งชิ้นงานก็ได้ สามารถแบ่งออกได้เป็นสามลักษณะใหญ่ คือ

vเคลือบใส สามารถมองเห็นส่วนของเนื้อดินได้อย่างชัดเจน มักใช้กับผลิตภัณฑ์ที่มีเนื้อดินที่มีสีที่เป็นเอกลักษณ์หรือผลิตภัณฑ์ที่มีการตกแต่งลวดลายใต้เคลือบ

v เคลือบทึบ คือเคลือบที่ไม่สามารถมองเห็นเนื้อดิน มีทั้งเคลือบขาวและเคลือบสี

vเคลือบที่มีลักษณะเฉพาะ เป็นเคลือบพิเศษที่มีลักษณะเฉพาะตัว เช่น เคลือบผนึกซึ่งเป็นเคลือบที่มีลักษณะเป็นคล้ายดอกไม้เกิดขึ้นบนผิวเคลือบ เคลือบศิลาดลเป็นเคลือบที่เป็นเอกลักษณ์อีกอย่างหนึ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ทางภาคเหนือเป็นเคลือบสีเขียวทำจากขี้เถ้าไม้ เมื่อมองเข้าไปใกล้ ๆ จะเห็นมีรอยแตกเล็ก ๆ กระจายตัวอยู่ทั้งผิวเคลือบ เคลือบมุกเป็นเคลือบที่มีลักษณะมันวาวคล้ายมุก เป็นต้น ส่วนของเคลือบนี้เองเป็นส่วนสำคัญที่ช่วยปกป้องผิวชิ้นงานเซรามิก ทนทานต่อการขูดขีด ป้องกันการทำปฏิกิริยากับสารเคมีต่าง ๆ และช่วยป้องกันการดูดซึมนํ้าเข้าสู่เนื้อเซรามิก

                 ➤สีตกแต่ง เป็นส่วนที่ใช้ตกแต่งผลิตภัณฑ์ แบ่งออกได้เป็นสองลักษณะ คือ  สีใต้เคลือบและสีบนเคลือบ

vการเขียนหรือตกแต่งลวดลายด้วยสีเซรามิกลงบนเนื้อดินด้วยเทคนิคต่าง ๆ ก่อนที่นำไปชุบเคลือบนั้น เรียกว่า “การตกแต่งสีใต้เคลือบ” สีที่อยู่ภายในจึงไม่ได้สัมผัสกับสภาพแวดล้อมทำให้ลวดลายนั้นคงทน แต่สีลักษณะนี้มีสีสันไม่ค่อยสด เพราะมีสีส่วนหนึ่งละลายไปอยู่ในเนื้อเคลือบระหว่างกระบวนการเผาและมีขีดจำกัดของเฉดสี ไม่สามารถทำได้ทุกสี

vส่วนอีกลักษณะหนึ่งคือ "สีบนเคลือบ" เป็นการตกแต่งผลิตภัณฑ์ที่ทำการเผาเคลือบมาแล้ว โดยการระบายสีหรือการติดรูปลอกก็ดี หลังตกแต่งจึงนำไปอบอีกครั้ง เพื่อให้สีบางส่วนซึมติดอยูกับเนื้อเคลือบ สีสันที่ปรากฏมีความสวยงามมากกว่าสีใต้เคลือบ แต่มีความคงทนน้อย และสามารถถูกขูดขีดเกิดเป็นรอยได้ ซึ่งสามารถสังเกตได้ง่าย ๆ โดยนอกจากมีสีสดแล้วเมื่อเอามือลูบบริเวณสีบนเคลือบจะรูสึกถึงลักษณะที่ไม่เรียบของพื้นผิว โดยมากแล้วถ้าเป็นเซรามิกที่ใช้เป็นภาชนะบรรจุอาหารไม่ควรมีการตกแต่งด้วยสีบนเคลือบบริเวณที่สัมผัสอาหาร การตกแต่งสามารถทำได้ที่บริเวณขอบภาชนะเท่านั้น

เซรามิกโดยทั่วไปนั้นบางผลิตภัณฑ์อาจมีส่วนประกอบไม่ครบทั้งสามส่วนก็ได้ เพราะบางครั้งอาจเห็นเซรามิกที่ไม่ได้เคลือบ หรือเคลือบแต่ไม่ได้ตกแต่งลวดลาย 

เซรามิกที่ใช้งานบนโต๊ะอาหาร

     ➧➧ เป็นเซรามิกที่ต้องสัมผัสกับอาหารซึ่งอาหารนั้นมีลักษณะเป็นสารละลายอาจทำปฏิกิริยากับเซรามิกได้  โดยเฉพาะกรดจากอาหาร ดังนั้นบริเวณของส่วนที่สัมผัสกับอาหารจำเป็นต้องเคลือบผิวเสมอเพื่อป้องกันการเกิดปฏิกิริยาและป้องกันการดูดซึมนํ้าจากอาหาร เพราะผิวของเซรามิกที่ไม่เคลือบนั้นสามารถดูดนํ้าได้ทำให้ทำความสะอาดได้ยากและอาจเกิดการสะสมของเชื้อโรคภายในได้ เซรามิกเคลือบสีขาวส่วนใหญ่สามารถนำเข้าไมโครเวฟได้

     ➧➧ ไม่ควรใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะการตกแต่งเป็นสีเงินหรือสีทองซึ่งมีส่วนประกอบของโลหะหนัก เนื่องจากอาจเกิดการระเหยของสีดังกล่าวซึ่งสามารถปนเปื้อนลงไปในอาหารและทำให้เป็นอันตรายได้ ที่สำคัญผลิตภัณฑ์ที่มีลักษณะการใช้สีเป็นสีเคลือบ  ไม่ควรให้บริเวณ  ดังกล่าวสัมผัสอาหาร เพราะสีบางชนิดสามารถทำปฏิกิริยากับสารละลายในอาหารได้

     ➧➧ข้อควรระวังอีกข้อหนึ่งก็คือ ถึงแม้ว่าภาชนะเซรามิกนั้นสามารถที่จะใช้บรรจุอาหารร้อนจัดและเย็นจัดได้ แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วก็สามารถทำให้เซรามิกเปลี่ยนแปลงและมักเกิดการแตกได้

เซรามิกที่ใช้งานก่อสร้างเช่น กระเบื้องเซรามิกแบ่งออกเป็นสองชนิดตามลักษณะการใช้งาน

          ➦กระเบื้องปูพื้นและกระเบื้องบุผนัง การใช้งานต้องเลือกให้เหมาะสมเพราะกระเบื้อง ทั้งสองชนิดมีคุณสมบัติต่างกัน กระเบื้องปูพื้นนั้นผ่านการเผาที่อุณหภูมิสูงจัดทำให้เนื้อกระเบื้องแกร่ง การดูดซึมนํ้าน้อย บางชนิดเป็นแผ่นใหญ่และหนา ส่วนกระเบื้องบุผนังมักเผาที่อุณหภูมิไม่สูงมากนัก เนื้อจึงไม่แกร่งและมีการดูดซึมนํ้าค่อนข้างมาก จึงไม่ควรอย่างยิ่งที่จะนำกระเบื้องบุผนังไปปูพื้น นอกจากไม่แข็งแรงแล้วในส่วนของการเคลือบผิวกระเบื้องบุผนังมักมีลักษณะของผิวเคลือบมันที่เน้นความสวยงาม เมื่อเปียกนํ้าจะทำให้ลื่นเป็นอันตรายได้  

เ       ➦เซรามิกที่ใช้เป็นเครื่องสุขภัณฑ์นั้นเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่ค่อยมีปัญหาในการใช้งานแต่ต้องระวังในเรื่องการกระแทกเพราะอาจทำให้แตกเสียหายได้ เซรามิกทุกชนิดเมื่อเกิดการแตกหรือมีรอยร้าวเกิดขึ้นแล้วไม่สามารถซ่อมให้เป็นปกติได้ ดังนั้นถ้าเกิดการแตกหรือรอยร้าวของผลิตภัณฑ์เซรามิกแล้วควรเปลี่ยนใหม่หรือเลิกใช้เพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้            
        ➦ ในการทำความสะอาดเซรามิก พวกกระเบื้องหรือเครื่องสุขภัณฑ์นั้นถึงแม้ว่าเคลือบจะสามารถทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีได้สูงแต่บริเวณขอบรอยต่อยังคงต้องใช้ปูนซีเมนต์เป็นตัวประสาน ซึ่งสามารถทนต่อการถูกกัดกร่อนได้น้อย ถ้าทำความสะอาดด้วยสารเคมีที่มีฤทธิ์การกัดกร่อนสูงอาจทำให้บริเวณที่เป็นรอยต่อเกิดความเสียหายได้จึงควรระมัดระวังด้วย

ขอขอบคุณ ข้อมูลจากศูนย์วิจัยและพัฒนาอุตสาหกรรมเซรามิก กรมวิทยาศาสตร์บริการ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี