โลหะวิทยาของแพลทินัมสีเพื่อการผลิตเครื่องประดับ

บทคัดย่อ

บริษัท คริสตี้ เจมส์ จำกัด เป็นผู้ผลิตเครื่องประดับให้กับแบรนด์ต่างๆ หลายแห่ง โดยผลิตทั้งเครื่องประดับจาก เงิน ทอง และแพลทินัม ซึ่งแพลทินัมมีมูลค่าครึ่งหนึ่งของการส่งออกทั้งหมด แต่ถึงกระนั้นผลิตภัณฑ์จากแพลทินัมที่ผลิตก็มิได้มีความแตกต่างจากผู้ผลิตรายอื่นเท่าใดนัก จำเป็นต้องมีการสร้างนวัตกรรมให้กับอุตสาหกรรมเครื่องประดับแพลทินัมดังนั้นคณะผู้วิจัยจึงเล็งเห็นโอกาสในการสร้างนวัตกรรมโลหะแพลทินัมสีชมพู เพื่อเพิ่มทางเลือกใหม่ในอุตสาหกรรมให้กับทั้งผู้ประกอบการและผู้บริโภค โดยการเลือกใช้จุดเด่นของสีชมพูซึ่งสื่อความหมายถึงความรักและความอ่อนโยน ซึ่งทางผู้วิจัยได้นำโลหะจำพวก แพลทินัม ทองแดง และอลูมิเนียม แบ่งออกเป็น 4 สูตรคือ สูตร A, B, C และ D โดยได้ทำการอ้างอิงส่วนผสมให้ใกล้เคียงกับงานวิจัยที่ได้ศึกษาคือ แพลทินัม 61.6% ทองแดง 20% และอลูมิเนียม 18.4% จากนั้นทำการวิเคราะห์สีที่ได้ โดยเทียบกับสีชมพูของ Pink Gold จากการศึกษาการเกิดโลหะแพลทินัมสีชมพูนั้นพบว่า โลหะแพลทินัมสีชมพูที่มีส่วนผสมของแพลทินัม, อลูมิเนียม และทองแดง ในอัตราส่วนที่จำกัดในช่วง 58.5-61.6 wt%Pt, 20-22 wt%Cu and 16.4-21.5 wt%Al ซึ่งแบ่งการศึกษาทดลองออกเป็น 4 ส่วนผสมหลัก โลหะในระบบนี้ทั้งหมดมีคุณสมบัติตามลักษณะของสารประกอบอินเตอร์เมทาลิค คือมีค่าความแข็งที่ค่อนข้างสูงมากอยู่ในช่วง 700-900HV และมีค่าความเปราะค่อนข้างสูง โดยจากการทดสอบด้วยการกะเทาะหรือกระแทกของโลหะเมื่อตกจากที่สูง ซึ่งโลหะเกิดการแตกหักขึ้น จึงทำให้ไม่เหมาะสมต่อการนำมาใช้งานขึ้นรูปเครื่องประดับในอุตสาหกรรมอัญมณีและเครื่องประดับ แต่เนื่องจากสีที่มีความสวยงาม และความต้านทานความหมองจากการเกิดปฏิกิริยา oxidation ที่ดีมากของแพลทินัมสีชมพูนี้จึงทำให้มีความน่าสนใจในการจะพัฒนาคุณสมบัติเพื่อการนำมาใช้งานในอุตสาหกรรมอัญมณีและเครื่องประดับ การปรับปรุงคุณสมบัติของสารประกอบอินเตอร์เมทาลิคเพื่อแก้ไขปัญหาในเรื่องความเปราะนี้ ได้เลือกใช้รูปแบบการเติมธาตุเพิ่มเติมที่ 3 ในโครงสร้างของสารประกอบพื้นฐานแบบ Fluorite (CaF2) โดยเลือกใช้ธาตุ Rare earth คือ อิตเทรียม(Y) และแกโดลิเนียม(Gd) ซึ่งเป็นธาตุที่มีมวลอะตอมขนาดใหญ่ โดยพบว่าคุณสมบัติของสารประกอบที่ได้นั้นคงเดิมรวมทั้งสีของโลหะ นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาการขึ้นรูปในลักษณะที่ช่วยให้โลหะเกิดการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว คือการหล่อด้วยโมลทองแดง ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีที่เคยใช้ขึ้นรูปทองสีม่วงที่มีคุณสมบัติเปราะเช่นกัน การขึ้นรูปลักษณะนี้เป็นการใช้แม่พิมพ์ทองแดงในกระบวนการหล่อเหวี่ยง ไม่ผ่านการอบปูน น้ำโลหะจากเบ้าหลอมจะถูกเหวี่ยงเข้าสู่แม่พิมพ์ทองแดงโดยตรงและแข็งตัวอย่างรวดเร็วภายในแม่พิมพ์ทองแดงนั้น ซึ่งตัวแม่พิมพ์ทองแดงจะมีการกระจายตัวและถ่ายเทของความร้อนสูงกว่าในปูนฟอสเฟสที่ใช้ทั่วไปในการหล่องานแพลทินัม ทำให้โลหะแพลทินัมสีชมพูเกิดการแข็งตัวและเย็นตัวได้อย่างรวดเร็ว จากการทดลองพบว่าชิ้นงานที่ได้สามารถแกะออกจากแบบได้ง่ายขึ้น มีความแข็งลดน้อยลง แต่ยังคงมีความเปราะอยู่ เมื่อทดสอบด้วยแรงกระแทกพบว่าชิ้นงานยังคงเกิดการแตกหัก

คำสำคัญ