การพัฒนาทองคำ 96.5% ความแข็งแรงสูงเพื่อการออกแบบผลิตภัณฑ์เครื่องประดับอย่างยั่งยืน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาทองคำบริสุทธิ์ 96.5% ให้มีความแข็งและความทนทานสูงขึ้น เพื่อขยายศักยภาพในการออกแบบผลิตภัณฑ์เครื่องประดับร่วมสมัย โดยยังคงสมบัติด้านความบริสุทธิ์ สี และความงามของวัสดุ พร้อมทั้งสอดคล้องกับแนวคิดการออกแบบอย่างยั่งยืน กระบวนการวิจัยใช้การเติมโลหะเจือ ได้แก่ ผงเจอร์เมเนียม ผงไทเทเนียม และผงกราฟีน
ในอัตราส่วน 0.1% โดยน้ำหนัก ผ่านกระบวนการหลอมและแปรรูปเป็นแผ่นตัวอย่าง ก่อนทดสอบสมบัติทางกล ได้แก่ ความแข็งแบบวิกเกอร์สและความต้านทานแรงดึง รวมถึงวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคและการกระจายตัวของโลหะเจือด้วยเทคนิค FESEM-EDS และทดสอบสมบัติทางแสงด้วยการวิเคราะห์ค่าพิกัดสีในระบบ CIELAB ผลการวิจัยพบว่า การเติมเจอร์เมเนียมให้ผลดีที่สุด โดยเพิ่มค่าความแข็งร้อยละ 11.43 และเพิ่มความต้านทานแรงดึงเมื่อเปรียบเทียบกับตัวอย่างควบคุม ผลการวิเคราะห์ด้วย FESEM-EDS พบว่าเจอร์เมเนียมกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในเนื้อวัสดุ ส่งผลให้สมบัติเชิงกลดีขึ้น ในขณะที่กราฟีนเกิดการรวมตัวเป็นกลุ่มก้อน ทำให้ความแข็งลดลง การวิเคราะห์สีพบว่าการเติมโลหะเจือส่งผลต่อสีของทองคำในระดับเล็กน้อย (∆E* อยู่ระหว่าง 1.96-3.11) โดยยังคงโทนสีใกล้เคียงกับทองคำ 96.5% ทั่วไป ในด้านความยั่งยืน ได้มีการพัฒนาต้นแบบผลิตภัณฑ์แหวนทองคำ 96.5% และประเมินคาร์บอนฟุตพริ้นท์ตามหลักการประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์แบบ Cradle-to-Gate พบว่ามีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเพียง 1.4789 kgCO₂e ซึ่งถือว่าอยู่ในระดับต่ำ องค์ความรู้จากงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นถึงบทบาทของนวัตกรรมวัสดุในการสนับสนุนการออกแบบผลิตภัณฑ์เครื่องประดับที่มีความหลากหลาย ซับซ้อน และตอบสนองต่อการใช้งานร่วมสมัยได้มากขึ้น อีกทั้งยังเชื่อมโยงกระบวนการออกแบบเข้ากับแนวคิดความยั่งยืน ซึ่งสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในงานออกแบบผลิตภัณฑ์และอุตสาหกรรมเครื่องประดับในอนาคต