บุญรักษ์  กาญจนวรวณิชย์
ศูนย์เทคโนโลยีโลหะและวัสดุแห่งชาติ

 
ภาพจาก http://www.giveittomeraw.com/profiles/blogs/raw-star-ceramic-knives-in-new

      มีด เป็นอุปกรณ์ตัดที่รู้จักและคุ้นเคยเป็นอย่างดี โดยทั่วไปวัสดุที่นำมาผลิตใบมีดคือโลหะต่างๆ เช่น เหล็กกล้า เหล็กสเตนเลส ทองเหลือง เป็นต้น แต่ทราบหรือไม่ว่า วัสดุเซรามิกก็สามารถนำมาผลิตเป็นมีดได้ และปัจจุบันมีการผลิตมีดเซรามิกออกจำหน่ายในเชิงพาณิชย์แล้ว

เซรามิกที่แข็งกว่าเหล็ก?
      สำหรับวัสดุเซรามิกที่มีสมบัติเหมาะสำหรับผลิตเป็นใบมีดคือ เซอร์โคเนียมออกไซด์ (zirconium oxide, ZrO₂) หรือเซอร์โคเนีย (zirconia) เพราะวัสดุมีความแข็งมากกว่าเหล็ก โดยทั่วไปสารเซอร์โคเนียเป็นเซรามิกที่รู้จักเฉพาะบุคคลและเฉพาะกลุ่มเท่านั้น แต่หากบอกว่า เป็นวัสดุชนิดเดียวกับที่ใช้ทำเพชรคิวบิกเซอร์โคเนียหรือเพชรเทียม (stimulant diamonds) หรือเพชรสังเคราะห์ จะมีคนรู้จักเพิ่มขึ้นอีกจำนวนมาก

 
เพชรคิวบิกเซอร์โคเนีย
ภาพจาก http://en.wikipedia.org/wiki/Cubic_zirconia

      เซอร์โคเนียมีความแข็งระดับ 8.5 ตามสเกลของโมส์ (Mohs’ scale) แม้จะแข็งน้อยกว่าเพชร แต่ก็มากกว่าเหล็กชุบแข็งที่มีความแข็ง 6 – 6.5 ด้วยเหตุนี้ใบมีดที่ทำจากเซอร์โคเนียจึงรักษาความคมได้นานกว่ามีดเหล็ก ช่วยให้ผู้ใช้งานไม่ต้องลับมีดบ่อย อย่างไรก็ดีอุปกรณ์ที่ใช้ลับใบมีดเซรามิกต้องเป็นวัสดุที่มีความแข็งมากกว่าเซอร์โคเนีย
      สำหรับกระบวนการผลิตมีดเซรามิก เริ่มจากการบรรจุผงเซอร์โคเนียลงแม่แบบ และอัดด้วยความดันสูง 300 ตัน (ton) เพื่อขึ้นรูปแบลงค์ (blank) อย่างไรก็ดีตัวแบลงค์อัดขึ้นรูปนี้ยังมีสมบัติเปราะ แตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยได้ง่าย แม้จะโดนลมพัดเบาๆ ดังนั้นผู้ผลิตจึงต้องใช้วัสดุเชื่อมประสาน (binder) พิเศษเพื่อยึดตัวแบลงค์ให้อยู่ในรูปทรงตามต้องการก่อนนำไปผ่านกระบวนการเผาผนึก (sinter) ที่อุณหภูมิ 1,400 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 – 12 ชั่วโมง ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ได้หลังการเผาผนึกจะกลายเป็นใบมีดที่มีความแข็งสูง แต่ยังไม่มีคม จึงต้องนำมาลับคมโดยใช้ล้อขัดเคลือบผงเพชร (diamond-dust-coated grinding wheel)

 
ลักษณะใบมีดเซรามิกไม่ต่างจากใบมีดโลหะ
ภาพจาก http://hxceramic.en.hisupplier.com/product-154082-Zirconia-ceramic-knife.html

จุดเด่น

1. รักษาความคมได้นาน เนื่องจากใบมีดมีความแข็งมาก เมื่อลับคมแล้วจึงใช้ได้นานโดยไม่สูญเสียความคม
2. กลิ่นไม่ติดมีด เนื้อวัสดุเซอร์โคเนียไม่มีลักษณะรูพรุน จึงไม่เก็บกลิ่น สามารถใช้หั่นของสดหลายชนิดได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่ต้องกังวลว่ากลิ่นอาหารจะปนกัน เมื่อต้องการเปลี่ยนชนิดอาหารที่หั่น เพียงนำมีดไปล้างด้วยน้ำสะอาดเล็กน้อย ก็นำไปหั่นอาหารชนิดอื่นต่อได้ทันที
3. สุขอนามัย ใบมีดเซอร์โคเนียมีรูหรือร่องขนาดเล็กบนพื้นผิวน้อยมาก จึงไม่มีที่เก็บสิ่งสกปรก และรอยเปื้อน
4. น้ำหนักเบา ช่วยให้ผู้ใช้ไม่เมื่อยล้าบริเวณแขน และไหล่
5. ไม่เป็นสนิม
6. ตกไม่แตก เซอร์โคเนียเป็นเซรามิกที่มีความแข็งสูง และทนแรงกระแทกได้ดี ดังนั้นหากเผลอทำตกพื้น ใบมีดจะไม่แตก

จุดด้อย

1. ความเปราะ (Brittleness) แม้มีดเซรามิกจะมีความแข็งกว่าเหล็กชุบแข็ง แต่ใบมีดก็หักได้หากใช้งานไม่เหมาะสม มีดเซรามิกไม่เหมาะสำหรับสับของแข็ง เช่น อาหารแช่แข็ง กระดูก เป็นต้น ด้วยเหตุที่ใบมีดถูกลับจนบางมาก การใช้มีดสับ หั่นของแข็งทำให้คมมีดบิ่นได้ ซึ่งการแก้รอยบิ่นจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะ
2. ประโยชน์ใช้สอย มีดเซรามิกทุกชนิดเป็นมีดใช้งานเฉพาะ เช่น การหั่น แล่ เฉือน เป็นต้น ไม่ควรใช้สับ หรือใช้งานอเนกประสงค์
3. การลับมีด ต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะจากบริษัทผู้ผลิต
4. ราคาสูง

การตรวจจับมีดเซรามิกต้องใช้เครื่องตรวจจับพิเศษ
ภาพจาก http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/1557818.stm

ความปลอดภัย
ด้วยเหตุที่เป็นวัสดุเซรามิก มีดชนิดนี้จึงไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยเครื่องตรวจจับโลหะทั่วไป และเป็นปัญหาสำหรับระบบรักษาความปลอดภัย อย่างไรก็ดีเนื่องจากบริษัทผู้ผลิตมีดหลายรายตระหนักถึงปัญหาดังกล่าวจึงเติมโลหะบางชนิดลงไป เพื่อให้มีดสามารถถูกตรวจจับด้วยเครื่องตรวจจับโลหะมาตรฐาน อย่างไรก็ตามมีดเซรามิกสามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องตรวจจับใช้คลื่นความถี่สูงมาก (extremely high frequency scanner) และเครื่องตรวจจับเอ็กซเรย์แบบกระเจิงกลับ (X-ray backscatter scanner)

ความรู้ประกอบ - ความแข็งตามสเกลโมส์
สเกลของโมส์ (Mohs’ scale) เป็นการเรียงลำดับความแข็งโดยอาศัยความแข็งของแร่มาตรฐาน 10 ชนิด ซึ่ง ฟรีดริช โมส์ (Friedrich Mohs) นักวิทยาแร่ชาวเยอรมันกำหนดขึ้น โดยเรียงลำดับจากแร่ที่ทนแรงขูดขีดได้น้อยที่สุดจนถึงมากที่สุด ดังนี้

แหล่งข้อมูลอ้างอิง
Ceramic knife [On-line]. Available: http://en.wikipedia.org/wiki/Ceramic_knife
Ceramic vs Metal [On-line]. Available: http://www.myceramicknives.com/ceramic-vs-metal/
วราวุธ ขจรฤทธิ์ (2553) สเกลความแข็งของโมส์ Mohs scale of hardness  ออนไลน์// ได้จาก   http://www.tint.or.th/nkc/nkc51/nkc5103/nkc5103u.html