Aluminiul transparent va înlocui sticla blindată

Oxidul de aluminiu (sau AlON) este o ceramică constând din aluminiu, oxigen și azot. Materialul este transparent transparent (> 80%) în intervalele ultraviolete, vizibile și pe jumătate de unde ale spectrului electromagnetic. În străinătate este produs de Surmet Corporation sub marca ALON. Recent, oamenii de stiinta rusi au dezvoltat o tehnologie pentru a produce aluminiu transparent, oarecum diferit de analogii importati.

descriere

Dezvoltarea unui aliaj unic a deschis noi perspective în industria de apărare, știință și construcții. Conform cifrelor oficiale, ALON:

• De 4 ori mai puternică decât cea întărită cuarț de sticlă;
• 85% mai greu decât safir;
• cu aproape 15% mai fiabil decât spinel, din aluminat de magneziu.

Apropo, spinelul mineral este un concurent direct al aluminiului transparent și inferior oxitridurii într-un număr de parametri.

ALON este cel mai dificil reprezentant comercial al ceramicii transparente policristaline. Combinația de proprietăți optice și mecanice face ca acest material lider de candidat ușoare de înaltă performanță, articole, cum ar fi bullet-proof si sticla antiex, elementele infraroșu pentru sistemele optice armat. De asemenea, ferestrele transparente rezistente la impact, găurile de orificiu, plăcile, cupolele, tijele, tuburile și alte produse sunt fabricate din oxitribură de aluminiu utilizând tehnologii tradiționale pentru prelucrarea pulberilor ceramice.

Proprietăți mecanice

Oxitridiul din aluminiu are caracteristici remarcabile:

• Modul de elasticitate: 334 GPa.
• Modul de forfecare: 135 GPa.
• Raportul lui Poisson: 0,24.
• Duritate Knoop: 1800 kg / mm² la o încărcătură de 0,2 kg.
• Rezistența la defecțiuni: 2 MPadm-m^1/2.
• Rezistența la încovoiere: 0,38-0,7 GPa.
• Rezistența la compresiune: 2,68 GPa.

Proprietăți optice și termice

La testarea aluminiului transparent, s-au obtinut urmatorii indicatori:

• Căldură specifică: 0,781 J / K
• Conductivitate termică: 12,3 W / (mmdot-K).
• Coeficientul de expansiune termică: 4,7 × 10^-6/ ° C
• Interval de transparență: 200-5000 nm.

ALON este, de asemenea, rezistent la radiații și la deteriorări prin diferite acizi, alcalii și apă.

recepție

Oxid nitrura de aluminiu transparent este produsă prin sinterizarea pulberilor, similară altor materiale ceramice. În timp ce marina americană este ocupată cu dezvoltarea unui nou material antistatic, numit spinel artificial, Surmet Corporation își eliberează deja propria versiune a "sticlei blindate" numită ALON.

Pulberea specială dezvoltată în laboratoarele Raytheon este pusă în forme și menținută la temperaturi foarte ridicate. Compoziția amestecului poate varia ușor: conținutul de aluminiu este de aproximativ 30% până la 36%, ceea ce afectează ușor caracteristicile (discrepanța este de numai 1-2%).

Procesul de încălzire determină o diluare și răcire rapidă a pulberii, lăsând moleculele dispuse în mod liber, ca și cum ar fi încă în formă lichidă. Este această structură de cristal care asigură aluminiu transparent cu un nivel de rezistență și rezistență la zgârieturi comparabile cu safirul.

Produsele fabricate sunt supuse unui tratament termic (compactare) la temperaturi ridicate, urmate de măcinare și lustruire până la obținerea transparenței. Materialul poate rezista la temperaturi de până la 2100 ° C în gaze inerte. Șlefuirea și polizarea îmbunătățesc semnificativ rezistența la impact și alte proprietăți mecanice.

Analog intern

Oamenii de știință ruși au creat aluminiu transparent în 2017. Potrivit experților din cadrul "MEPI" al NIIU, tehnologia de producție a fost îmbunătățită semnificativ. La fabricarea compactelor se folosește tehnica de sinterizare cu scanteie.

Spre deosebire de colegii străini, dezvoltatorii locali nu trec descărcarea electrică prin intermediul unui element de încălzire extern, ci direct prin mucegai. Oamenii de stiinta spun ca armura nationala transparenta pentru caracteristicile de rezistenta este comparabila cu zirconia cubica, dar are o rezistenta ridicata la impact.

Comparație între armura de aluminiu și sticla antiglonț

Sticla tradițională anti-bullet constă din mai multe straturi de policarbonat întinse între două straturi de sticlă. În mod similar, armura transparentă din aluminiu este formată din trei straturi:

• stratul exterior - oxirnitura de aluminiu;
• strat mediu - sticlă;
• back strat - substrat polimer.

Cu toate acestea, asemănarea se termină aici. Armura din aluminiu poate opri aceleași gloanțe din arme de calibru mic ca și geamurile tradiționale, dar va fi transparent chiar și după o lovitură fără fisuri caracteristice. În plus, puterea ALON este mult mai mare.

Armura din aluminiu poate fi produsă în aproape orice formă. Nu se teme de nisip, pietriș sau praf. Rezistența la materiale abrazive este foarte ridicată. În ciuda proprietăților excelente ale aluminiului transparent, acest material nu a fost utilizat pe scară largă. Cel mai mare factor de descurajare este costul (de 3-5 ori mai scump decât sticla tradițională anti-bulletproof). ALON este în prezent utilizat în principal pentru lentile de instrumente de observare și senzori de rachetă.