Şəffaf alüminium zirehli şüşəni əvəz edəcək

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Alüminium oksinitrid (və ya AlON) alüminium, oksigen və azotdan ibarət keramikadır. Material elektromaqnit spektrinin ultrabənövşəyi, görünən və yarımdalğa diapazonlarında optik cəhətdən şəffafdır (> 80%). Surmet korporasiyası tərəfindən ALON brendi ilə xaricdə istehsal olunur. Bu yaxınlarda rus alimləri şəffaf alüminium istehsalı texnologiyası hazırlayıblar ki, bu da idxal analoqlarından bir qədər fərqlidir.

Təsvir

Unikal ərintinin inkişafı müdafiə sənayesi, elm və tikintidə yeni perspektivlər açdı. Rəsmi rəqəmlərə görə, ALON:

• temperli kvars şüşəsindən 4 dəfə güclü;
• sapfirdən 85% daha sərt;
• maqnezium alüminat şpineldən təxminən 15% daha davamlıdır.

Yeri gəlmişkən, mineral şpinel şəffaf alüminiumun birbaşa rəqibidir vəbir sıra parametrlərə görə oksinitriddən aşağıdır.

ALON kommersiya baxımından ən çətin polikristal şəffaf keramikadır. Optik və mexaniki xüsusiyyətlərin birləşməsi bu materialı gülləkeçirməz və partlayışa davamlı şüşələr, infraqırmızı optik sistemlər üçün elementlər kimi yüngül, yüksək performanslı zirehli məhsullar üçün aparıcı namizəd edir. Alüminium oksinitrid həmçinin ənənəvi keramika tozunun emalı texnologiyalarından istifadə edərək şəffaf zərbəyə davamlı pəncərələr, illüminatorlar, boşqablar, günbəzlər, çubuqlar, borular və digər məhsulların istehsalı üçün istifadə olunur.

Mexanik xüsusiyyətlər

Alüminium oksinitrid əla performansa malikdir:

• Elastiklik modulu: 334 GPa.
• Kəsmə modulu: 135 GPa.
• Poisson nisbəti: 0, 24.
• Tuşun sərtliyi: 1800kg/mm2 0,2 kq yükdə.
• Qırılma müqaviməti: 2 MPa m1/2.
• Əyilmə gücü: 0,38-0,7 GPa.
• Sıxılma gücü: 2.68 GPa.

Optik və istilik xüsusiyyətləri

Şəffaf alüminiumu sınaqdan keçirərkən aşağıdakı göstəricilər əldə edildi:

• İstilik tutumu: 0,781 J/K.
• İstilik keçiriciliyi: 12,3 Vt/(m K).
• Termik genişlənmə əmsalı: 4.7×10-6/°C.
• Şəffaflıq diapazonu: 200-5000 nm.

ALON həmçinin radiasiyaya və müxtəlif turşuların, qələvilərin və suyun zədələnməsinə davamlıdır.

Alın

Şəffaf alüminium oksinitridi digər keramika materialları kimi tozla sinterləmə yolu ilə hazırlanır. ABŞ Hərbi Dəniz Qüvvələri süni şpinel adlı yeni gülləkeçirməz material hazırlamaqla məşğul olarkən, Surmet Korporasiyası artıq ALON adlı "gülləkeçirməz şüşə"nin öz versiyasını buraxır.

Raytheon laboratoriyalarında hazırlanmış xüsusi toz qəliblənir və çox yüksək temperaturda saxlanılır. Qarışığın tərkibi bir qədər dəyişə bilər: alüminiumun tərkibi təxminən 30% -dən 36% -ə qədərdir, bu da performansa bir qədər təsir edir (fərq yalnız 1-2%).

İsitmə prosesi tozun sürətlə mayeləşməsinə və soyumasına səbəb olur, molekullar hələ də maye halındaymış kimi sərbəst düzülür. Məhz bu kristal quruluş şəffaf alüminiuma sapfirlə müqayisə edilə biləcək güc və cızıqlara davamlılıq səviyyəsi verir.

İstehsal olunan məhsullar yüksək temperaturda istilik müalicəsinə (sıxlaşdırmaya) məruz qalır, ardınca şəffaf olana qədər üyüdülür və cilalanır. Material inert qazlarda 2100 °C-ə qədər olan temperaturlara davam edə bilər. Taşlama və cilalama zərbə müqavimətini və digər mexaniki xassələri əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır.

Daxili ekvivalent

Rus alimləri 2017-ci ildə şəffaf alüminium yaradıblar. NRNU MEPhI mütəxəssislərinin fikrincə, istehsal texnologiyası idixeyli təkmilləşdirilmişdir. Yığcamların istehsalında qığılcım-plazma sinterləmə texnikasından istifadə olunur.

Xarici həmkarlarından fərqli olaraq yerli tərtibatçılar elektrik boşalmasını xarici qızdırıcı elementdən yox, birbaşa qəlibdən keçirlər. Alimlər bildirirlər ki, yerli şəffaf zireh güc baxımından kub sirkoniya ilə müqayisə oluna bilər, lakin eyni zamanda yüksək zərbə gücünə malikdir.

Alüminium zirehin gülləkeçirməz şüşə ilə müqayisəsi

Ənənəvi gülləkeçirməz şüşə iki qat şüşə arasında sıxışdırılmış çoxlu polikarbonat qatından ibarətdir. Eynilə, şəffaf alüminium zireh üç qatdan ibarətdir:

• xarici təbəqə - alüminium oksinitrid;
• orta qat - şüşə;
• arxa qat - polimer dayaq.

Ancaq oxşarlıq orada bitir. Alüminium zireh, ənənəvi gülləkeçirməz şüşə kimi kiçik çaplı silahlardan eyni güllələri dayandıra bilər, lakin xarakterik çatlar olmadan atəş açıldıqda belə yenə də şəffaf olacaq. Bundan əlavə, ALON-un gücü daha yüksəkdir.

Alüminium oksinitrid zireh demək olar ki, istənilən formada hazırlana bilər. Qum, çınqıl və tozdan qorxmur. Aşındırıcı materiallara qarşı müqavimət çox yüksəkdir. Şəffaf alüminiumun əla xüsusiyyətlərinə baxmayaraq, bu material geniş istifadə edilmir. Ən böyük maneə qiymətdir (ənənəvi gülləkeçirməz şüşədən 3-5 dəfə bahadır). ALON hazırda əsasən müşahidə alətlərinin və sensorların linzaları üçün istifadə olunur.raketlər.