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투명 알루미늄이 방탄 유리를 대체합니다.

알루미늄 산 질화물 (또는 AlON)알루미늄, 산소 및 질소로 구성된 도자기. 이 물질은 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시 광선 및 반 파장 대역에서 광학적으로 투명합니다 (> 80 %). 해외에서는 ALON이라는 브랜드로 Surmet에서 제조하고 있습니다. 최근 러시아의 과학자들은 투명 알루미늄을 생산하기위한 기술을 개발했는데 수입 된 제품과는 다소 차이가 있습니다.

투명한 알루미늄

설명

독특한 합금의 개발은 방위 산업, 과학 및 건설에 새로운 시각을 열었습니다. 공식 자료에 따르면 ALON :

  • 강화 석영 유리보다 4 배 더 강함;
  • 사파이어보다 85 % 더 단단함;
  • 마그네슘 알루미 네이트로 만든 스피넬보다 거의 15 % 더 안정적입니다.

그런데, 스피넬 광물은 투명한 알루미늄과 직접적인 경쟁자이며 여러 가지면에서 산 질화물보다 열등합니다.

ALON은 사용 가능한 가장 어려운다결정 투명 세라믹 대표. 광학 및 기계적 특성의 조합으로이 소재는 방탄 및 방폭 유리와 같은 경량 고성능 외장 제품, 적외선 광학 시스템 요소의 주요 후보가됩니다. 또한, 알루미늄 충격 방지 투명 창, 포트홀, 플레이트, 돔,로드, 튜브 및 기타 제품은 세라믹 분말 처리를위한 전통적인 기술을 사용하여 알루미늄 산 질화물에서 얻습니다.

러시아 과학자들이 투명한 알루미늄을 만들었습니다.

기계적 성질

산화 질화 알루미늄은 다음과 같은 특징이 있습니다.

  • 탄성 계수 : 334 GPa.
  • 전단 모듈러스 : 135 GPa.
  • 푸 아송 비 : 0.24.
  • 누프 경도 : 1800 kg / mm2 0.2kg의 하중에서.
  • 내 결손 성 : 2 MPa · m1/2.
  • 굽힘 강도 : 0.38-0.7 GPa.
  • 압축 강도 : 2.68 GPa.

광학 및 열 특성

투명한 알루미늄을 테스트 할 때 다음 지표를 얻었습니다.

  • 비열 : 0.781 J / K.
  • 열전도율 : 12.3 W / (m · K).
  • 열팽창 계수 : 4.7 × 10-6/ ° C
  • 투명도 범위 : 200-5000 nm.

ALON은 또한 다양한 산, 알칼리 및 물로 인한 방사선 및 손상에 강합니다.

투명한 알루미늄 산 질화물 준비

수신

투명한 알루미늄 산 질화물이 만들어집니다.다른 세라믹 재료처럼 분말 소결에 의해. 미 해군이 인공 스피넬이라고하는 새로운 방탄 재료를 개발하는 데 바쁘고있는 동안 Surmet Corporation은 이미 ALON이라고하는 자체 버전의 "방탄 유리"를 생산하고 있습니다.

Raytheon Laboratories에서 설계특수 분말을 금형에 넣고 매우 높은 온도에서 보관합니다. 혼합물의 구성은 약간 다를 수 있습니다. 알루미늄 함량은 약 30 %에서 36 %로 특성에 약간 영향을줍니다 (불일치는 1-2 %에 불과 함).

가열 과정은 급속한 액화와분말을 냉각시켜 분자가 마치 액체 형태 인 것처럼 자립합니다. 사파이어에 필적하는 수준의 강도와 스크래치 저항성을 가진 투명한 알루미늄을 제공하는 것이 바로이 크리스탈 구조입니다.

제조 된 제품은 열을받습니다고온에서 가공 (압축) 한 다음 투명성을 얻기 위해 연마 및 연마합니다. 이 재료는 불활성 가스에서 최대 2100 ° C의 온도를 견딜 수 있습니다. 그라인딩 및 폴리싱은 내 충격성 및 기타 기계적 특성을 크게 향상시킵니다.

러시아 과학자들은 투명한 알루미늄 생산 기술을 개발했습니다

국내 아날로그

러시아 과학자들은 투명한 알루미늄을 만들었습니다.2017 년. NRNU MEPhI의 전문가에 따르면 생산 기술이 크게 향상되었습니다. 콤팩트 제조에는 스파크 플라즈마 소결 방법이 사용됩니다.

외국 동료와 달리 국내개발자는 외부 발열체를 통해 방전을 통과하지 않고 금형을 통해 직접 방전합니다. 과학자들은 가정용 투명 장갑이 입방 지르코니아와 강도 특성이 비슷하지만 동시에 높은 충격 강도를 가지고 있다고 주장합니다.

알루미늄 갑옷과 방탄 유리의 비교

전통적인 방탄 유리는 두 층의 유리 사이에 여러 층의 폴리 카보네이트가 끼워져 있습니다. 마찬가지로 투명한 알루미늄 갑옷은 세 개의 레이어로 구성됩니다.

  • 외층-산 질화 알루미늄;
  • 중간층-유리;
  • 뒷층은 폴리머 백킹입니다.

그러나 유사점은 여기서 끝납니다. 알루미늄 갑옷은 전통적인 방탄 유리와 동일한 소 구경 총알을 막을 수 있지만 독특한 균열없이 발사 후에도 여전히 투명합니다. 또한 ALON의 강점은 훨씬 높습니다.

알루미늄 산 질화물 갑옷은거의 모든 모양으로 만들어졌습니다. 그녀는 모래, 자갈 또는 먼지를 두려워하지 않습니다. 연마재에 대한 내성이 매우 높습니다. 투명 알루미늄의 우수한 특성에도 불구하고이 소재는 널리 사용되지 않습니다. 가장 큰 억제책은 비용입니다 (기존 방탄 유리보다 3 ~ 5 배 더 비쌉니다). ALON은 현재 주로 관측 렌즈 및 미사일 센서에 사용됩니다.

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