Deursigtige aluminium sal gepantserde glas vervang

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Aluminiumoksinitried (of AlON) is 'n keramiek wat uit aluminium, suurstof en stikstof bestaan. Die materiaal is opties deursigtig (> 80%) in die ultraviolet-, sigbare en halfgolfreekse van die elektromagnetiese spektrum. Dit word in die buiteland vervaardig deur Surmet Corporation onder die ALON-handelsmerk. Onlangs het Russiese wetenskaplikes 'n tegnologie ontwikkel vir die vervaardiging van deursigtige aluminium, wat ietwat verskil van ingevoerde analoë.

Beskrywing

Die ontwikkeling van 'n unieke legering het nuwe vooruitsigte in die verdedigingsindustrie, wetenskap en konstruksie geopen. Volgens amptelike syfers, ALON:

• 4 keer sterker as gehard kwartsglas;
• 85% harder as saffier;
• byna 15% duursaamder as magnesiumaluminaatspinel.

Terloops, die minerale spinel is 'n direkte mededinger van deursigtige aluminium enminderwaardig aan oksinitried in 'n aantal parameters.

ALON is die hardste kommersieel beskikbare polikristallyne helder keramiek. Die kombinasie van optiese en meganiese eienskappe maak hierdie materiaal 'n toonaangewende kandidaat vir liggewig, hoëprestasie gepantserde produkte soos koeëlvaste en ontploffingsvaste glas, elemente vir infrarooi optiese stelsels. Aluminiumoksinitried word ook gebruik om deursigtige impakbestande vensters, poortgate, plate, koepels, stawe, buise en ander produkte te vervaardig deur tradisionele keramiekpoeierverwerkingstegnologieë te gebruik.

Meganiese eienskappe

Aluminiumoksinitried het uitstekende werkverrigting:

• Modulus van elastisiteit: 334 GPa.
• Skytmodulus: 135 GPa.
• Poisson se verhouding: 0, 24.
• Knoop-hardheid: 1800kg/mm2 by 0.2kg-lading.
• Brekweerstand: 2 MPa m1/2.
• Buigsterkte: 0.38-0.7 GPa.
• Druksterkte: 2,68 GPa.

Optiese en termiese eienskappe

Wanneer deursigtige aluminium getoets is, is die volgende aanwysers verkry:

• Verhittingkapasiteit: 0,781 J/K.
• Termiese geleidingsvermoë: 12,3 W/(m K).
• Koëffisiënt van termiese uitsetting: 4,7×10-6/°C.
• Deursigtigheidreeks: 200-5000 nm.

ALON is ook bestand teen bestraling en skade deur verskeie sure, alkalieë en water.

Ontvang

Deursigtige aluminiumoksinitried word gemaak deur poeiersintering soos ander keramiekmateriale. Terwyl die Amerikaanse vloot besig is om 'n nuwe koeëlvaste materiaal genaamd kunsmatige spinel te ontwikkel, stel Surmet Corporation reeds sy eie weergawe van "koeëlvaste glas" genaamd ALON vry.

Ontwikkel in Raytheon-laboratoriums, 'n spesiale poeier word gevorm en by baie hoë temperature gehou. Die samestelling van die mengsel kan effens verskil: die aluminiuminhoud is ongeveer 30% tot 36%, wat die werkverrigting effens beïnvloed (die verskil is slegs 1-2%).

Die verhittingsproses veroorsaak dat die poeier vinnig vloeibaar word en afkoel, wat die molekules los gerangskik laat asof hulle nog in vloeibare vorm is. Dit is hierdie kristalstruktuur wat deursigtige aluminium 'n vlak van sterkte en krapweerstand gee wat vergelykbaar is met saffier.

Vervaardigde produkte word onderwerp aan hittebehandeling (verdigting) by verhoogde temperature, gevolg deur slyp en poleer tot deursigtig. Die materiaal kan temperature tot 2100 °C in inerte gasse weerstaan. Slyp en polering verbeter impakweerstand en ander meganiese eienskappe aansienlik.

Binnelandse ekwivalent

Russiese wetenskaplikes het in 2017 deursigtige aluminium geskep. Volgens spesialiste van NRNU MEPhI was die produksietegnologiebaie verbeter. In die vervaardiging van kompakte word die tegniek van vonkplasmasintering gebruik.

Anders as buitelandse kollegas, stuur huishoudelike ontwikkelaars nie 'n elektriese ontlading deur 'n eksterne verwarmingselement nie, maar direk deur 'n vorm. Wetenskaplikes sê dat huishoudelike deursigtige wapenrusting vergelykbaar is in sterkte met kubieke sirkonia, maar terselfdertyd 'n hoë impaksterkte het.

Vergelyking van aluminiumwapens met koeëlvaste glas

Tradisionele koeëlvaste glas bestaan uit veelvuldige lae polikarbonaat tussen twee lae glas. Net so bestaan deursigtige aluminiumwapens uit drie lae:

• buitenste laag - aluminiumoksinitried;
• middellaag - glas;
• agterlaag - polimeerrug.

Maar die ooreenkoms eindig daar. Aluminium pantser kan dieselfde koeëls van klein kaliber wapens keer as tradisionele koeëlvaste glas, maar dit sal steeds deursigtig wees selfs wanneer dit afgevuur word sonder die kenmerkende krake. Daarbenewens is die sterkte van ALON baie hoër.

Aluminium-oksinitried-wapenrusting kan in byna enige vorm gemaak word. Sy is nie bang vir sand, gruis of stof nie. Die weerstand teen skuurmateriaal is baie hoog. Ten spyte van die uitstekende eienskappe van deursigtige aluminium, word hierdie materiaal nie wyd gebruik nie. Die grootste afskrikmiddel is koste (3-5 keer duurder as tradisionele koeëlvaste glas). ALON word tans hoofsaaklik vir lense van waarnemingsinstrumente en sensors gebruik.missiele.