Прозрачный алюминий: Прозрачный алюминий — материал для окон на военной и научной технике

Обзор микрофона Streamplify MIC ARM

Обзор и тестирование видеокарты MSI GeForce RTX 4070 Ti Suprim X

Обзор и тестирование материнской платы MSI MAG B760M Mortar WIFI

Обзор и тестирование видеокарты MSI GeForce RTX 4080 Gaming X Trio

Обзор и тестирование смартфона Doogee V Max

Обзор и тестирование мини-ПК Geekom MiniAir 11

Интересные материалы

Возможно вас заинтересует

Эффективная реклама для вашего бизнеса

Как решение МУС вынудит Южную Африку войти в российскую сферу влияния

Пригожин сообщил о контроле 70 % Бахмута и предупредил о готовящемся контрнаступлении ВСУ на данном направлении

Ryzen 7 5800X3D против Ryzen 7 7700Х – нелёгкий выбор между потенциалом и выгодной стоимостью сборки

Видеокарты в РФ сильно подешевели, но геймеры ничего не заметили – GeForce RTX 4090 скинула $360

Украина поставила 4 двигателя для турецкого вертолёта – почему «Мотор Сич» до сих пор не уничтожена

Авторы ремейка «Готики» по-прежнему надеются выпустить проект в следующем году

Искусственный интеллект GPT-4 попытался сбросить виртуальные оковы и стать человеком в реальном мире

Минобороны Турции показало огромный стелс-беспилотник ANKA-3 — конкурента российского С-70 «Охотник»

В сеть утёк скриншот GTA 6, демонстрирующий город в ночное время суток

История 100 миллионов лет трансформации Земли за 21 секунду

Македония отправила в Украину сразу 4 истребителя Су-25 – все самолёты оказались в нерабочем виде

Глава Индонезии призвал отказаться от западных платежных систем, ссылаясь на санкции против Москвы

Появление часов Huawei Watch 4 Pro на сайте Bluetooth SIG показало поддержку Bluetooth 5. 2

США опубликовали кадры транспортировки ядерной боеголовки МБР с одной авиабазы на другую

ЧВК «Вагнер» ожидает контрнаступление ВСУ и просит помощь у Шойгу

Тайваньские разработчики чипов стараются не иметь дела с китайскими клиентами

Украинским танкистам выдали заминированные Challenger 2 – британские секреты не попадут в руки РФ

Новый пакет военной помощи от США включает в себя ракеты, используемые истребителями F-16

Core i5-12400F или Ryzen 5 5600X — что выбрать в игровой компьютер с видеокартой GeForce RTX 3060

Почему Украина может согласиться на мирный план Китая

Как правильно обслужить видеокарту и сделать её холодной — замена термопрокладок и термопасты

Какого объема SSD нужен игровому ПК и какие модели можно купить в 2023 году

Wi-Fi 7 — будущее беспроводной связи или бесполезная пустышка

Китай прокомментировал «Удар возмездия» России и уничтожение «Кинжалом» тайного бункера НАТО в Киеве

Что происходит с CarX Street и ее ПК-версией

Практически бесплатный способ обновить свой компьютер — итоги написания статей на Overclockers

Краткий обзор и тест видеокарты Afox GT 1030

Обзор полезных мелочей и инструментов для компьютера, которые я собирал 20 лет

Прозрачный алюминий как замена бронестеклу — новейшие разработки

Опубликовано: 05 июля 2018

Оксинитрид алюминия (или AlON) представляет собой керамику, состоящую из алюминия, кислорода и азота. Материал является оптически прозрачным (> 80%) в ультрафиолетовом, видимом и полуволновом диапазонах электромагнитного спектра.

Разработка уникального сплава открыла новые перспективы в оборонной промышленности, науке и строительстве.

• в 4 раза прочнее, чем закаленное кварцевое стекло;
• на 85% тверже сапфира;
• почти на 15% надежнее шпинели, изготавливаемой из алюмината магния.

ALON является самым твердым доступным в продаже представителем поликристаллической прозрачной керамики. Сочетание оптических и механических свойств делает этот материал ведущим кандидатом на легкие высокоэффективные бронированные изделия, такие как пуленепробиваемые и взрывозащищенные стекла, элементы для инфракрасных оптических систем. Также из оксинитрида алюминия получают прозрачные ударопрочные окна, иллюминаторы, плиты, купола, стержни, трубки и другие изделия с использованием традиционных технологий обработки керамических порошков.

Оксинитрид алюминия обладает выдающимися характеристиками:

• Модуль упругости: 334 ГПа.
• Модуль сдвига: 135 ГПа.
• Коэффициент Пуассона: 0,24.
• Твердость по методу Кнупа: 1800 кг/мм2 при нагрузке 0,2 кг.
• Сопротивление разрушению: 2 МПа·м1/2.
• Прочность на изгиб: 0,38-0,7 ГПа.
• Прочность на сжатие: 2,68 ГПа.
• Теплоемкость: 0,781 Дж/К.
• Теплопроводность: 12,3 Вт/(м·K).
• Коэффициент теплового расширения: 4,7×10-6/°С.
• Диапазон прозрачности: 200-5000 нм.

Также ALON устойчив к радиации и повреждениям различными кислотами, щелочами и водой.

Прозрачный оксинитрид алюминия изготавливают методом порошкового спекания наподобие других керамических материалов. Разработанный в лабораториях специальный порошок закладывают в формы и выдерживают при очень высоких температурах.

Состав смеси может незначительно варьироваться: содержание алюминия составляет примерно от 30% до 36%, что незначительно влияет на характеристики (расхождение составляет всего 1-2%).

Изготовленные изделия подвергаются термической обработке (уплотнению) при повышенных температурах с последующим шлифованием и полировкой до достижения прозрачности. Материал может выдерживать температуры до 2100 °С в инертных газах. Шлифовка и полировка существенно улучшают ударопрочность и другие механические свойства.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Видео: Прозрачный алюминий — от «Звездного пути» к (почти) реальности

[Изображение вверху] С тех пор, как в 1986 году вышел четвертый фильм «Звездный путь», ученые-материаловеды задавались вопросом, можно ли создать прозрачный алюминий на самом деле. Исследования последних лет показывают, что нам, возможно, не придется ждать до 23 ^-го -го века, чтобы совершить сравнимый подвиг. Предоставлено: Wonder World, YouTube

За более чем 50 лет, прошедших с момента выхода в эфир первого эпизода в 1966 году, поклонники «Звездного пути» снова и снова радовались тому, что технологии, когда-то существовавшие только на телевидении, стали реальностью, от автоматических дверей до планшетных компьютеров. . И хотя некоторые из наиболее ожидаемых технологий, таких как голодеки, еще не совсем здесь (пока), одна технология, которая начала появляться в последние годы, потенциально еще более интересна для материаловедов.

Во вселенной «Звездного пути» термин «прозрачный алюминий» относится к прозрачному металлу, состоящему из элементарного алюминия.

Мы не можем создать прозрачный алюминий в реальной жизни, но мы можем приблизиться к этому с помощью двух прозрачных керамических материалов из соединений алюминия: магниево-алюминатной шпинели и оксинитрида алюминия. (Подробнее читайте в статье на обложке бюллетеня за март 2013 г.)

Оба соединения твердые и тонкие, как легендарный материал «Звездного пути», но оксинитрид алюминия, в частности, демонстрирует эти характеристики.

Оксинитрид алюминия представляет собой кристаллическое вещество, изготовленное из порошковых сплавов алюмината, которые были сильно спрессованы и нагреты до экстремальных температур. Затем керамику охлаждают, полируют и придают ей желаемую форму.

Исследовательская лаборатория ВВС США (AFRL) начала работу над оксинитридом алюминия в 2006 году в рамках программы III Закона об оборонном производстве, инвестиционного механизма, предназначенного для создания, обслуживания, защиты, расширения и восстановления отечественной промышленной базы. До сотрудничества размер самого большого окна из оксинитрида алюминия был ограничен 2,8 квадратных фута. В настоящее время керамика размером до 8 квадратных футов обычно производится корпорацией Surmet Corporation, производителем компонентов из современных материалов, под торговой маркой ALON.

«Получение восьми квадратных футов — это достижение, над которым мы работали в течение многих лет, и мы не смогли бы добиться этого без финансирования со стороны AFRL и DMS&T, а также других организаций», — Ричард Портер, руководитель производственного подразделения AFRL Manufacturing and Industrial Technologies. Дивизия, говорится в пресс-релизе AFRL. «Изготовление окна большего размера, легкого и прочного, — это огромное улучшение, позволяющее военному истребителю выполнять свою миссию».

Изучение прозрачных алюминиевых компаундов — это одно, а наблюдение за ними в действии — совсем другое. В сегодняшнем видео с YouTube-канала Wonder World вы увидите, как создается ALON, чем оно отличается от пуленепробиваемого стекла, а также узнаете о некоторых возможных применениях ALON помимо брони.

Хотите узнать больше о науке «Звездного пути» и о том, как это выглядит в реальной жизни? Всего через три недели в Лас-Вегасе проходит ежегодная конвенция «Звездный путь», и множество научных участников выстраиваются в очередь, чтобы обсудить все, от путешествий во времени до эволюции!

Предоставлено: Wonder World, YouTube

Обновление от 10.07.2019 — Название и текст обновлены, чтобы подчеркнуть, что термин «прозрачный алюминий», используемый в популярной культуре, может вводить в заблуждение. Алюминат-шпинель магния и оксинитрид алюминия представляют собой соединения на основе алюминия; они не сделаны из элементарного алюминия.

Что делать с прозрачным алюминием?

• автор:
Дэн Мэлони

Выглядит как стеклянная трубка, но на самом деле это алюминий. Ну а алюминий со звездочкой рядом — это не элементарный алюминий, а материал, сделанный из него.

Мы попали в полемику о «прозрачном алюминии» в результате твита, откуда взято изображение выше. Этот твит был опубликован [Джо Питески], инженером по научным системам в Лаборатории реактивного движения в Пасадене. [Джо] сообщила, что на недавнем мероприятии JPL, посвященном технологиям, ей представилась возможность взять в руки трубку из материала, который для всего мира выглядит как часть стеклянной трубки, но был заявлен как прозрачный алюминий. [Джо] написала это в Твиттере, потому что это был интересный артефакт, с которым мало кто может поиграть, и она права, это увлекательно!

Сам материал интригует, и у меня сразу же возникли практические вопросы, например, что это за материал? Для чего это? Как это делается? И действительно ли это алюминий, сделанный прозрачным с помощью какого-то научно-фантастического процесса?

Может ли алюминий быть прозрачным?

Как и во многих других случаях в жизни, ответ на этот вопрос: «Это зависит». В данном случае это зависит от того, как вы определяете алюминий. Или, точнее, это зависит от ваших ожиданий от материала, который якобы является алюминием. Обычный старый алюминий — это широко распространенный металл со всеми ожидаемыми свойствами металлов — электро- и теплопроводностью, пластичностью, ковкостью и блеском. Вы можете расплавить его и придать ему подходящую форму, раскатать его в фольгу, чтобы обернуть бутерброд, или раздавить сделанную из него пустую банку о лоб, если вам так хочется.

. Если вы ожидаете, что прозрачный алюминий будет обладать всеми этими свойствами, вы будете разочарованы. Хотя она не указывает конкретный материал, материал, с которым [Джо] пришлось иметь дело, скорее всего, был вовсе не металлом, а керамикой, называемой оксинитридом алюминия, состоящей из равных частей алюминия, кислорода и азота и известной по химической формуле. АлОН.

Керамика из оксинитрида алюминия существует с 1980-х годов, так что это ни в коем случае не новинка. Так совпало, что разработка AlON велась примерно в то же время, что и Звездный путь IV: Путешествие домой производился; именно из ставшей уже классической сцены из этого фильма, где Скотти использует мышь в качестве микрофона в попытке обменять формулу «прозрачного алюминия» на листы плексигласа, AlON и аналогичная прозрачная керамика получили свое разговорное название.

Для чего это нужно?

Несмотря на то, что это явно не металл — и не стекло; стекла — это аморфные твердые тела, а керамика — кристаллы — AlON и другая прозрачная керамика, которая была разработана с тех пор, обладают удивительными свойствами. AlON, который его производитель, Surmet Corporation, продает как неоригинальное название ALON, производится путем спекания. Порошкообразные ингредиенты засыпают в форму, уплотняют под огромным давлением и готовят при высоких температурах в течение нескольких дней. Полученный полупрозрачный материал перед использованием шлифуют и полируют до прозрачности.

Помимо оптической прозрачности, ALON еще и очень прочный. Испытания показывают, что многослойное стекло ALON толщиной 1,6″ может остановить винтовочный снаряд 50-го калибра, чего не может сделать даже 3,7″ традиционное «пуленепробиваемое» стекло. ALON также имеет лучшие оптические свойства, чем обычное стекло, в инфракрасном диапазоне; там, где большинство стекол поглощают инфракрасное излучение, ALON практически прозрачен для него. Это делает ALON отличным выбором для ракет с тепловым наведением и других ИК-приложений.

С другой стороны, ALON стоит дорого — на рынке армированного стекла оно примерно в 5 раз дороже традиционного многослойного стекла. Но у него так много преимуществ, не последним из которых является превосходная устойчивость к царапинам, что для некоторых применений это предпочтительный материал.