Alumini angavu itachukua nafasi ya glasi ya kivita

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:42

Alumini oxynitride (au AlON) ni kauri inayojumuisha alumini, oksijeni na nitrojeni. Nyenzo hiyo ina uwazi wa macho (> 80%) katika safu za urujuanimno zinazoonekana na nusu-wimbi za wigo wa sumakuumeme. Inatengenezwa nje ya nchi na Shirika la Surmet chini ya chapa ya ALON. Hivi majuzi, wanasayansi wa Urusi wameunda teknolojia ya kutengeneza alumini ya uwazi, ambayo ni tofauti kwa kiasi fulani na analogi zinazoagizwa kutoka nje.

Maelezo

Utengenezaji wa aloi ya kipekee umefungua matarajio mapya katika sekta ya ulinzi, sayansi na ujenzi. Kulingana na takwimu rasmi, ALON:

• nguvu mara 4 kuliko glasi ya quartz iliyokasirishwa;
• 85% ngumu kuliko yakuti;
• takriban 15% inadumu zaidi kuliko spinel ya aluminiamu ya magnesiamu.

Kwa njia, spinel ya madini ni mshindani wa moja kwa moja wa alumini ya uwazi naduni kwa oksinitridi katika idadi ya vigezo.

ALON ndiyo kauri isiyo na rangi ngumu zaidi inayopatikana kibiashara. Mchanganyiko wa sifa za macho na mitambo hufanya nyenzo hii kuwa mgombea mkuu wa bidhaa za kivita nyepesi, za utendaji wa juu kama vile glasi isiyoweza kulipuka, vipengele vya mifumo ya macho ya infrared. Oksinitridi ya Alumini pia hutumika kutengeneza madirisha yanayostahimili athari kwa uwazi, milango, sahani, kuba, fimbo, mirija na bidhaa zingine kwa kutumia teknolojia ya kitamaduni ya usindikaji wa poda ya kauri.

Mitambo

Alumini oxynitride ina utendakazi bora:

• Moduli ya unyumbufu: 334 GPa.
• moduli ya kunyoa: 135 GPa.
• Uwiano wa Poisson: 0, 24.
• Ugumu wa gombo: 1800kg/mm2 kwa mzigo wa 0.2kg.
• Upinzani wa kuvunjika: 2 MPa m1/2.
• Nguvu ya kupinda: 0.38-0.7 GPa.
• Nguvu za kubana: 2.68 GPa.

Sifa za macho na joto

Wakati wa kujaribu alumini isiyo na uwazi, viashirio vifuatavyo vilipatikana:

• Ujazo wa joto: 0.781 J/K.
• Mwengo wa joto: 12.3 W/(m K).
• Mgawo wa upanuzi wa joto: 4.7×10-6/°C.
• Aina ya uwazi: 200-5000 nm.

ALON pia ni sugu kwa mionzi na uharibifu kutoka kwa asidi, alkali na maji mbalimbali.

Pokea

Oxynitride ya alumini ya uwazi hutengenezwa kwa kuweka unga kama nyenzo nyinginezo za kauri. Wakati Jeshi la Wanamaji la Marekani linashughulika kutengeneza nyenzo mpya isiyoweza kupenya risasi inayoitwa artificial spinel, Shirika la Surmet tayari linatoa toleo lake lenyewe la "glasi isiyoweza risasi" inayoitwa ALON.

Imetengenezwa katika maabara ya Raytheon, poda maalum huundwa na kushikiliwa kwa halijoto ya juu sana. Muundo wa mchanganyiko unaweza kutofautiana kidogo: maudhui ya alumini ni takriban 30% hadi 36%, ambayo huathiri utendaji kidogo (tofauti ni 1-2%) tu.

Mchakato wa kuongeza joto husababisha poda kuyeyusha na kupoa kwa haraka, na kuacha molekuli zikiwa zimepangwa kwa urahisi kana kwamba bado ziko katika umbo la kimiminika. Muundo huu wa fuwele ndio unaoipa alumini uwazi kiwango cha nguvu na ukinzani wa mikwaruzo kulinganishwa na yakuti.

Bidhaa zinazozalishwa hukabiliwa na matibabu ya joto (kubana) kwa viwango vya juu vya joto, ikifuatiwa na kusaga na kung'aa hadi uwazi. Nyenzo zinaweza kuhimili joto hadi 2100 ° C katika gesi zisizo na hewa. Kusaga na kung'arisha huboresha kwa kiasi kikubwa ukinzani wa athari na sifa nyingine za kiufundi.

Sawa sawa

Wanasayansi wa Urusi waliunda alumini yenye uwazi mwaka wa 2017. Kulingana na wataalamu kutoka NRNU MEPhI, teknolojia ya uzalishaji ilikuwaimeboreshwa sana. Katika utengenezaji wa kompakt, mbinu ya kuweka cheche-plasma hutumika.

Tofauti na wenzako wa kigeni, wasanidi programu wa ndani hawapitishi upitishaji wa umeme kupitia kipengele cha joto cha nje, lakini moja kwa moja kupitia ukungu. Wanasayansi wanasema kwamba silaha za ndani za uwazi zinaweza kulinganishwa kwa nguvu na zirconia za ujazo, lakini wakati huo huo zina nguvu ya juu ya athari.

Ulinganisho wa silaha za alumini na glasi isiyoweza risasi

Kioo cha jadi kisicho na risasi kina tabaka nyingi za policarbonate zilizowekwa kati ya safu mbili za glasi. Vile vile, siraha ya alumini ya uwazi ina tabaka tatu:

• safu ya nje - oksinitridi ya alumini;
• safu ya kati - kioo;
• safu ya nyuma - usaidizi wa polima.

Lakini mfanano unaishia hapo. Silaha za alumini zinaweza kusimamisha risasi zile zile kutoka kwa silaha ndogo ndogo kama glasi ya jadi isiyoweza kupenya risasi, lakini bado itakuwa wazi hata ikifyatuliwa bila nyufa bainifu. Kwa kuongeza, nguvu ya ALON ni kubwa zaidi.

Silaha ya oxynitride ya Alumini inaweza kutengenezwa kwa karibu umbo lolote. Yeye haogopi mchanga, changarawe au vumbi. Upinzani wa vifaa vya abrasive ni juu sana. Licha ya mali bora ya alumini ya uwazi, nyenzo hii haitumiwi sana. Kizuizi kikubwa ni gharama (mara 3-5 ghali zaidi kuliko glasi ya jadi isiyo na risasi). ALON kwa sasa hutumiwa hasa kwa lenses za vyombo vya uchunguzi na sensorer.makombora.