Мөлдір алюминий брондалған әйнекті ауыстырады

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Алюминий оксинитриді (немесе AlON) - алюминий, оттегі және азоттан тұратын керамика. Материал электромагниттік спектрдің ультракүлгін, көрінетін және жарты толқын диапазонында оптикалық мөлдір (> 80%). Оны шетелде Surmet корпорациясы ALON брендімен шығарады. Жақында ресейлік ғалымдар импорттық аналогтардан біршама ерекшеленетін мөлдір алюминий өндіру технологиясын әзірледі.

Сипаттамасы

Бірегей қорытпаның дамуы қорғаныс өнеркәсібінде, ғылымда және құрылыста жаңа перспективалар ашты. Ресми деректерге сәйкес, ALON:

• шыңдалған кварц шынысынан 4 есе берік;
• сапфирден 85% қаттырақ;
• магний алюминат шпинельіне қарағанда 15%-ға жуық берік.

Айтпақшы, минералды шпинель мөлдір алюминийдің тікелей бәсекелесі болып табылады.бірқатар параметрлері бойынша оксинитридтен төмен.

ALON – сатылымдағы ең қиын поликристалды мөлдір керамика. Оптикалық және механикалық қасиеттердің үйлесімі бұл материалды оқ өткізбейтін және жарылыстан қорғалған шыны, инфрақызыл оптикалық жүйелерге арналған элементтер сияқты жеңіл, өнімділігі жоғары брондалған бұйымдарға жетекші үміткер етеді. Алюминий оксинитриді сонымен қатар керамика ұнтағын өңдеудің дәстүрлі технологияларын пайдалана отырып, мөлдір соққыға төзімді терезелер, иллюминаторлар, пластиналар, күмбездер, шыбықтар, түтіктер және басқа өнімдерді өндіру үшін қолданылады.

Механикалық қасиеттері

Алюминий оксинитриді керемет өнімділікке ие:

• Икемділік модулі: 334 GPa.
• Қығу модулі: 135 ГПа.
• Пуассон қатынасы: 0, 24.
• Тұқым қаттылығы: 1800кг/мм2 0,2 кг жүкте.
• Сынуға төзімділік: 2 МПа м1/2.
• Иілу күші: 0,38-0,7 ГПа.
• Сығу күші: 2,68 ГПа.

Оптикалық және жылу қасиеттері

Мөлдір алюминийді сынау кезінде келесі көрсеткіштер алынды:

• Жылу сыйымдылығы: 0,781 Дж/К.
• Жылуөткізгіштік: 12,3 Вт/(м К).
• Термиялық кеңею коэффициенті: 4,7×10-6/°C.
• Мөлдірлік диапазоны: 200-5000 нм.

ALON сонымен қатар радиацияға және әртүрлі қышқылдардың, сілтілердің және судың зақымдалуына төзімді.

Алу

Мөлдір алюминий оксинитриді басқа керамикалық материалдар сияқты ұнтақты агломерация арқылы жасалады. АҚШ Әскери-теңіз күштері жасанды шпинель деп аталатын жаңа оқ өткізбейтін материал жасаумен айналысып жатқанда, Surmet корпорациясы ALON деп аталатын «оқ өткізбейтін әйнектің» жеке нұсқасын шығаруда.

Raytheon зертханаларында әзірленген, арнайы ұнтақ құйылады және өте жоғары температурада сақталады. Қоспаның құрамы аздап өзгеруі мүмкін: алюминий мөлшері шамамен 30% - 36% құрайды, бұл өнімділікке аздап әсер етеді (айырмашылық тек 1-2%).

Қызу процесі ұнтақтың жылдам сұйылуына және салқындатылуына әкеледі, бұл молекулаларды олар әлі сұйық күйде тұрғандай еркін орналастырады. Дәл осы кристалдық құрылым мөлдір алюминийге сапфирмен салыстыруға болатын беріктік пен сызатқа төзімділік деңгейін береді.

Өндіріс өнімдері жоғары температурада термиялық өңдеуден (нығыздаудан) өтеді, содан кейін мөлдір болғанша ұнтақтау және жылтырату. Материал инертті газдарда 2100 °C дейінгі температураға төтеп бере алады. Тегістеу және жылтырату соққыға төзімділікті және басқа механикалық қасиеттерді айтарлықтай жақсартады.

Отандық баламасы

Ресей ғалымдары 2017 жылы мөлдір алюминий жасап шығарды. NRNU MEPhI мамандарының айтуынша, өндіріс технологиясы болдыайтарлықтай жақсарды. Компакттарды өндіруде ұшқынды-плазмалық агломерациялау техникасы қолданылады.

Шетелдік әріптестерден айырмашылығы, отандық әзірлеушілер электр разрядын сыртқы қыздыру элементі арқылы емес, тікелей қалып арқылы өткізеді. Ғалымдар отандық мөлдір броньды беріктігі бойынша текше циркониямен салыстыруға болатынын айтады, бірақ сонымен бірге соққыға төзімділігі жоғары.

Алюминий сауытты оқ өткізбейтін әйнекпен салыстыру

Дәстүрлі оқ өткізбейтін әйнек екі қабат шыны арасына жабыстырылған поликарбонаттың бірнеше қабаттарынан тұрады. Сол сияқты мөлдір алюминий бронь үш қабаттан тұрады:

• сыртқы қабат - алюминий оксинитриді;
• орта қабат - шыны;
• артқы қабат - полимерлі тірек.

Бірақ ұқсастық сонда аяқталады. Алюминий құрышы дәстүрлі оқ өткізбейтін әйнек сияқты шағын калибрлі қарулардың оқтарын тоқтата алады, бірақ ол тән жарықтарсыз атылғанда да мөлдір болады. Сонымен қатар, ALON күші әлдеқайда жоғары.

Алюминий оксинитриді броньды кез келген пішінде жасауға болады. Ол құмнан, қиыршық тастардан, шаңнан қорықпайды. Абразивті материалдарға төзімділік өте жоғары. Мөлдір алюминийдің тамаша қасиеттеріне қарамастан, бұл материал кеңінен қолданылмайды. Ең үлкен тосқауыл - бұл шығын (дәстүрлі оқ өткізбейтін шыныдан 3-5 есе қымбат). Қазіргі уақытта ALON негізінен бақылау құралдары мен сенсорлардың линзалары үшін қолданылады.ракеталар.