Что такое прозрачный алюминий?

Прозрачный алюминий или оксинитрид алюминия (ALON) – это оптически прозрачный алюминий, который представляет собой кристаллическое вещество, изготовленное из порошковых сплавов алюмината.

Алюминий, будучи популярным конструкционным материалом, становится эстетически привлекательным, когда в него добавляют прозрачный элемент. ALON или прозрачный алюминий используется в различных областях, таких как инфракрасные оптические окна, компоненты датчиков и военная оборонная промышленность.

Прозрачные алюминиевые блоки Прозрачные алюминиевые блоки
Image Credits: Reef Builders

В этой статье рассматриваются особенности и применение прозрачного алюминия в строительстве.

Особенности прозрачного алюминия

  • Прозрачный алюминий или ALON – это прозрачная поликристаллическая керамика с кубической кристаллической структурой шпинели. Его химическая формула – Al2O27N5.
  • ALON производится путем соединения алюминия, кислорода и азота. Процесс производства включает в себя давление порошка оксинитрида алюминия до 15 000 фунтов на дюйм в резиновых формах, погруженных в гидравлическую жидкость. Полученный в форме непрозрачный материал нагревается до 2000oC и выдерживается при этой температуре в течение двух дней. После охлаждения ALON становится прозрачным, затем его шлифуют и полируют для придания дополнительной прозрачности и прочности.
  • ALON может быть изготовлен в виде стержней, труб, пластин, окон, куполов и других форм с помощью обычных методов прессования керамического порошка.
  • Шлифовка и полировка ALON в процессе производства улучшает его ударопрочность и механические свойства.
  • Свойства прозрачного алюминия

    • Прозрачный алюминий оптически прозрачен, т.е. прозрачность 80% в области от ближнего ультрафиолета до видимого и ближнего инфракрасного диапазонов волн.
    • Материал остается твердым до температуры 1200oC и обладает высокой упругостью.
    • Он в три раза тверже стали той же толщины.

    Механические свойства прозрачного алюминия перечислены в Таблице-1 ниже:

    Механические свойстваЗначенияПрочность при сжатии2,68 ГПаПрочность при изгибе0,38 -0,7 ГПаВязкость разрушения2 МПа/м1/2Твердость по Кнупу1800 кг/мм2Коэффициент Пуассона0,24Модуль сдвига135 ГПаМодуль Юнга334 ГПаТаблица-1

    • Прозрачный алюминий устойчив к расслоению, так как в нем меньше межламинарного остаточного напряжения.
    • Поскольку прозрачный алюминий кристально чист, он обеспечивает исключительную однородность показателя преломления на больших площадях.
    • Он устойчив к царапинам и имеет высокий срок службы.

    Применение прозрачного алюминия

  • Прочность прозрачного алюминия делает его отличным выбором для изготовления инфракрасных окон.
  • Он используется для изготовления бронированных окон и оптических линз.
  • Прозрачный алюминий используется для изготовления пуленепробиваемых стекол.
  • Он используется в инфракрасных (ИК) куполах и в полупроводниковых устройствах.
  • Они используются в огнеупорах, изоляторах и пластинах для теплового излучения.
  • Производство прозрачного алюминия с повышенной прозрачностью сопряжено с рядом проблем, к которым относятся:

    • минимизация примесей
    • контроль границ зерен
    • Устранение микропор

    В настоящее время проводится несколько исследовательских работ для улучшения пропускания прозрачного алюминия путем управления размером зерна в определенной длине волны.

    Часто задаваемые вопросы

    Что такое прозрачный алюминий?

    Прозрачный алюминий или оксинитрид алюминия (ALON) – это оптически прозрачный алюминий, который представляет собой кристаллическое вещество, изготовленное из порошковых сплавов алюмината.

    Как производится прозрачный алюминий?

    ALON производится путем соединения алюминия, кислорода и азота. Процесс производства включает в себя сжатие порошка оксинитрида алюминия под давлением 15 000 фунтов на дюйм в резиновых формах, погруженных в гидравлическую жидкость. Полученный материал, формованный и непрозрачный, нагревают до 2000oC и выдерживают при этой температуре в течение двух дней. После охлаждения ALON выходит прозрачным, который затем шлифуют и полируют для придания дополнительной прозрачности и прочности.

    Алюминиевые композитные панели: Почему она популярна в наши дни?

    Инженерные свойства алюминиевого строительного материала

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: