Гуру красокСпециальные материалыДругие покрытия

Что такое прозрачный алюминий и как можно его применять в строительстве и отделке

Современные строительные материалы обладают ценными свойствами. Некоторые из них невероятно прочные, другие могут служить надежными теплоизоляторами, третьи имеют необычный внешний вид.

Прозрачный алюминий, или прозрачная алюминиевая керамика – не исключение. Из него можно делать ударостойкие окна и другие конструкции, которые будут на порядок эффективнее, чем изделия из аналогичных материалов.

Что такое прозрачный алюминий

Под прозрачным алюминием (AlON) понимают оксинитрид алюминия, полученный при соединении алюминия, азота, хрома. Внешне этот материал представляет собой твердую, прочную и прозрачную керамическую массу. Оптическая прозрачность AlON достигает 80% в УФ, видимом и полуволновом диапазоне электромагнитного спектра.

Прозрачный алюминий
Прозрачный алюминий

Важно! Прозрачный алюминий считается самым твердым из всех видов прозрачной керамики, поэтому его можно применять в строительстве, ремонте, разных отраслях промышленности.

Из этого материала делают такие предметы:

  • стекла со взрывозащитными, пуленепробиваемыми свойствами;
  • ударопрочные окна;
  • различные трубы и стержни;
  • плиты;
  • иллюминаторы.
Изделия из оксинитрида алюминия
Изделия из оксинитрида алюминия
к содержанию ↑

Основные свойства материала

Появление нового материала открыло большие перспективы в строительстве, науке, производстве. Он обладает невероятными свойствами – в 4 раза прочнее кварцевого стекла и на 85% тверже сапфира.

Прозрачный алюминий имеет отличные технические параметры:

  • модуль сдвига – 135 гПа;
  • модуль упругости (модуль Юнга) – 334 гПа;
  • коэффициент Пуассона – 0,24;
  • температура плавления — +2150 градусов;
  • нагрев в инертных газах – до +2100 градусов;
  • прочность на изгиб – до 0,7 гПа;
  • прочность на сжатие – 2,65 гПа;
  • сопротивление разрушению — 2 МПа*м1/2;
  • теплопроводность – 12,3 Вт/(м*К);
  • удельная теплоемкость – 0,781 Дж/К;
  • прозрачность – от 200 до 5000 нм;
  • твердость по Моосу – 7,7, твердость по Кнупу – 1800 кг/мм²;
  • коэффициент преломления – 1,78891.

Оксинитрид алюминия имеет множество преимуществ перед аналогами. Он отличается высочайшей ударной стойкостью, сопротивляется нагрузкам, истиранию под действием песка, дождя, соленой воды, абразивов, его невозможно поцарапать. При отливке можно получать изделия даже самых сложных форм.

Материал экологически чистый, безвредный, пропускает свет и инфракрасное излучение. Готовый предмет из алюминиевой керамики можно без проблем отшлифовать или отполировать.

к содержанию ↑

Как делают материал

Прозрачный оксинитрид алюминия получают путем порошкового спекания. По сути технология мало отличается от производства другого керамического сырья.

Вначале подготавливают порошковую смесь с определенным составом, где доля алюминия составляет около 30-36% (точные характеристики AlON будут несколько разниться в зависимости от конкретного количества основы). После порошок помещают в тугоплавкие формы из кварца, графита или нержавейки, ставят в специальный реактор с газовой средой азота и нагревают вплоть до воспламенения.

Совет! Вместо чистого азота может применяться смесь этого газа с кислородом или с аргоном.

Комплекс для порошкового спекания
Комплекс для порошкового спекания

В ходе прогрева при высоких температурах и под давлением (до 10 МПа) происходит быстрое разжижение порошка. По мере остывания остаются свободно расположенные молекулы, которые формируют кристаллическую структуру.

Именно такая структура дает прозрачному алюминию высокую прочность, надежность, стойкость к механическим повреждениям. После из вещества отливают разные изделия, которые еще раз термически обрабатывают для окончательного уплотнения, шлифуют и полируют до идеальной прозрачности.

к содержанию ↑

Метод спарк-плазменного спекания

Не так давно стал применяться еще один метод производства прозрачного алюминия — спарк-плазменное спекание. В его основе – несколько измененная технология горячего прессования.

Искровое плазменное спекание

Через заготовку, находящуюся в форме, пропускают электрический ток в виде импульсных разрядов. В результате в короткое время достигается нагрев сырья до нужной температуры и его расплавление.

к содержанию ↑

Сравнение с бронестеклом

Обычное бронированное (пуленепробиваемое) стекло состоит из поликарбоната, который расположен между двумя пластинами стекла. Аналогичным образом «собирают» и бронестекло на основе прозрачного алюминия: слой этого материала объединяют со слоем обычного стекла и полимерной подложкой.

Результатом такой комбинации становится задержка пуль и выдерживание ударов. При этом, в отличие от стандартного бронестекла, AlON останется полностью прозрачным и даже не покроется трещинками.

Важно! Единственный минус оксинитрида алюминия – высокая цена, поэтому его применение в строительстве является ограниченным.

Бронированные стекла
Бронированные стекла

В любом случае прозрачная керамика – один из перспективных материалов, который обладает уникальными свойствами и высокой эстетичностью, поэтому имеет большое будущее.

Добавить комментарий

Adblock
detector