Алуминијум кисеоник-нитрид
| |
| Nazivi | |
|---|---|
| Sistemski IUPAC naziv
Алуминијум кисеоник-нитрид | |
| Идентификација | |
| Абревијација | ALON |
| Својства | |
| (AlN)x·(Al2O3)1−x, 0.30 ≤ x ≤ 0.37 | |
| Агрегатно стање | Чврст, бијел или провидан |
| Густина | 3,691–3.696 g/cm3[1] |
| Тачка топљења | ~2150 °C[1] |
| нерастворљив | |
| Индекс рефракције (nD) | 1.79[2] |
| Структура | |
| Кристална решетка/структура | Тесерални спинел |
a = 794.6 pm[2]
| |
Ukoliko nije drugačije napomenuto, podaci se odnose na standardno stanje materijala (na 25 °C [77 °F], 100 kPa). | |
 verifikuj (šta je   ?)
| |
| Reference infokutije | |
Алуминијум кисеоник-нитрид или АЛОН - је керамика која се састоји од алуминијума, кисеоника и азота. Она се продаје под именом АЛОН од стране Сурмет корпорације.[3] АЛОН је оптички транспарентан (≥80%) у краткоталасној ултраљубичастој, видљивој и средњој инфрацрвеној зрачењу електромагнетног спектра. Четири пута је тврђи од кварцног стакла, 85% чврст као сафир, и на скоро 15% тврђи од магнезијум алуминат. Пошто има кубну структуру спинела, може бити произведен као провидно стакло, плоче, куполе, шипке, цијеви и други облици помоћу класичне обраде керамичког праха. АЛОН је најтврђа провидна поликристална керамика тренутно комерцијално доступна.[2] Спој оптичких и механичких особина чини овај материјал веома важним кандидатом за све примјене гдје је потребан лак оклоп високих перформанси, као што су прозори отпорни на метке и екпслозив као и за стакла на војној оптици. Оклоп базиран на АЛОН-у је на тестовима показао да може да заустави више пројектила до калибра 50.[4] Комерцијално је доступан у величинама до 46x89 центиметара.[5]
Особине[уреди | уреди извор]
- Механичке
- Еластични модул 334 GPa
- Модул смицања 135 GPA
- Пуасонов коефицијент 0.24
- Тврдоћа по кнупу 1800 kg/mm² (0.2 kg оптерећење)
- Жилавост 2.0 MPa·m1/2
- Отпорност на савијање 0.38–0.7 GPa
- Јачина притиска 2.68 GPa
- Топлотне и оптички
- Специфична топлота 0.781 Ј/(g·°C)
- Топлотна проводљивост 12.3 W/(m·°C)
- Коефицијент топлотног ширења ~4.7×10-6/°C
- Опсег транспарентност 200-5000 nm
АЛОН такође изгледа је отпран на зрачења и отпоран на оштећења од разних киселина, база и воде.[6]
Примјена[уреди | уреди извор]
Поред тога што се користи као провидни оклоп, АЛОН се користи и као инфрацрвени-оптички прозор. Као такав, он се може користити као сензор компонента, специфично за ИЦ куполе, прозоре за ласерску комуникацију, као и у неким полупроводничким системима.[7][8]
Непробојна стакла[уреди | уреди извор]
Као материјал за провидни оклоп, АЛОН пружа непробојни производ са много мање тежине и дебљине од традиционалног непробојна стакла. Већ су га назвали транспарентани алуминијум по фиктивном материјалу из Звезданих стаза.[9] АЛОН оклоп дебео 4,07 cm је у стању да заустави .50 Бровинг пројектиле намјењене за пробијање оклопа, који може да пробије класично непробојно стакло од 9,40 cm.[10]
Производња[уреди | уреди извор]
АЛОН може да се произведене као прозор, плоча, купола, шипка, цијев или неки други облик помоћу уобичајених керамичких метода које користе прах. Његов састав може незнатно да се разликује: садржај алуминијума од око 30% до 36%, што ће утицати на модуле расипања и смицања за само 1 до 2%.[11] Након што се производ формира он мора бити подвргнут термичкој обради при високим температурама, затим слиједи брушење и полирање док се не стекне провидност. Може да издржи температуру око 2100 °C у инертној атмосфери. Брушење и полирање значајно побољшава отпорност на ударе и друге механичке особине оклопа.[12]
Патенти[уреди | уреди извор]
- Процес добијања поликристалног кубног алуминијум кисеоник-нитрида ЈВ Меколи U.S. Patent 4.241.000, 1980
- Алуминијума кисеоник-нитрид, побољшане оптичке карактеристике и методе производње ТМ Хартнет, РЛ ГентилманU.S. Patent 4.481.300, 1984
- Прозирни алуминијум кисеоник-нитрид и методи производње РЛ Гентилман, ЕА Магуире U.S. Patent 4.520.116, 1985; U.S. Patent 4.720.362, 1988
- Прозирна керамичка на бази алуминијума кисеоник-нитрида ЈП Матхерс U.S. Patent 5.231.062, 1993
Референце[уреди | уреди извор]
- ^ а б Sales (2003). „ALON Optical Ceramic. Technical data” (PDF). Surmet Corporation. Архивирано из оригинала (.PDF) 12. 06. 2013. г. Приступљено 9. 1. 2009.
- ^ а б в Mohan Ramisetty et al. Transparent Polycrystalline Spinels Protect and Defend, American Ceramic Society Bulletin, vol.92, 2, 20–24 (2013)
- ^ Richard L. Gentilman et al. Transparent aluminum oxynitride and method of manufacture U.S. Patent 4.520.116 Issue date: May 28, 1985
- ^ M. Ramisetty et al. http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=54521, Photonics Spectra, Aug 2013
- ^ Surmet Achieves Major Milestone on its ALON® Window Scale-up Program
- ^ Corbin, N (1989). „Aluminum oxynitride spinel: A review”. Journal of the European Ceramic Society. 5 (3): 143—154. doi:10.1016/0955-2219(89)90030-7.
- ^ Lee M. Goldman et al. ALON® Optical Ceramic Transparencies for Sensor and Armor Applications, Surmet
- ^ Zhu, Ming; Tung, Chih-Hang; Yeo, Yee-Chia (2006). „Aluminum oxynitride interfacial passivation layer for high-permittivity gate dielectric stack on gallium arsenide”. Applied Physics Letters. 89 (20): 202903. doi:10.1063/1.2388246.
- ^ Optically Clear Aluminium Provides Bulletproof Protection Архивирано на сајту Wayback Machine (21. фебруар 2018), TSS, 3 June 2015, accessed 10 July 2015
- ^ Surmet's ALON® Transparent Armor 50 Caliber Test
- ^ Graham, Earl K.; Munly, W.C.; McCauley, James W.; Corbin, Norman D. (1988). „Elastic properties of polycrystalline aluminum oxynitride spinel and their dependence on pressure, temperature and composition”. Journal of the American Ceramic Society. 71 (10): 807—812. doi:10.1111/j.1151-2916.1988.tb07527.x.
- ^ Joseph M. Wahl et al. Recent Advances in ALONTM Optical Ceramic, Surmet