Алуминијум кисеоник-нитрид

Алуминијум кисеоник-нитрид
Nazivi
	Sistemski IUPAC naziv Алуминијум кисеоник-нитрид
Идентификација
CAS број	12633-97-5 ;
Абревијација	ALON
Својства
Хемијска формула	(AlN)x·(Al2O3)1−x,; 0.30 ≤ x ≤ 0.37
Агрегатно стање	Чврст, бијел или провидан
Густина	3,691–3.696 g/cm3
Тачка топљења	~2150 °C
Растворљивост у води	нерастворљив
Индекс рефракције (nD)	1.79
Структура
Кристална решетка/структура	Тесерални спинел
Константа решетке	a = 794.6 pm
	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

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·m^1/2
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

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

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

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

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

^ ^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 Архивирано на сајту Wayback Machine (8. јул 2015), 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[[Категорија:Ботовски наслови]]”. Архивирано из оригинала 21. 04. 2018. г. Приступљено 03. 05. 2018. Сукоб URL—викивеза (помоћ)
^ 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 ALON^TM Optical Ceramic Архивирано на сајту Wayback Machine (1. март 2020), Surmet

[r3-1] а ^б Sales (2003). „ALON Optical Ceramic. Technical data” (PDF). Surmet Corporation. Архивирано из оригинала (.PDF) 12. 06. 2013. г. Приступљено 9. 1. 2009.

[r1-2] а ^б ^в Mohan Ramisetty et al. Transparent Polycrystalline Spinels Protect and Defend Архивирано на сајту Wayback Machine (8. јул 2015), American Ceramic Society Bulletin, vol.92, 2, 20–24 (2013)

[3] Richard L. Gentilman et al. Transparent aluminum oxynitride and method of manufacture U.S. Patent 4.520.116 Issue date: May 28, 1985

[r11-4] M. Ramisetty et al. http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=54521, Photonics Spectra, Aug 2013

[5] „Surmet Achieves Major Milestone on its ALON® Window Scale-up Program[[Категорија:Ботовски наслови]]”. Архивирано из оригинала 21. 04. 2018. г. Приступљено 03. 05. 2018. Сукоб URL—викивеза (помоћ)

[ReferenceA-6] 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.

[r12-7] Lee M. Goldman et al. ALON® Optical Ceramic Transparencies for Sensor and Armor Applications, Surmet

[8] 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.

[9] Optically Clear Aluminium Provides Bulletproof Protection Архивирано на сајту Wayback Machine (21. фебруар 2018), TSS, 3 June 2015, accessed 10 July 2015

[10] Surmet's ALON® Transparent Armor 50 Caliber Test

[11] 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.

[r2-12] Joseph M. Wahl et al. Recent Advances in ALON^TM Optical Ceramic Архивирано на сајту Wayback Machine (1. март 2020), Surmet

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]