पारदर्शी एल्यूमीनियम बख़्तरबंद कांच की जगह लेगा

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

एल्यूमिनियम ऑक्सीनाइट्राइड (या एलओएन) एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन से बना एक सिरेमिक है। विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम की पराबैंगनी, दृश्य और अर्ध-लहर श्रेणियों में सामग्री वैकल्पिक रूप से पारदर्शी (> 80%) है। यह ALON ब्रांड के तहत सुरमेट कॉर्पोरेशन द्वारा विदेशों में निर्मित किया जाता है। हाल ही में, रूसी वैज्ञानिकों ने पारदर्शी एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए एक तकनीक विकसित की है, जो आयातित एनालॉग्स से कुछ अलग है।

विवरण

एक अद्वितीय मिश्र धातु के विकास ने रक्षा उद्योग, विज्ञान और निर्माण में नई संभावनाएं खोली हैं। आधिकारिक आंकड़ों के अनुसार, ALON:

• टेम्पर्ड क्वार्ट्ज ग्लास से 4 गुना ज्यादा मजबूत;
• नीलम से 85% कठिन;
• मैग्नीशियम एल्यूमिनेट स्पिनल की तुलना में लगभग 15% अधिक टिकाऊ।

वैसे, खनिज स्पिनल पारदर्शी एल्यूमीनियम का प्रत्यक्ष प्रतियोगी है औरकई मापदंडों में ऑक्सीनिट्राइड से कम।

ALON व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे कठिन पॉलीक्रिस्टलाइन क्लियर सिरेमिक है। ऑप्टिकल और मैकेनिकल गुणों का संयोजन इस सामग्री को हल्के, उच्च प्रदर्शन वाले बख्तरबंद उत्पादों जैसे बुलेटप्रूफ और विस्फोट प्रूफ ग्लास, इन्फ्रारेड ऑप्टिकल सिस्टम के तत्वों के लिए एक प्रमुख उम्मीदवार बनाता है। एल्युमिनियम ऑक्सिनिट्राइड का उपयोग पारंपरिक सिरेमिक पाउडर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके पारदर्शी प्रभाव-प्रतिरोधी खिड़कियां, पोरथोल, प्लेट, गुंबद, छड़, ट्यूब और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए भी किया जाता है।

यांत्रिक गुण

एल्यूमीनियम ऑक्सीनाइट्राइड का उत्कृष्ट प्रदर्शन है:

• लचीलापन का मापांक: 334 GPa।
• कतरनी मापांक: 135 जीपीए।
• पॉइसन का अनुपात: 0, 24.
• नूप कठोरता: 1800 किग्रा/मिमी2 0.2 किग्रा भार पर।
• फ्रैक्चर प्रतिरोध: 2 एमपीए एम1/2।
• झुकने की ताकत: 0.38-0.7 जीपीए।
• संपीड़ित शक्ति: 2.68 जीपीए।

ऑप्टिकल और थर्मल गुण

पारदर्शी एल्यूमीनियम का परीक्षण करते समय, निम्नलिखित संकेतक प्राप्त किए गए:

• ताप क्षमता: 0.781 जम्मू/कश्मीर।
• तापीय चालकता: 12.3 W/(m K).
• ऊष्मीय विस्तार का गुणांक: 4.7×10-6/°C.
• पारदर्शिता रेंज: 200-5000 एनएम।

ALON विभिन्न एसिड, क्षार और पानी से विकिरण और क्षति के लिए भी प्रतिरोधी है।

प्राप्त

पारदर्शी एल्यूमीनियम ऑक्सीनाइट्राइड अन्य सिरेमिक सामग्री की तरह पाउडर सिंटरिंग द्वारा बनाया जाता है। जबकि अमेरिकी नौसेना कृत्रिम स्पिनल नामक एक नई बुलेटप्रूफ सामग्री विकसित करने में व्यस्त है, सुरमेट कॉर्पोरेशन पहले से ही ALON नामक "बुलेटप्रूफ ग्लास" का अपना संस्करण जारी कर रहा है।

रेथियॉन प्रयोगशालाओं में विकसित, एक विशेष पाउडर को ढाला जाता है और बहुत उच्च तापमान पर रखा जाता है। मिश्रण की संरचना थोड़ी भिन्न हो सकती है: एल्यूमीनियम सामग्री लगभग 30% से 36% है, जो प्रदर्शन को थोड़ा प्रभावित करती है (अंतर केवल 1-2% है)।

हीटिंग प्रक्रिया के कारण पाउडर तेजी से द्रवीभूत और ठंडा हो जाता है, जिससे अणु शिथिल रूप से व्यवस्थित हो जाते हैं जैसे कि वे अभी भी तरल रूप में हों। यह क्रिस्टल संरचना है जो पारदर्शी एल्यूमीनियम को नीलम के बराबर ताकत और खरोंच प्रतिरोध का स्तर देती है।

निर्मित उत्पादों को ऊंचे तापमान पर हीट ट्रीटमेंट (संघनन) के अधीन किया जाता है, इसके बाद पारदर्शी होने तक पीस और पॉलिश किया जाता है। सामग्री अक्रिय गैसों में 2100 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकती है। पीसने और चमकाने से प्रभाव प्रतिरोध और अन्य यांत्रिक गुणों में काफी सुधार होता है।

घरेलू समकक्ष

रूसी वैज्ञानिकों ने 2017 में पारदर्शी एल्युमीनियम का निर्माण किया। NRNU MEPhI के विशेषज्ञों के अनुसार, उत्पादन तकनीक थीबहुत सुधार हुआ। कॉम्पेक्ट के निर्माण में स्पार्क-प्लाज्मा सिंटरिंग की तकनीक का उपयोग किया जाता है।

विदेशी सहयोगियों के विपरीत, घरेलू डेवलपर्स बाहरी हीटिंग तत्व के माध्यम से विद्युत निर्वहन नहीं करते हैं, लेकिन सीधे मोल्ड के माध्यम से। वैज्ञानिकों का कहना है कि घरेलू पारदर्शी कवच क्यूबिक ज़िरकोनिया की ताकत के बराबर है, लेकिन साथ ही इसमें उच्च प्रभाव शक्ति है।

बुलेटप्रूफ ग्लास के साथ एल्यूमीनियम कवच की तुलना

पारंपरिक बुलेटप्रूफ ग्लास में कांच की दो परतों के बीच पॉलीकार्बोनेट की कई परतें होती हैं। इसी तरह, पारदर्शी एल्यूमीनियम कवच में तीन परतें होती हैं:

• बाहरी परत - एल्युमिनियम ऑक्सीनाइट्राइड;
• मध्य परत - कांच;
• बैक लेयर - पॉलीमर बैकिंग।

लेकिन समानता वहीं खत्म हो जाती है। एल्युमीनियम कवच छोटे कैलिबर हथियारों से पारंपरिक बुलेटप्रूफ ग्लास के समान गोलियों को रोक सकता है, लेकिन यह तब भी पारदर्शी रहेगा जब इसे बिना किसी विशेष दरार के दाग दिया जाए। इसके अलावा, ALON की ताकत बहुत अधिक है।

एल्यूमीनियम ऑक्सीनाइट्राइड कवच को लगभग किसी भी आकार में बनाया जा सकता है। वह रेत, बजरी या धूल से नहीं डरती। अपघर्षक पदार्थों का प्रतिरोध बहुत अधिक है। पारदर्शी एल्यूमीनियम के उत्कृष्ट गुणों के बावजूद, इस सामग्री का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। सबसे बड़ा निवारक लागत है (पारंपरिक बुलेटप्रूफ ग्लास की तुलना में 3-5 गुना अधिक महंगा)। ALON वर्तमान में मुख्य रूप से अवलोकन उपकरणों और सेंसर के लेंस के लिए उपयोग किया जाता है।मिसाइलें।