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2019年新材料之王:玻璃的形态?透明铝研制成功

 邹君山 2019-03-31

透明铝

2019年新材料之王:玻璃的形态?透明铝研制成功

在《星际旅行IV:抢救未来》中,斯考特将24世纪的“透明铝”技术带回了20世纪。现在该项技术或许要提早实现了。科学家并没有找到让金属铝变透明的方法,而是开发了一种能达到类似强度的透明铝基陶瓷。这种物质是一种氮氧化铝,硬度是钢铁的3倍多,石英镜片的4倍多,蓝宝石的85%。此外,该材料可承受高达2100摄氏度的温度。

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来自国际核研究大学莫斯科工程物理学院和多家合作机构的专家们开发了一种生产氧化铝(ALON)压块的技术。他们已经在IOP会议录:材料科学与工程期刊上发表了他们的研究成果。

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为了获得“透明铝”,莫斯科工程物理学院核物理与工程研究所(INPhE)的研究人员采用了火花等离子体烧结方法。这是基于改良热压方法的新型烧结工艺。在此种方法中,电流直接通过模具和冲压坯料,而不是通过外部加热器。通过脉冲电流实现非常快速的加热,工作周期极短。

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“在所有现有的中密度陶瓷中,氮氧化铝高强度最为显著,其强度与YAG((钇铝石榴石)和立方氧化锆(稳定氧化锆))相当。其韧性,作为装甲防护的最重要特征,超过包括石英玻璃、熔融石英、尖晶石和白云石在内的所有透明材料。

用途:透明装甲(防弹玻璃)、红外圆顶(太空船/太空站)、摩天楼和驾驶舱。

”莫斯科工程物理学院核物理与工程研究所Nikita Rubinkovskii出版社研究生作者之一解释说。

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目前,小武器和小口径火炮的穿透力促使保护装备的开发者提高装甲材料和保护结构的性能,透明的装甲材料尤其如此。透明多晶陶瓷在这方面是最有应用前景的,特别是基于氮氧化铝的陶瓷。使用陶瓷的成型和烧结工艺可以获得复杂形状的透明产品。

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开发商还声称,氮氧化铝可在一些军事和商业领域取得应用,例如:用于航天器的的窗户和穹顶、以及装甲外部的透明部分。

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目前这种“透明铝”的制造成本还相当高,距离真正的实用化恐怕还是有一定的距离。但其实,现今流行的各种钢化玻璃,早期的成本也是居高不下的。相信假以时日,科学家一定能找到较优的解决方法,令这种透明铝早日普及。如果进展顺利,人们或许还能看到这种新型“玻璃”用于手机,智能穿戴设备等领域上。

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