سرامیک شفاف آلومینیوم اکسینیتریت (AlON) دارای مزایای مختلفی مانند قدرت بالا، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی است.همچنین دارای یک محدوده انتقال گسترده و انتقال خطی بالا، که باعث می شود آن را بسیار امیدوار کننده برای هر دو دفاع و برنامه های کاربردی غیرنظامی. آن را توسط ارتش ایالات متحده به عنوان "یکی از مهمترین مواد دفاعی قرن 21" در نظر گرفته شده است.

برخلاف شیشه، مواد اولیه برای آلون سیلیس یا پلیمر نیستند، بلکه آلومینیوم، اکسیژن و نیتروژن هستند. روش های مختلفی برای تولید آلون وجود دارد،شامل سینتر کردن پودر اکسین نیترید آلومینیوم در دمای بالاسخت بودن آن چهار برابر شیشه کوارتز است و می تواند در برابر دمای تا ۲۱۵۰ درجه سانتیگراد مقاومت کند، که آن را قوی تر از شیشه ضد گلوله می کند.در فيلم "دنياي ژوراسيك"ماشين هاي گردشگري کره اي از آلون ساخته شده اند.

چرا سرامیک آلون شفافه؟

ALON، به عنوان یک ماده جدید، از یک ساختار یک طرفه تشکیل شده است و ساختار کریستالی آن در یک سیستم کریستالی مکعب "ایزوتروپ" است.این را می توان به عنوان دانه های درون ماده به وضوح در راستای هم قرار داده درک کرد، همراه با سطح به طور مکانیکی جوشانده شده است، به طور طبیعی از هر گونه پخش نور جلوگیری می کند.

سختي سراميك آلون چيه؟

سرامیک آلون (اکسینیتريد آلومینیوم) دارای سختی بسیار بالایی است که معمولاً در حدود 8.0 در مقیاس Mohs است. این باعث می شود که سخت تر از اکثر فلزات و شیشه های معمولی باشد.که باعث می شود آن را بسیار مناسب برای مقاومت در برابر لباس بالا و برنامه های حفاظتی.

سرامیک آلون دارای خواص جامع برجسته ای است که توسط بسیاری از مواد سرامیکی دیگر بی نظیر است.و طول موج های مادون قرمز نزدیک، که آن را به یکی از گسترده ترین مواد استفاده شده برای شفافیت مادون قرمز و یک انتخاب ترجیح داده شده برای پنجره های مادون قرمز تبدیل می کند.

علاوه بر این، یکی از بزرگترین کاربردهای بالقوه سرامیک آلون در زره شفاف است. می تواند به عنوان پنجره های ضد گلوله برای وسایل نقلیه زرهی و هلیکوپتر استفاده شود. به دلیل فاصله گسترده آن،انرژی فوتونی کم، و ثبات درجه حرارت بالا، سرامیک AlON به عنوان یک بستر برای مواد لیموژن مناسب است، در زمینه هایی مانند دستگاه های لیزر، ارتباطات فیبر نوری و ذخیره سازی داده های نوری قابل استفاده است.فراتر از کاربردهای نظامی، سختی بالا، دوام و مقاومت شیمیایی استثنایی آن را برای تولید پنجره های سیستم POS، و همچنین محفظه های ابزار دقیق، ساعت های پیشرفته، پریزم،عروسک های محافظ مختلف، پنجره های مشاهده در تجهیزات با دمای بالا و فشار بالا و شیشه های جلو.

روش های آماده سازی سرامیک آلون (اکسینیتریت آلومینیوم) عمدتاً به دو دسته تقسیم می شوند: واکنش سینتر کردن و روش های آماده سازی دو مرحله ای.

روش سینتر کردن واکنش

روش سینتر کردن تک مرحله ای شامل استفاده از مواد اولیه Al2O3 و AlN با خلوص بالا در بازار است. این مواد در نسبت خاصی مخلوط می شوند.با اضافه کردن مقدار مناسب از افزودنی های سینتراین مخلوط به صورت توپ خرد می شود، خشک می شود و سپس به طور مستقیم برای سینتر کردن فاز جامد برای تشکیل سرامیک ALON استفاده می شود. این روش آماده سازی یک مرحله ای دارای یک جریان فرآیند ساده است،از پیچیدگی آماده سازی پودر مواد اولیه اجتناب می کند، و دارای هزینه نسبتا کم است.

روش سینتر کردن دو مرحله ای

کلید روش آماده سازی دو مرحله ای سینتر کردن سنتز پودر خالص γ-Al2O3 است. روش های اصلی برای سنتز پودر شامل:

1. روش نتریداسیون کاهش کربوترمیک: این روش شامل مخلوط کردن پودر آلومینا با پودر کربن عامل کاهش دهنده در نسبت خاصی است.و گرم کردن آن به دمای خاصی تحت یک اتمسفر N2 جریان برای آماده سازی محصول γ-AlON مورد نظراین روش مقرون به صرفه است، پودر بسیار فعال را تولید می کند و برای تولید در مقیاس بزرگ سرامیک ALON مناسب است.و برای ساخت سرامیک های بزرگ AlON مناسب نیست.

2. روش واکنش در دمای بالا در حالت جامد: این روش شامل واکنش شیمیایی پودرهای مخلوط Al2O3 و AlN در دمای بالاتر از 1650°C برای تولید پودر AlON است.استفاده مداوم از نیتروژن در هنگام سینتر کردن در دمای بالاروش واکنش در دمای بالا در حالت جامد دارای یک جریان فرآیند ساده است و می تواند از مشکلات مانند تجمع ذرات ناشی از سینتر کردن طولانی مدت جلوگیری کند.نیاز به استفاده از خالصیت بالا دارد، پودر مواد اولیه AlN بسیار نازک برای اطمینان از واکنش پذیری بالا، که منجر به افزایش هزینه های تولید می شود.