السيراميك الشفاف من أكسينيتريد الألومنيوم (AlON) له العديد من المزايا مثل القوة العالية والصلابة ومقاومة التآكل ومقاومة الصدمات الحرارية الجيدة.كما أنه يحتوي على نطاق انتقال واسع والانتقال الخطي العالي، مما يجعلها واعدة للغاية لكل من التطبيقات الدفاعية والمدنية. يعتبرها الجيش الأمريكي "واحدة من أهم مواد الدفاع في القرن الحادي والعشرين".

على عكس الزجاج ، لا تكون المواد الخام الأساسية لـ AlON هي السيليكا أو البوليمرات ، ولكن الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين. هناك طرق مختلفة لإنتاج AlON ،تتضمن تجميد مسحوق أكسينيتريد الألومنيوم في درجات حرارة عالية، تليها التلميع لتحقيق الشفافية. صلابة أربعة أضعاف زجاج الكوارتز ، ويمكن أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 2150 درجة مئوية ، مما يجعلها أقوى من الزجاج المقاوم للرصاص.في فيلم " عالم الجوراسيك ""السيارات السياحية الكروية مصنوعة من الـ"ألون

لماذا السيراميك من آلون شفاف؟

يتكون ALON ، كمادة جديدة ، من بنية أحادية الاتجاه ، وهي بنية بلورية "مثلية" في نظام بلورية مكعب.هذا يمكن أن يفهم كما الحبوب داخل المادة يتم محاذاة بشكل جيد، بالإضافة إلى سطح ميكانيكياً الملمع، مما يمنع بشكل طبيعي أي انتشار للضوء.

ما هي صلابة السيراميك ALON؟

السيراميك ألون (أكسينيتريد الألومنيوم) له صلابة عالية جدا، عادة حوالي 8.0 على مقياس موه. وهذا يجعله أصعب من معظم المعادن والزجاج العادي،مما يجعلها مناسبة للغاية لمقاومة ارتداء عالية وتطبيقات حماية.

تظهر السيراميك AlON خصائص شاملة متميزة لا مثيل لها من قبل العديد من المواد السيراميكية الأخرى.وأطوال الموجات في الأشعة تحت الحمراء القريبة، مما يجعلها واحدة من أكثر المواد استخدامًا للشفافية تحت الحمراء والخيار المفضل للنوافذ تحت الحمراء.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن أحد أكبر التطبيقات المحتملة لسيراميك AlON هو في الدروع الشفافة. يمكن استخدامه كنوافذ مضادة للرصاص للسيارات المدرعة والمروحيات. بسبب فجوة النطاق العريضة ، يمكن استخدامها في جميع أنحاء العالم.طاقة فوتون منخفضة، واستقرار درجة الحرارة العالية ، فإن السيراميك AlON مناسب كقاعدة لمواد مضيئة ، قابلة للتطبيق في مجالات مثل أجهزة الليزر والاتصالات بالألياف البصرية وتخزين البيانات البصرية.خارج التطبيقات العسكرية، صلابتها العالية، والمتانة، والمقاومة الكيميائية الاستثنائية تجعلها مثالية لتصنيع نوافذ نظام POS، فضلا عن غطاء لأدوات الدقة، الساعات الراقية، المنظار،عيون الحماية المختلفة، نوافذ المراقبة في المعدات عالية درجة الحرارة والضغط العالي، والزجاج الأمامي.

تقسم طرق تحضير السيراميك AlON (أكسينيتريد الألومنيوم) أساسًا إلى فئتين: التخمير التفاعلي وطرق التحضير المكونة من خطوتين.

طريقة تجميد التفاعل

تتضمن طريقة التكيف في خطوة واحدة استخدام Al2O3 و AlN عالية النقاء المتوفرة تجارياً كمواد خام. يتم خلطها في نسبة معينة،مع إضافة كمية مناسبة من إضافات التخميريتم طحن الخليط بالكرات، وتجفيفه، ومن ثم يستخدم مباشرة لتخمير المرحلة الصلبة لتشكيل السيراميك AlON. هذه الطريقة الاستعداد خطوة واحدة لديها تدفق عملية بسيطة،يتجنب تعقيد تحضير مسحوق المواد الخام، ولها تكلفة منخفضة نسبيا.

طريقة التجفيف المكونة من خطوتين

مفتاح طريقة تحضير التخمير المكونة من خطوتين هو تخليق مسحوق γ-Al2O3 عالي النقاء. وتشمل الطرق الرئيسية لتخليق المسحوق:

1. طريقة النتراتية للحد من الكربون الحراري: هذه الطريقة تنطوي على خلط مسحوق الألومينا مع مسحوق الكربون في نسبة معينةوتسخينها إلى درجة حرارة محددة تحت جو N2 المتدفق لإعداد المنتج γ-AlON المطلوبهذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة ، وتنتج مسحوقًا نشطًا للغاية ، وهي مناسبة لإنتاج السيراميك AlON على نطاق واسع. ومع ذلك ، فإن العملية معقدة ، وقد يختلف مسحوق التركيب ،وهي ليست مناسبة لصنع السيراميك الكبير.

2. طريقة تفاعل الحالة الصلبة عالية درجة الحرارة: هذه الطريقة تنطوي على تفاعل كيميائي من مسحوقات Al2O3 و AlN مختلطة في درجات حرارة أعلى من 1650 درجة مئوية لإنتاج مسحوق AlON ،إدخال النيتروجين بشكل مستمر أثناء التجمد عالي الحرارةطريقة تفاعل الحالة الصلبة عالية درجة الحرارة لديها تدفق عملية بسيط ويمكن أن تتجنب مشاكل مثل تجمع الجسيمات بسبب التجمد الطويل.يتطلب استخدام نظافة عالية، مسحوقات المواد الخام AlN فائقة الجودة لضمان فعالية عالية ، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج.