Тунгалаг хөнгөн цагаан хуягласан шилийг орлох болно

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:36

Хөнгөн цагаан оксинитрид (эсвэл AlON) нь хөнгөн цагаан, хүчилтөрөгч, азотоос бүрдсэн керамик юм. Материал нь цахилгаан соронзон спектрийн хэт ягаан, үзэгдэх ба хагас долгионы мужид оптикийн хувьд тунгалаг (> 80%) байдаг. Үүнийг Surmet корпораци ALON брэндээр гадаадад үйлдвэрлэдэг. Саяхан Оросын эрдэмтэд тунгалаг хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх технологийг боловсруулсан бөгөөд энэ нь импортын аналогиас арай өөр юм.

Тодорхойлолт

Өвөрмөц хайлш үйлдвэрлэх нь батлан хамгаалах үйлдвэр, шинжлэх ухаан, барилгын салбарт шинэ хэтийн төлөвийг нээж өгсөн. Албан ёсны мэдээллээр ALON:

• хатууруулсан кварц шилнээс 4 дахин хүчтэй;
• индранилгаас 85% хатуу;
• магнийн алюминат шпинелээс бараг 15% илүү бат бөх.

Дашрамд хэлэхэд, эрдэс шпинель нь ил тод хөнгөн цагааны шууд өрсөлдөгч юм.хэд хэдэн үзүүлэлтээр оксинитридээс доогуур байна.

ALON бол худалдаанд байгаа хамгийн хатуу поликристал тунгалаг керамик юм. Оптик болон механик шинж чанаруудын хослол нь энэ материалыг сум нэвтэрдэггүй, дэлбэрэлтээс хамгаалсан шил, хэт улаан туяаны оптик системийн элементүүд зэрэг хөнгөн жинтэй, өндөр хүчин чадалтай хуягласан бүтээгдэхүүнүүдэд тэргүүлэх нэр дэвшигч болгодог. Хөнгөн цагааны оксинитридыг мөн уламжлалт керамик нунтаг боловсруулах технологийг ашиглан ил тод цохилтод тэсвэртэй цонх, нүх, хавтан, бөмбөгөр, саваа, хоолой болон бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Механик шинж чанар

Хөнгөн цагаан оксинитрид нь гайхалтай гүйцэтгэлтэй:

• Уян хатан байдлын модуль: 334 GPa.
• Таслах модуль: 135 GPa.
• Пуассоны харьцаа: 0, 24.
• Тоглоомын хатуулаг: 1800кг/мм2 0.2кг ачаалалд.
• Эвдрэлийн эсэргүүцэл: 2 МПа м1/2.
• Гулзайлтын хүч: 0.38-0.7 ГПа.
• Шахалтын хүч: 2.68 GPa.

Оптик болон дулааны шинж чанарууд

Ил тод хөнгөн цагааныг туршихдаа дараах үзүүлэлтүүдийг авсан:

• Дулааны багтаамж: 0.781 Ж/К.
• Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр: 12.3 Вт/(м К).
• Дулааны тэлэлтийн коэффициент: 4.7×10-6/°C.
• Тунгалаг байдлын хүрээ: 200-5000 нм.

ALON нь мөн цацраг туяа, янз бүрийн хүчил, шүлт, усны гэмтэлд тэсвэртэй.

Хүлээн авах

Тунгалаг хөнгөн цагаан оксинитрид нь бусад керамик материалын нэгэн адил нунтаг нунтаглах замаар хийгддэг. АНУ-ын Тэнгисийн цэргийн хүчин хиймэл шпинель хэмээх сум нэвтэрдэггүй шинэ материал бүтээхээр завгүй байгаа бол Surmet корпораци ALON хэмээх "сум нэвтэрдэггүй шил"-ийн өөрийн хувилбарыг аль хэдийн гаргаж байна.

Raytheon лабораторид бүтээгдсэн тусгай нунтаг нь хэвэнд цутгаж, маш өндөр температурт хадгалагддаг. Хольцын найрлага нь бага зэрэг ялгаатай байж болно: хөнгөн цагааны агууламж нь ойролцоогоор 30% -иас 36% байдаг бөгөөд энэ нь гүйцэтгэлд бага зэрэг нөлөөлдөг (зөвхөн 1-2%).

Халаалтын процессын үр дүнд нунтаг хурдан шингэрч, хөргөж, молекулууд нь шингэн төлөвт байгаа мэт сул байрласан хэвээр үлдэнэ. Энэхүү болор бүтэц нь ил тод хөнгөн цагааныг индранилтай харьцуулахуйц бат бэх, зурааснаас хамгаалах чадварыг өгдөг.

Үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүнийг өндөр температурт дулааны боловсруулалтанд (нягтруулах) хийж, дараа нь ил тод болтол нунтаглаж, өнгөлнө. Материал нь инертийн хийд 2100 ° C хүртэл температурыг тэсвэрлэх чадвартай. Нунтаглах, өнгөлөх нь цохилтын эсэргүүцэл болон бусад механик шинж чанарыг эрс сайжруулдаг.

Дотоодын дүйцэхүйц

Оросын эрдэмтэд 2017 онд ил тод хөнгөн цагааныг бүтээжээ. NRNU MEPhI-ийн мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар үйлдвэрлэлийн технологи нь байсанихээхэн сайжирсан. Компакт материал үйлдвэрлэхэд оч-плазмаар шингэлэх аргыг ашигладаг.

Гадаадын хамт ажиллагсдаас ялгаатай нь дотоодын хөгжүүлэгчид цахилгаан гүйдлийг гаднаас халаах элементээр дамжуулдаггүй, харин шууд хэвээр дамжуулдаг. Эрдэмтэд дотоодын тунгалаг хуяг хүч чадлаараа куб цирконтой зүйрлэшгүй, гэхдээ тэр үед өндөр цохилтын бат бөх байдаг.

Хөнгөн цагаан хуягуудыг сум нэвтэрдэггүй шилтэй харьцуулах

Уламжлалт сум нэвтэрдэггүй шил нь хоёр давхар шилний хооронд хавчуулагдсан олон давхар поликарбонатаас бүрдэнэ. Үүний нэгэн адил тунгалаг хөнгөн цагаан хуяг нь гурван давхаргаас бүрдэнэ:

• гадна давхарга - хөнгөн цагаан оксинитрид;
• дунд давхарга - шил;
• арын давхарга - полимер дэвсгэр.

Гэхдээ ижил төстэй байдал үүгээр дуусна. Хөнгөн цагаан хуяг нь уламжлалт сум нэвтэрдэггүй шилтэй адил жижиг калибрын зэвсгийн сумыг зогсоож чаддаг ч тодорхой ан цавгүй буудсан ч ил тод байх болно. Нэмж хэлэхэд ALON-ийн хүч чадал хамаагүй өндөр.

Хөнгөн цагааны оксинитридын хуяг нь бараг ямар ч хэлбэртэй байж болно. Тэр элс, хайрга, тоосноос айдаггүй. Зүлгүүрийн материалын эсэргүүцэл нь маш өндөр байдаг. Ил тод хөнгөн цагааны маш сайн шинж чанарыг үл харгалзан энэ материалыг өргөнөөр ашигладаггүй. Хамгийн том саад бол зардал (уламжлалт сум нэвтэрдэггүй шилнээс 3-5 дахин үнэтэй) юм. ALON нь одоогоор ажиглалтын хэрэгсэл, мэдрэгчийн линзийг голчлон ашигладаг.пуужин.