Российские ученые разработали технологию получения прозрачного алюминия

Специалисты из Национального исследовательского ядерного университета (НИЯУ) «МИФИ» совместно с коллегами из Московского государственного университета геодезии и картографии, Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН и Института металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН разработали технологию получения компактов из оксинитрида алюминия. Cтатья по данной тематике опубликована в «IOP Conference Series: Materials Science and Engineering».

Для получения «прозрачного алюминия» исследователи из ИЯФиТ применили метод спарк-плазменного спекания.

Спарк-плазменное спекание – это новая технология спекания, в основе которой лежит модифицированный метод горячего прессования. В этом случае электрический ток пропускается непосредственно через пресс-форму и прессуемую заготовку, а не через внешний нагреватель. C помощью импульсного тока достигается очень быстрый нагрев за исключительно малую продолжительность рабочего цикла.

«Среди представленных в нынешнее время керамик средней плотности оксинитрид алюминия обладает достаточно высокой прочностью, сопоставимой с YAG (алюмоиттриевый гранат) и фианитом (стабилизированная двуокись циркония). А по самой важной для бронезащиты характеристике – ударная вязкость – ALON превосходит все прозрачные материалы, включая кварцевое стекло: плавленый кварц, шпинель и лейкосапфир», – поясняет один из авторов публикации, аспирант ИЯФиТ Никита Рубинковский.

Фанаты «Star Track» помнят, что в четвертой части фильма «Путешествие домой» довольно важную роль в сюжете играет материал под названием «прозрачный алюминий». Именно из него были сделаны окна космического корабля USS Enterprise. На самом деле, подобные материалы уже созданы, и успешно применяются в технике, например, оксинитрид алюминия (ALON). По прочности и устойчивости к царапинам он в четыре раза превосходит алюмосиликатное стекло. Кроме того, этот материал способен выдерживать нагревание до 2100 градусов по Цельсию.

В настоящее время наблюдается рост пробивной мощности стрелкового оружия и малокалиберной артиллерии, что заставляет разработчиков средств защиты искать адекватные возможности совершенствования характеристик броневых материалов и защитных структур. Особенно это касается прозрачных броневых материалов. Наиболее перспективной в этом отношении является прозрачная поликристаллическая керамика, в частности, керамика на базе оксинитрида алюминия. Получать прозрачные изделия сложной формы из него можно, используя традиционные для технологии керамики процессы формования и спекания.

Разработчики также утверждают, что ALON может использоваться в ряде военных и коммерческих приложений, например, окна и купола для космических аппаратов, а также наружная прозрачная броня.