آلومینیوم شفاف، نوآوری‌های صنعتی در خدمت قدرت نظامی

بشر روز به روز در حال پیشرفت است و همواره در پی نوآوری‌های شگفت‌انگیز برای رفع نیازهای خود و حصول کارایی بهتر قدم برمی‌دارد. بارها شاهد این موضوع بوده‌ایم که آنچه در گذشته به داستان‌های علمی و تخیلی تعلق داشته، امروزه به واقعیت تبدیل شده و در زندگی روزمره ما جاری شده است. یکی از این موارد “آلومینیوم شفاف” است که اولین بار در فیلم “پیشتازان فضا: سفر به خانه” (Star Trek: The Voyage Home – ساخته 1986) دیده شد و امروزه به شکل عمده تولید و مصرف می‌شود.

با فولادینو در ادامه این مقاله همراه باشید تا علاوه بر آشنایی کامل با ویژگی‌های این ماده خاص و تعریف آلومینیوم شفاف چیست، کارخانه تولیدکننده و کاربردهای آن را نیز بهتر بشناسیم.

آیا آلومینیوم می‌تواند شفاف باشد؟

مثل اغلب مسائل دیگر در زندگی، جواب این سوال هم این است که “بستگی دارد”. در این مورد پاسخ به این سوال به این بستگی دارد که آلومینیوم را چطور تعریف کنیم یا به طور دقیق انتظار داریم چه ماده‌ای آلومینیوم در نظر گرفته شود. آلومینیوم معمولی قدیمی فلزی است که به وفور یافت شده و تمام خواصی که از فلزات انتظار می‌رود، اعم از رسانایی الکتریکی و گرمایی، شکل‌پذیری، چکش‌خواری و درخشندگی را دارا است. صنعتگران با ذوب کردن این فلز و پرداخت‌های بعدی، آن را به اشکال کاربردی در می‌آورند. 

حال با این تفاسیر اگر انتظار داشته باشیم که آلومینیوم شفاف هم تمام خواص ذکر شده در بالا را داشته باشد قطعا ناامید خواهیم شد. در حقیقت آلومینیوم شفاف اصلا فلز نیست و متریالی از خانواده سرامیک‌ها محسوب می‌شود. این ماده که ذرات آلومینیوم، اکسیژن و نیتروژن در آن به طور مساوی تقسیم شده‌اند آلومینیوم اکسی نیترید نام دارد که با نام تجاری آلون (ALON) شناخته می‌شود.

آلون یا آلومینیوم شفاف چیست؟

آلون یا آلومینیوم اکسی نیترید یک سرامیک پیشرفته بی‌همتا است که ساختاری پلی‌کریستالی دارد (یعنی از پودر ساخته شده است). این ماده که سخت‌ترین سرامیک پلی‌کریستالی شفاف موجود در جهان است امروزه در رسانه‌های مرتبط با صنعت و در بین علاقه‌مندان انجمن پیشتازان فضا اغلب با نام آلومینیوم شفاف شناخته می‌شود. آلون بسیار سخت و مقاوم است و در مواجهه با طول موج‌های نزدیک به فرابنفش، نور مرئی و تا حدی فروسرخ کاملا نورگذران و شفاف است.  

این ماده به واسطه خواص نوری و مکانیکی متمایزی که دارد، وزن نسبتا کمش و مقاومتی که در برابر تشعشعات و اکسید شدن از خود نشان می‌دهد برای ساخت پنجره‌های نوری-الکتریکی ضد گلوله و ضد انفجار بسیار کاربردی و مناسب است.

آلومینیوم شفاف، ترکیب خاص‌ترین ویژگی‌ها

وزن و ضخامت آلون بیش از 50 درصد از وزن و ضخامت زره‌های ساخته شده با شیشه کمتر است که این خودش یک مزیت مهم محسوب می‌شود. یک حفاظ ساخته شده با آلون با ضخامت 4.1 سانتی‌متر می‌تواند جلوی گلوله کالیبر 50 را به سادگی بگیرد؛ این در حالیست که همین گلوله به داخل لمینیت‌های شیشه‌ای سنتی  با ضخامت 9.4 سانتی‌متر که برای ساخت زره محافظ استفاده می‌شوند نفوذ می‌کند. 

خواص مکانیکی:

خواص مکانییک آلومینیوم شفاف به صورت زیر است:

• فرمول شیمیایی: Al2O27N5
• مقاومت فشاری: 2.68 گیگاپاسکال
• مقاومت خمشی: 0.38 تا 0.7 گیگاپاسکال
• نقطه ذوب: 1200 سانتی‌گراد
  

فرمول شیمیایی آلومینیوم نیترید:

فرمول شیمیایی آلومینیوم اکسی نیترید که توسط شرکت هرمس با نام تجاری آلون نیز نامگذاری شده است (AlN)_x·(Al₂O₃)_1−x, 0.30 ≤ x ≤ 0.37 است.

کاربردهای آلومینیوم شفاف

کارخانه “سرمت” (Surmet) واقع در ایالات متحده تنها شرکتی است که قطعات با جنس آلون را با بالاترین کیفیت در سطح جهانی تولید کرده و به مشتریان خاص خود که اغلب در حوزه‌های نظامی و صنعتی فعال هستند در تعداد بالا عرضه می‌کند. این کارخانه پنجره‌های یکپارچه آلونی را در ابعاد 45*89 سانتی‌متر و پنجره‌های آلونی مهندسی درزدار را در ابعاد 61*69 سانتی‌متر تولید می‌کند.

این کارخانه همچنین گنبد و پنجره‌های با جنس آلون را برای مصارف اپتیک مادون قرمز، مانند موشک‌های هدایت‌شونده با موج مادون قرمز و غلاف‌های حسگر- شناسایی تولید می‌کند. این غلاف‌های حسگر هم در ماشین‌های نظامی و هم در هلیکوپترها و هواپیماهای نظامی کاربرد دارند. همچنین در سال 2005 نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا استفاده از آلون در شیلدهای حفاظتی سربازان خود را به صورت آزمایشی آغاز کرد. 

مجموعه فولاد سازان راه ابریشم (فولادینو) قیمت روز انواع مقاطع فولادی را از طریق وبسایت فولادینو در اختیار شما قرار می‌دهد. شما می‌توایند جهت خرید انواع مقاطع استیل به این وبسایت مراجعه کرده و از بخش‌های مختلف سایت دیدن کنید.