Vật gốm trong suốt bằng oxynitride nhôm (AlON) có một số ưu điểm như độ bền cao, độ cứng, khả năng chống ăn mòn và khả năng chống sốc nhiệt tốt.Nó cũng có một phạm vi truyền rộng và truyền tuyến tính caoNó được quân đội Hoa Kỳ coi là "một trong những vật liệu quốc phòng quan trọng nhất của thế kỷ 21".

Không giống như thủy tinh, nguyên liệu chính cho AlON không phải là silica hoặc polyme, mà là nhôm, oxy và nitơ.liên quan đến sintering bột oxynitride nhôm ở nhiệt độ caoĐộ cứng của nó gấp bốn lần so với thủy tinh thạch anh, và nó có thể chịu nhiệt độ lên đến 2150 ° C, làm cho nó mạnh hơn thủy tinh chống đạn.Trong bộ phim "Jurassic World", "các xe du lịch hình cầu được làm từ AlON.

Tại sao gốm AlON trong suốt?

AlON, như một vật liệu mới, được tạo thành từ một cấu trúc đơn hướng, và cấu trúc tinh thể của nó là "isotropic" trong một hệ thống tinh thể khối.Điều này có thể được hiểu là các hạt trong vật liệu được sắp xếp tỉ mỉ, kết hợp với bề mặt được đánh bóng cơ học, tự nhiên ngăn ngừa sự phân tán ánh sáng.

Độ cứng của gốm AlON là bao nhiêu?

AlON gốm (aluminium oxynitride) có độ cứng rất cao, thường khoảng 8,0 trên thang điểm Mohs. Điều này làm cho nó cứng hơn hầu hết các kim loại và thủy tinh thông thường,làm cho nó rất phù hợp với khả năng chống mòn cao và các ứng dụng bảo vệ.

AlON gốm trưng bày đặc tính toàn diện xuất sắc mà không có đối thủ bởi nhiều vật liệu gốm khác. Nó sở hữu khả năng truyền tuyến tính tuyệt vời qua tia cực tím, nhìn thấy,và các bước sóng hồng ngoại gần, làm cho nó trở thành một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất cho độ minh bạch hồng ngoại và là lựa chọn ưa thích cho cửa sổ hồng ngoại.

Ngoài ra, một trong những ứng dụng tiềm năng lớn nhất của gốm AlON là trong áo giáp trong suốt. Nó có thể được sử dụng như cửa sổ chống đạn cho xe bọc thép và trực thăng.năng lượng photon thấp, và độ ổn định nhiệt độ cao, gốm AlON phù hợp như một chất nền cho các vật liệu phát sáng, áp dụng trong các lĩnh vực như thiết bị laser, truyền thông sợi quang và lưu trữ dữ liệu quang học.Ngoài các ứng dụng quân sự, độ cứng cao, độ bền và khả năng chống hóa học đặc biệt làm cho nó lý tưởng để sản xuất cửa sổ hệ thống POS, cũng như vỏ cho các dụng cụ chính xác, đồng hồ cao cấp, ống kính,Các loại kính mắt bảo vệ khác nhau, cửa sổ quan sát trong thiết bị nhiệt độ cao và áp suất cao, và kính chắn gió.

Các phương pháp chuẩn bị gốm AlON (aluminium oxynitride) chủ yếu được chia thành hai loại: phản ứng ngâm và phương pháp chuẩn bị hai bước.

Phương pháp Sintering phản ứng

Phương pháp ngâm phản ứng một bước bao gồm sử dụng Al2O3 và AlN tinh khiết cao có sẵn trên thị trường làm nguyên liệu thô.với một lượng thích hợp của các chất phụ gia ngátTrộn được nghiền, sấy khô, và sau đó được sử dụng trực tiếp cho sintering pha rắn để tạo ra gốm AlON.tránh sự phức tạp của việc chuẩn bị bột nguyên liệu thô, và có chi phí tương đối thấp.

Phương pháp Sintering hai bước

Chìa khóa cho phương pháp chuẩn bị ngâm hai bước là tổng hợp bột γ-Al2O3 tinh khiết cao.

1. Phương pháp nitridation giảm carbon: Phương pháp này bao gồm trộn bột alumina với bột carbon giảm chất trong một tỷ lệ nhất định,và làm nóng nó đến nhiệt độ cụ thể dưới bầu không khí N2 chảy để chuẩn bị sản phẩm γ-AlON mong muốnPhương pháp này có hiệu quả về chi phí, tạo ra bột hoạt tính cao và phù hợp với sản xuất quy mô lớn của gốm sứ AlON. Tuy nhiên, quá trình này rất phức tạp, bột tổng hợp có thể khác nhau,và nó không phù hợp để sản xuất gốm AlON cỡ lớn.

2. Phương pháp phản ứng trạng thái rắn ở nhiệt độ cao: Phương pháp này liên quan đến phản ứng hóa học của hỗn hợp Al2O3 và bột AlN ở nhiệt độ trên 1650 °C để tạo ra bột AlON,liên tục đưa nitơ trong quá trình nghiền nhiệt độ caoPhương pháp phản ứng trạng thái rắn ở nhiệt độ cao có một luồng quy trình đơn giản và có thể tránh các vấn đề như tập hợp hạt do ngâm kéo dài.nó đòi hỏi phải sử dụng chất tinh khiết cao, bột nguyên liệu AlN siêu mịn để đảm bảo tính phản ứng cao, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn.