Что не так с прозрачным алюминием?

Выглядит как стеклянная трубка, но на самом деле она алюминиевая. Итак, алюминий со звездочкой рядом — это не элементарный алюминий, а материал, изготовленный из него.

Шум о «прозрачном алюминии» появился в результате твита, откуда появилось изображение выше. Этот твит опубликовал [Джо Питески], инженер по научным системам в Лаборатории реактивного движения в Пасадене. [Джо] сообщила, что на недавнем дне открытых дверей в Лаборатории реактивного движения у нее была возможность поработать с трубкой из материала, которая на первый взгляд выглядела как часть стеклянной трубки, но была заявлена ​​как прозрачный алюминий. [Джо] написала об этом в Твиттере, потому что это интересный артефакт, с которым мало кто может поиграть, и она права, это потрясающе!

Сам материал интригует, и у меня сразу возникли практические вопросы, например, что это за штука? Для чего это? Как это сделано? И действительно ли это алюминий, ставший прозрачным с помощью какого-то научно-фантастического процесса?

Как и во многих других случаях в жизни, ответ на этот вопрос: «Это зависит». В данном случае это зависит от того, как вы определяете алюминий. Или, точнее, это зависит от того, чего вы ожидаете от материала, который якобы является алюминием. Обычный старый алюминий — это распространенный металл, обладающий всеми ожидаемыми свойствами металлов — электро- и теплопроводностью, пластичностью, ковкостью и блеском. Вы можете расплавить его и придать ему полезные формы, расплющить его в фольгу, чтобы обернуть сэндвич, или раздавить приготовленную из него пустую банку лбом, если вам так хочется.

Если вы ожидаете, что прозрачный алюминий будет обладать всеми этими свойствами, вы будете разочарованы. Хотя она не называет конкретно материал, материал, с которым [Джо] пришлось иметь дело, скорее всего, был вовсе не металлом, а керамикой, называемой оксинитридом алюминия, состоящей из равных частей алюминия, кислорода и азота и известной по химической формуле АлОН.

Керамика из оксинитрида алюминия существует с 1980-х годов, так что это ни в коем случае не новинка. По совпадению, разработка AlON велась примерно в то же время, что и «Звездный путь IV: Путешествие домой»; Именно из ставшей классической сцены из этого фильма, где Скотти использует мышь в качестве микрофона в попытке обменять формулу «прозрачного алюминия» на листы оргстекла, АлОН и подобная прозрачная керамика получили свое разговорное название.

Хотя это явно не металл — и не стекло; стекла представляют собой аморфные твердые вещества, а керамика — кристаллические: AlON и другая прозрачная керамика, разработанная с тех пор, обладают некоторыми удивительными свойствами. AlON, который производитель Surmet Corporation продает под нетворческим названием ALON, производится путем спекания. Порошкообразные ингредиенты засыпают в форму, уплотняют под огромным давлением и готовят при высоких температурах в течение нескольких дней. Полученный полупрозрачный материал перед использованием шлифуется и полируется до прозрачности.

Помимо оптической прозрачности, ALON также чрезвычайно прочен. Испытания показывают, что ламинированное стекло ALON толщиной 1,6 дюйма может остановить пулю из винтовки 50-го калибра, чего не может сделать даже 3,7-дюймовое традиционное «пуленепробиваемое» стекло. ALON также имеет лучшие оптические свойства, чем обычное стекло, в инфракрасном диапазоне волн; в то время как большинство стекол поглощают ИК-излучение, ALON по существу прозрачен для него. Это делает ALON отличным выбором для изучения ракет с тепловым наведением и других ИК-приложений.

С другой стороны, ALON дорогой — на рынке бронированного стекла он примерно в 5 раз дороже традиционного многослойного стекла. Но у него так много преимуществ, не последним из которых является превосходная устойчивость к царапинам, что в некоторых случаях он становится предпочтительным материалом. Велики шансы, что возросший спрос на этот материал приведет к снижению затрат, и, возможно, вскоре Gorilla Glass будет заменен прозрачными алюминиевыми экранами смартфонов, которые могут фактически повредить тротуар, если вы уроните свой телефон.

Итак, извини, Скотти, прозрачного металлического алюминия не существует. Но материал, который мы называем прозрачным алюминием, столь же увлекателен и научно-фантастический, как и звучит. Разве материаловедение — это не круто? Если у вас есть другие интересные материалы, такие как AlON, которые нам стоит изучить, сообщите нам об этом в комментариях ниже.