一種新型材料——氮化鋁透明陶瓷(ALON)近年來(lái)備受關(guān)注。早在20世紀(jì)70年代,就有科研人員開(kāi)始探索氮化鋁的性質(zhì),1986年首個(gè)氮化鋁透明陶瓷誕生,后被命名為ALON并走上商業(yè)化道路。
ALON由鋁、氧和氮合成,是通過(guò)氮化鋁粉末在高溫下燒結(jié),再經(jīng)拋光打磨制成的透明陶瓷。它不同于普通陶瓷,內(nèi)部晶粒排列整齊,光照不會(huì)散射,因此呈現(xiàn)透明狀態(tài),也被稱為光學(xué)陶瓷。
因其陶瓷屬性,ALON比普通玻璃和樹(shù)脂玻璃更硬、強(qiáng)度更大,能適應(yīng)極端環(huán)境,且是市面上最硬的多晶透明陶瓷。其硬度是普通玻璃的4倍,莫氏硬度達(dá)7.7,接近世界第三硬材料藍(lán)寶石。
在防彈性能方面,ALON表現(xiàn)極為出色。實(shí)驗(yàn)顯示,12.7×99毫米口徑的北約彈能輕松射穿9.4厘米厚的防彈玻璃,而4厘米厚的ALON制透明鋁鎧甲卻能成功抵擋。這一優(yōu)異性能引起了美軍的興趣。
早在2005年,美國(guó)空軍就開(kāi)始測(cè)試ALON,希望用其制造透明防彈鎧甲裝備悍馬軍用汽車。然而,ALON價(jià)格高昂,每平方英寸價(jià)格達(dá)10 - 15美金,遠(yuǎn)高于防彈玻璃的3.25美金,導(dǎo)致該計(jì)劃未能實(shí)現(xiàn)。但在2013年,Surmet為美軍供應(yīng)了ALON陶瓷玻璃窗。
除了在軍事防彈領(lǐng)域的應(yīng)用探索,ALON在武器裝備的其他方面也有出色表現(xiàn)。在紅外導(dǎo)彈整流罩領(lǐng)域,它是藍(lán)寶石的有力競(jìng)爭(zhēng)者。ALON在近紫外線和紅外光下接近透明,且能承受2100攝氏度高溫,現(xiàn)已用于制造紅外導(dǎo)彈整流罩。此外,它還可用于制造特種燈罩。
盡管ALON性能卓越,但因價(jià)格等因素,目前尚未進(jìn)入民用領(lǐng)域。2018年曾有蔡司將推出ALON制造鏡頭的傳聞,卻至今未有動(dòng)靜。若未來(lái)ALON價(jià)格能夠降低,有望取代強(qiáng)化玻璃成為屏幕常見(jiàn)材料,為人們的生活帶來(lái)更多可能。