Российские учёные разработали технологию получения «прозрачного алюминия» — очень прочного, но при этом прозрачного материала. По этой технологии можно делать иллюминаторы космических кораблей и прозрачную броню, способную защитить от пули или недальнего взрыва.
О том, что порошок оксинитрида алюминия (ALON) даёт при спекании прозрачный, но очень прочный материал, узнали еще в середине прошлого века, но технологии изготовления больших изделий из него без потери прозрачности до сих пор остаются несовершенными. Работа российских физиков и материаловедов может послужить основой для разработки экономически выгодного технологического процесса получения таких изделий.
Исследователи спекали порошок ALONa, пропуская ток через пресс-форму и саму заготовку; этот метод называется спарк-плазменным спеканием, он более эффективен, чем традиционное спекание, при котором разряд проходит через внешний нагреватель. При спарк-плазменном спекании достаточно очень короткого электрического импульса; это позволяет ускорить процесс и сэкономить электроэнергию.
Cамая главная характеристика ALONа — ударная вязкость, то есть способность поглощать энергию при ударной нагрузке. Материалам с большим значением ударной вязкости не страшны выстрелы, поэтому они используются для создания брони. Из всех прозрачных материалов с большой ударной вязкостью ALON — лучший. Кроме того, он выдерживает нагревание до 2100 градусов (для сравнения: в большом костре температура не поднимается выше 800−1000°С.) Методика, предложенная российскими учёными, позволяет создавать из ALONа изделия произвольной формы и размера. Из него можно делать прозрачную броню для военной техники, а ещё — иллюминаторы космических аппаратов.
Создавать полностью прозрачные бронированные машины из алюмокерамики, конечно, никто не собирается — это было бы слишком дорого. Военные инженеры ищут другие способы увеличить обзор экипажам таких машин; так, израильские военные недавно заявили о разработке танкового шлема, на очки которого будут проецироваться данные внешних камер. Надев такой хедсет, танкист сможет видеть поле боя так, как будто танк «Меркава», закованный в литую стальную броню, вдруг стал прозрачным.
Исследование опубликовано в IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Над технологией работали 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.