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透明铝兼具高强度与高透明特性 在军用与民用领域均有发展潜力
文章来源: OFweek 新材料网      更新时间:2022-07-21 16:23:57
氮氧化铝为晶体结构,是各向同性立方晶体,材料内部晶粒整齐排列,不会强烈反射、散射光线,因此光线可以透过材料,透明铝呈现透明状态。

透明铝,是一种同时具有金属强度与玻璃透明特性的新型材料,其主要成分是氮氧化铝或者镁铝合金。透明铝强度高、透明度高,同时具备美观、透光、防护功能,可以替代传统材料应用在要求更为苛刻的场景中。

氮氧化铝(AlON)是较为常见的透明铝成分,是铝、氧、氮的化合物,由于具有陶瓷特性,也称为透明陶瓷。透明铝之所以透明,是由于光线可以穿透材料。氮氧化铝为晶体结构,是各向同性立方晶体,材料内部晶粒整齐排列,不会强烈反射、散射光线,因此光线可以透过材料,透明铝呈现透明状态。

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年透明铝行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,透明铝强度高,远高于普通石英玻璃,也高于防弹玻璃,略低于蓝宝石;耐高温,可以在2000℃以上环境中使用;抗冲击性强,可以抵挡子弹冲击。由于具备以上优点,透明铝可以应用在建筑材料、汽车、电子、军工装备、航空航天等领域,例如用作摩天大楼玻璃幕墙、汽车防弹玻璃、装甲车防弹玻璃、军事建筑防弹材料、军用望远镜材料、太空飞船观察孔玻璃等。

早在20世纪80年代,以氮氧化铝为主要成分的透明铝已被研制问世。透明铝制备工艺与陶瓷类似,都需要热处理与冷却过程,但又有所不同。先根据形状需求的不同选择模具,将氮氧化铝粉末置入模具中,再采用液压工艺使氮氧化铝粉末形成颗粒状,然后在2000℃高温条件下长时间烧制,最后冷却后经机械抛光,即得到透明铝产品。

目前,透明铝已经实现应用,在美国,Surmet公司与美国国防部合作,生产氮氧化铝陶瓷玻璃窗,主要用于军事领域。此外,美国悍马汽车、德国蔡司等想要将透明铝应用在防弹玻璃、镜头上,但一直未能实现。这主要是由于透明铝价格高昂,是防弹玻璃的3至5倍,因此其少量应用主要集中在军工领域,民用领域尚未实现商业化。

新思界行业分析人士表示,透明铝在民用领域除了可以应用在摩天大楼玻璃幕墙、高端汽车防弹玻璃方面外,还可以用来制造高端电子与精密仪器的防静电透明包装膜、高端摄像头镜片、光学设备透镜等产品。目前,已研发问世的透明铝制备工艺可以实现规模化生产,但其成本依然偏高,若要实现在民用领域的推广应用,透明铝成本的降低仍是发展重心。

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