Розроблений метод (спарк-плазмового спікання) являє собою нову модифікацію вже відомого способу гарячого пресування. Принцип процедури наступний: через підготовлену прес-форму пропускається електричний імпульс, дія якого призводить до швидкого нагріву.
Відмінність від існуючої технології полягає в тому, що електричний струм проходить не через зовнішній нагрівальний елемент, а безпосередньо крізь пресовану заготовку. Це значно скорочує тривалість робочого циклу. В результаті процесу нагрівання відбувається практично миттєве розрідження і охолодження порошку, при цьому молекули залишаються розташованими у вільному порядку, як ніби вони до сих пір знаходяться в рідкій формі. Завдяки даній кристалічній структурі прозорий алюміній набуває високу ступінь міцності і стійкості до пошкоджень. Одержуваний матеріал на 85% міцніше сапфіра і на 15% надійніше шпінелі, виробленої з алюмінату магнію.
Спеціаліст Микита Рубінковскій, що займається даним питанням, пояснив:
"Серед представлених в нинішній час керамік середньої щільності оксинитрида алюмінію володіє досить високою міцністю, порівнянної з YAG (алюмоітрієвому гранат) і фианитом (стабілізована двоокис цирконію). А по найважливішою для бронезахисту характеристиці ударної в'язкості ALON (оксинитрида алюмінію, який і є практично прозорим ) перевершує всі прозорі матеріали, включаючи кварцове скло, плавлений кварц, шпінель і лейкосапфир ".
В даний час зазначені матеріали вже досить поширені в сфері виробництва військового спорядження і екіпірування. Наприклад, популярним є оксинитрида алюмінію ALON, стійкість і міцність якого в кілька разів перевищує алюмосилікатні скло. Цей матеріал має високу термостійкість, не деформується під впливом температури аж до двох тисяч градусів за Цельсієм.
Останнім часом, з розвитком нових технологій, виникла проблема підвищення пробивної потужності артилерійських снарядів та вогнепальної зброї. Тому вчені і фахівці в цій галузі намагаються розробити нові поліпшені броньові матеріали і структури, які б забезпечували надійний захист.
Найбільш близькі властивості спостерігаються у прозорої полікристалічної кераміки, яка представляє собою кераміку на основі оксинитрида алюмінію. За допомогою неї можна виготовляти матеріали різних форм, застосовуючи давно випробувані традиційні способи спікання і формування кераміки.
На думку багатьох фахівців, ALON можна застосовувати як в різних комерційних, так і військових цілях. Цей матеріал на даний момент є самим твердим серед всіх представників полікристалічної кераміки прозорого типу. Ефективне поєднання механічних і оптичних характеристик виводить ALON на лідируюче місце в сфері виробництва броньованої одягу і екіпіровки. За допомогою нової технології можна виробляти:
- вибухозахищені скла;
- куленепробивні та ударостійкі вікна;
- деталі інфрачервоних оптичних систем;
- ілюмінатори;
- вікна і куполи для космічних пристроїв;
- плити, стрижні, трубки та інші деталі.
Матеріал ALON також не схильний до впливу іонізуючого випромінювання (радіації), не пошкоджується і не деформується під впливом кислотних хімічних сполук, лужних речовин і води.
Традиційне кулетривке скло має кілька рівнів полікарбонату, які затиснуті між двома шарами скла. У свою чергу, новий прозорий алюміній складається з трьох шарів:
- зовнішній шар - прозора полікристалічна кераміка;
- середній шар - скло;
- внутрішній шар - полімерна підкладка.
Також на відміну від традиційного куленепробивного скла, алюмінієва броня після потрапляння в неї кулі з малокаліберної зброї, залишиться такою ж прозорою, як і була. Притому на ній навіть не залишаться характерні подряпини.
В даний час прозорий алюміній ще не набув широкого поширення в комерційній сфері. Одна з головних причин - досить висока вартість. Витрати на виробництво нового матеріалу в кілька разів перевищують собівартість традиційного куленепробивного скла. В основному матеріал ALON сьогодні застосовується в області виготовлення лінз спостережних пристроїв і датчиків ракет.
