அலுமினியம் ஆக்சிநைட்ரைடு
அலுமினியம் ஆக்சிநைட்ரைடு (Aluminium oxynitride) என்பது AlN)x•(Al2O3)1−x, என்ற பொது மூலக்கூற்று வாய்ப்பாட்டால் விவரிக்கப்படும் ஒரு கனிம வேதியியல் சேர்மமாகும். இது அலுமினியம், ஆக்சிசன், நைட்ரசன் ஆகிய தனிமங்கள் சேர்ந்து உருவாகும் ஒருவகையான பீங்கான் பொருளாகும். சர்மெட் கார்பரேசன் அமைப்பு இச்சேர்மத்தை அல் ஆன் என்ற பெயரில் சந்தைப்படுத்துகிறது[2]
 அலுமினியம் ஆக்சிநைட்ரைடு சிபினல் கட்டமைப்பு
| |
| பெயர்கள் | |
|---|---|
| முறையான ஐயூபிஏசி பெயர்
அலுமினியம் ஆக்சிநைட்ரைடு | |
| இனங்காட்டிகள் | |
12633-97-5 
| |
| Abbreviations | ALON |
| பண்புகள் | |
| (AlN)x•(Al2O3)1−x, 0.30 ≤ x ≤ 0.37 | |
| தோற்றம் | வெண்மை அல்லது ஒளிபுகும் திண்மம் |
| அடர்த்தி | 3.691–3.696 கிராம்/கனசதுரம் centimeter |
| உருகுநிலை | ~2150 செல்சியசு |
| கரையாது | |
| ஒளிவிலகல் சுட்டெண் (nD) | 1.79[1] |
| கட்டமைப்பு | |
| படிக அமைப்பு | கனசதுரம் , சிபினல் |
| Lattice constant | a = 794.6 பைக்கோமீட்டர்[1] |
மாறுதலாக ஏதும் சொல்லவில்லை என்றால் கொடுக்கப்பட்ட தரவுகள் யாவும் பொருள்கள் அவைகளின் இயல்பான வெப்ப அழுத்த நிலையில் (25°C, 100kPa) இருக்கும். | |
அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு படிகங்களின் வழியாக ஒளிபுகும்.(≥80%). மின்காந்த நிறமாலையில் அருகாமை புற ஊதா கதிரின் கட்புல பகுதியிலும் மற்றும் அகச்சிவப்பு நிற மாலையில் நடுத்தர அலைப்பகுதியிலும் இது காணப்படுகிறது. இணைந்த சிலிக்கா கண்ணாடியை விட நான்கு மடங்கு அதிகமும், சபையர் எனப்படும் நீலக்கல்லை விட 85 சதவீதம் அதிகமும் மற்றும் மெக்னீசியம் அலுமினேட்டு சிபினலை விட கிட்டத்தட்ட 15 சதவீதம் அதிகமும் அலுமினியம் ஆக்சைடு நைட்ரைடு கடினமானது. கனசதுர சிபினெல் கட்டமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால் வழக்கமான பீங்கான் தூள் பதப்படுத்தும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி ஒளிபுகும் சன்னல்கள், தட்டுகள், குவிமாடங்கள், தண்டுகள், குழாய்கள் மற்றும் பிற வடிவங்களில் உருவாக்கலாம். கடினமான பலபடிக ஒளிபுகும் பீங்கானாக அலுமினியம் ஆக்சைடு நைட்ரைடு வணிக ரீதியாக கிடைக்கிறது[1]. ஒளியியல் மற்றும் இயந்திரவியல் பண்புகளின் கலவையாக இருக்கும் இந்த வேதிப்பொருள் குண்டு துளைக்காத மற்றும் குண்டு வெடிப்பு-எதிர்ப்பு சன்னல்கள் போன்ற இலகுரக உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒளிபுகும் கவச பயன்பாடுகளுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது[3] பல இராணுவ அகச்சிவப்பு ஒளிமின்னணுவியல் பயன்பாடுகளுக்கும் ஒரு முன்னணி வேதிப்பொருளாக உபயோகமாகிறது.[4] 18 by 35 அங்குலங்கள் (460 mm × 890 mm) என்ற அளவுள்ள அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு சன்னல்கள் வர்த்தக முறையில் கிடைக்கின்றன.[5]
பண்புகள்
தொகு- இயந்திரவியல்[1]
- யங்கின் மட்டு 334 கிகா பாசுகல்
- நறுக்க்க் குணகம் 135 கிகா பாசுகல்
- பாய்சான் விகிதம் 0.24
- நூப் கடினத்தன்மை 1800 கி.கி/மி.மீ2 (0.2 கி.கி.எடை)
- தாங்கு திறன் 2.0 மெகா பாசுகல்•மீ1/2
- வளை வலிமை 0.38–0.7 GPa
- அமுக்க வலு 2.68 GPa
- வெப்ப மற்றும் ஒளியியல்[6]
- தன் வெப்பம் 0.781யூல்/கிலோகிராம்•°செல்சியசு)
- வெப்பக் கடத்துதிறன் 12.3 W/(m•°C)
- வெப்ப விரிவு ~4.7×10-6/°C
- ஒளிபுகும் வீச்சு 200–5000 நானோ மீட்டர்
அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு கதிர்வீச்சு-எதிர்ப்பு மற்றும் பல்வேறு அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் நீரினால் ஏற்படும் சேதங்களுக்கு எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும்[7]
பயன்பாடுகள்
தொகுஒளிபுகும் கவசப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுவதோடு கூடுதலாக அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு அகச்சிவப்பு-ஒளியியல் சாளரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதனடிப்படையில் இது ஓர் உணர்கருவியின் கூறாக, சிறப்பு அகச் சிகப்பு குவிமாடங்கள், சீரொளி தகவல்தொடர்புகளுக்கான சாளரங்கள் மற்றும் குறைக்கடத்தி தொடர்பான பயன்பாடுகளில் சில பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது</ref>[8].
குண்டு துளைக்காத கண்ணாடி
தொகுஓர் ஒளிபுகும் கவசப் பொருளாக அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு பாரம்பரியமாக பயன்பாட்டிலுள்ள குண்டு துளைக்காத கண்ணாடியை விட மிகக் குறைந்த எடை மற்றும் தடிமன் கொண்ட குண்டு துளைக்காத தயாரிப்பை வழங்குகிறது. கற்பனையான சிடார் டிரெக்[9] பொருளாக இருந்த இது ஒளிபுகும் அலுமினியத்தால் உருவாக்கப்பட்டது. 1.6 அங்குலம் அதாவது 41 மில்லி மீட்டர் கனமுள்ள அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு கவசத்தால் .50 பி.எம்.கி கவசம் துளைக்கும் குண்டுகளை தடுத்து நிறுத்த முடியும். பாரம்பரியமான மென்தகடாக்கிய கண்ணாடியெனில் இது 3.7 அங்குலம் அல்லது 94 மில்லிமீட்டர் கனமுள்ள கண்ணாடியை இக்குண்டுகள் துளைக்கும்[10].
தயாரிப்பு
தொகுசன்னல்கள், தட்டுகள், குவிமாடங்கள், தண்டுகள், குழாய்கள் மற்றும் பிற வடிவங்களாக வழக்கமான பீங்கான் தூள் பதப்படுத்தும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி அலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடால் உருவாக்கலாம். இதன் உலோகக் கலவை சற்று மாறுபடும். அலுமினியம் சுமார் 30% முதல் 36% வரை இருக்கும். இதன் நறுக்கக் குணகம் 1-2% மட்டுமே ஆகும் [11].
புனையப்பட்ட சுடப்படா மண் பொருட்கள் அடர்த்தி மிகுதிக்காக உயர்ந்த வெப்பநிலையில் வெப்ப சிகிச்சைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது, பின்னர் அரைத்து மெருகூட்டி ஒளிபுகும் பொருளாக மாற்றப்படுகிறது. இது மந்தமான வளிமண்டலங்களில் சுமார் 2100 ° செல்சியசு வெப்பநிலையைத் தாங்கும். அரைத்தல் மற்றும் மெருகூட்டல் ஆகிய செயல்கள் கவசத்தின் தாங்கும் எதிர்ப்பையும் பிற இயந்திர பண்புகளையும் கணிசமாக மேம்படுத்துகின்றன [6].
வெகுசனப் பயன்பாடு
தொகுஅலுமினியம் ஆக்சி நைட்ரைடு என்று குறிப்பாக குறிப்பிடப்படவில்லை என்றாலும் 1986 ஆம் ஆண்டு வெளியான சிடார் டிரெக் IV: தி வாயேச்சு ஓம் திரைப்படத்தில் தோன்றிய பின்னர் ஒளிபுகும் அலுமினியம் ஒரு பிரபலமான சொற்றொடராக மாறிவிட்டது. அலுமினியம் ஆக்சிநைட்ரைடு யாக் ரீச்சர் நாவலான லீ சைல்டு எழுதிய நாவலில் குறிப்பிடப்பட்டு விவரிக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் யிம்மி பாலன் என்பவரும் இதைபற்றி குறிப்பிட்டுளார். 2015 ஆம் ஆண்டு சுராசிக் வேர்ல்ட் திரைப்படத்தில் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ள சுழல் கோள வாகனங்களின் வெளிப்புற பாதுகாப்பு குமிழியை உருவாக்கப் பயன்படும் பொருள் இது என்று அவர் குறிப்பிட்டுள்ளார்.
மேற்கோள்கள்
தொகு- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Mohan Ramisetty et al. Transparent Polycrystalline Spinels Protect and Defend, American Ceramic Society Bulletin, vol.92, 2, 20–24 (2013)
- ↑ Richard L. Gentilman et al. Transparent aluminum oxynitride and method of manufacture U.S. Patent 45,20,116 Issue date: May 28, 1985
- ↑ "Domes & Infrared Optics". Surmet.
- ↑ Ramisetty, Mohan; Sastri, Suri A.; Goldman, Lee (Aug 2013). "Transparent Ceramics Find Wide Use in Optics". Photonics Spectra. https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=54521.
- ↑ "Surmet Achieves Major Milestone on its ALON® Window Scale-up Program". PRWeb. May 28, 2013.
- ↑ 6.0 6.1 Joseph M. Wahl et al. Recent Advances in ALONTM Optical Ceramic, Surmet
- ↑ Corbin, N (1989). "Aluminum oxynitride spinel: A review". Journal of the European Ceramic Society 5 (3): 143–154. doi:10.1016/0955-2219(89)90030-7.
- ↑ Zhu, Ming; Tung, Chih-Hang; Yeo, Yee-Chia (2006). "Aluminum oxynitride interfacial passivation layer for high-permittivity gate dielectric stack on gallium arsenide". Applied Physics Letters 89 (20): 202903. doi:10.1063/1.2388246.
- ↑ Optically Clear Aluminium Provides Bulletproof Protection பரணிடப்பட்டது 2018-02-21 at the வந்தவழி இயந்திரம், TSS, 3 June 2015, accessed 10 July 2015
- ↑ Surmet's ALON® Transparent Armor .50 Caliber Test
- ↑ Graham, Earl K.; Munly, W.C.; McCauley, James W.; Corbin, Norman D. (1988). "Elastic properties of polycrystalline aluminum oxynitride spinel and their dependence on pressure, temperature and composition". Journal of the American Ceramic Society 71 (10): 807–812. doi:10.1111/j.1151-2916.1988.tb07527.x.
புற இணைப்புகள்
தொகு- The Influence of Sintering Additives on the Microstructure and Properties of ALON. Yechezkel Ashuach. Master's Thesis, Technion – Israel Institute of Technology, 2003
- Solubility Limits of La and Y in Aluminum Oxynitride (AlON) at 1870°C Lior Miller and Wayne D. Kaplan. Department of Materials Engineering, Technion, Haifa, Israel, 2006
- Processing of Optically Transparent Aluminum Oxynitride