أوكسي نتريد الألومنيوم

أوكسي نتريد الألومنيوم (يُسوّق تحت اسم ALON من قِبل شركة Surmet ^{[ 3 ]} ) هو سيراميك شفاف يتكون من الألومنيوم والأكسجين والنيتروجين . يتميز أوكسي نتريد الألومنيوم بشفافية بصرية عالية (≥80% لسمك 2 مم) في نطاقات الأشعة فوق البنفسجية القريبة ، والضوء المرئي، والأشعة تحت الحمراء متوسطة الموجة من الطيف الكهرومغناطيسي. وهو أقوى بأربع مرات من زجاج السيليكا المنصهر ، ويُعادل صلابة الياقوت (9) ، ويزيد بنسبة 115% تقريبًا عن صلابة الإسبينيل ألومينات المغنيسيوم . يُمكن تصنيعه على شكل نوافذ شفافة، وألواح، وقباب، وقضبان، وأنابيب، وغيرها من الأشكال باستخدام تقنيات معالجة مساحيق السيراميك التقليدية. ^{[ 4 ]} 

يُعدّ أكسيد نتريد الألومنيوم أكثر أنواع السيراميك الشفاف متعدد البلورات صلابةً والمتوفر تجارياً. ^{[ 2 ]}بفضل وزنه الخفيف نسبيًا، وخصائصه البصرية والميكانيكية المميزة، ومقاومته للأكسدة والإشعاع، يُبشّر هذا المركب بتطبيقات واعدة مثل الدروع المضادة للرصاص ، والمقاومة للانفجارات، والنوافذ الكهروضوئية. ^{[ 1 ]} وقد أثبتت الدراسات قدرة الدروع المصنوعة من أوكسي نتريد الألومنيوم على إيقاف العديد من المقذوفات الخارقة للدروع التي يصل وزنها إلى 0.50 BMG . ^{[ 5 ]}

يتميز أكسيد نتريد الألومنيوم بمقاومته لمختلف الأحماض والقواعد والماء. ^{[ 6 ]}

يُستخدم أكسيد نتريد الألومنيوم في النوافذ البصرية التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء، حيث يتميز بشفافية تزيد عن 80% عند  سمك 2 مم عند أطوال موجية أقل من 4  ميكرومترات تقريبًا، وتنخفض إلى ما يقارب الصفر عند 6  ميكرومترات تقريبًا. ^{[ 8 ]} كما تم استخدامه كطبقة تخميل للسطح البيني في بعض التطبيقات المتعلقة بأشباه الموصلات . ^{[ 9 ]}

يتميز درع أكسيد نتريد الألومنيوم بوزن وسماكة أقل من نصف وزن وسماكة الدروع الشفافة المصنوعة من الزجاج. ^{[ 10 ]} يستطيع درع أكسيد نتريد الألومنيوم بسماكة 41 مم (1.6 بوصة) إيقاف رصاصات خارقة للدروع عيار 0.50 BMG ، والتي يمكنها اختراق 94 مم (3.7 بوصة ) من الدروع الزجاجية التقليدية . ^{[ 8 ] [ 11 ]}  

في عام 2005، بدأ سلاح الجو الأمريكي باختبار الدروع المصنوعة من أكسيد نتريد الألومنيوم. ^{[ 12 ]}

يمكن تصنيع أوكسي نتريد الألومنيوم على هيئة نوافذ، وصفائح، وقباب، وقضبان، وأنابيب، وغيرها من الأشكال باستخدام تقنيات معالجة مساحيق السيراميك التقليدية. يختلف تركيبه قليلاً، حيث تتراوح نسبة الألومنيوم فيه بين 30% و36% تقريبًا، وقد أشارت الدراسات إلى أن هذا الاختلاف لا يؤثر على معامل الحجم ومعامل القص إلا بنسبة 1-2% فقط. ^{[ 13 ]} تُخضع المادة المصنعة (غير المعالجة) لمعالجة حرارية (تكثيف) عند درجات حرارة مرتفعة، تليها عملية طحن وتلميع حتى تصبح شفافة . ويمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 2100 درجة مئوية (2370 كلفن) في أجواء خاملة. يُحسّن الطحن والتلميع بشكل كبير مقاومة الصدمات والخواص الميكانيكية الأخرى للدروع. ^{[ 7 ]}  

تشمل براءات الاختراع المتعلقة بأوكسي نتريد الألومنيوم ما يلي:

• أوكسي نتريد الألومنيوم ذو خصائص بصرية محسنة وطريقة تصنيع ™ هارتنيت، آر إل جنتيلمان، براءة اختراع أمريكية رقم 4,481,300 ، 1984
• عملية إنتاج أوكسي نتريد الألومنيوم المكعب متعدد البلورات، براءة اختراع أمريكية رقم 4,241,000 ، 1980، جي دبليو مكولي
• أوكسي نتريد الألومنيوم الشفاف وطريقة تصنيعه، آر إل جنتيلمان، إي إيه ماغواير، براءة اختراع أمريكية رقم 4,520,116 ، 1985؛ براءة اختراع أمريكية رقم 4,720,362 ، 1988
• منتج خزفي شفاف قائم على أكسيد نتريد الألومنيوم، براءة اختراع أمريكية رقم 5,231,062 ، 1993، من ابتكار جيه بي ماذرز

• نتريد الألومنيوم
• الكوروندوم
• زجاج غوريلا
• الألومنيوم الشفاف (مادة مستخدمة في مسلسل ستار تريك )
• سيراميك شفاف

• ليئور ميلر وواين د. كابلان (2006). "حدود ذوبان اللانثانوم والإيتريوم في أوكسي نتريد الألومنيوم (AlON) عند 1870 درجة مئوية" . حيفا، إسرائيل: قسم هندسة المواد، التخنيون - معهد إسرائيل للتكنولوجيا .
• يحزقيل أشوح (2003). تأثير إضافات التلبيد على البنية المجهرية وخواص مادة ألون . رسالة ماجستير. معهد التخنيون - معهد إسرائيل للتكنولوجيا .