Многие, наверное, видели фильм 1986 года «Стар Трек IV: Путешествие домой», но вряд ли помнят, что там упоминался особый материал, который использовался для строительства звездолётов Федерации — прозрачный алюминий. Как и многие другие технологии из Стар Трек, сегодня он стал реальностью.
В пресс-релизе Лаборатории военно-морских исследований США рассказываются подробности этого невероятного изобретения:
«Представьте себе оконное стекло – прочное, как броня, или объектив камеры, который не сможет поцарапать даже песчаная буря, или смартфон, который никогда не разобьётся при падении. Только это не стекло — это особый керамический материал, называемый шпинель, разработкой которого научно-исследовательская лаборатория ВМС США занимается в течение последних 10 лет.
«Шпинель на самом деле это минерал, алюминат магния, — говорит ведущий исследователь Жас Сангерал. — Его преимущество в том, что он намного твёрже, прочнее, устойчивей, чем стекло. Он обеспечивает лучшую защиту в условиях агрессивных сред – он может выдержать натиск песчаной и дождевой эрозии». Благодаря высокой прочности, тонкий слой шпинеля в качестве защитного материала более эффективен, чем стекло. «Для таких подвижных платформ, как беспилотные летательные аппараты, где роль играет каждый лишний грамм веса, защитный носовой обтекатель из шпинеля — это просто технологический прорыв».
Специалисты военно-морской лаборатории изобрели новый способ получения прозрачного шпинеля, который называется спекание, с помощью горячего пресса. «В конечном счете, мы собираемся передать технологию в гражданскую промышленность, — говорит Сангера.- В лаборатории изготавливаются куски размеров в 20 сантиметров в диаметре».
Метод спекания также позволяет изготавливать оптику различных форм с учётом изгибов поверхности фюзеляжа или крыла летательного аппарата.
В дополнение к удивительным прочностным характеристикам, говорит Сангера, шпинель обладает «уникальными оптическими свойствами – он не просто прозрачен, но и позволяет проникать инфракрасному свету». Это очень важно для использования в военной технике.
В настоящее время производство керамического материала обходится дорого, но по мере увеличения объёмов производства, это неизбежно приведёт к использованию шпинеля в коммерческих целях.