Glassand, der anvendes til fremstilling af glas med h\u00f8jt aluminiumoxidindhold, indeholder typisk lave procentdele af magnesia. Dette mineralsand kan stamme fra enten aflejringer af bestemte bjergarter eller uraffinerede naturlige kilder og skal forblive i denne form gennem hele produktionsforl\u00f8bet.<\/p>\n
En SEM-EDS-analyse af den gr\u00f8nne glaspr\u00f8ve JXL09 afsl\u00f8rede r\u00f8de indeslutninger indeholdende barytkrystaller samt en forh\u00f8jet koncentration af Cu, Fe og S, hvilket tyder p\u00e5, at den indeholder sulfidholdige kobber-jern-r\u00e5materialer.<\/p>\n
Aluminiumoxidglas er et glas baseret p\u00e5 aluminiumoxid med en r\u00e6kke unikke egenskaber, der g\u00f8r det meget v\u00e6rdsat i anvendelser, der kr\u00e6ver styrke, kemisk og termisk modstandsdygtighed, optisk gennemsigtighed og lav elektrisk ledningsevne. Aluminiumoxidglas anvendes i vid udstr\u00e6kning i fly- og bilruder samt i nattsynsudstyr og i n\u00e6sekonusser til varmes\u00f8gende missiler. Desuden udm\u00e6rker aluminiumoxidglas sig ved lav elektrisk ledningsevne, lav udvidelseskoefficient og h\u00f8j h\u00e5rdhed (den h\u00f8jeste v\u00e6rdi p\u00e5 Mohs-skalaen).<\/p>\n
Ark\u00e6ologiske udgravningssteder i hele Sydasien har afsl\u00f8ret talrige eksempler p\u00e5 glas fremstillet af aluminiumsrige sammens\u00e6tninger. Sammens\u00e6tningsanalyser tyder p\u00e5, at disse glas blev fremstillet efter opskrifter med en lang historie i denne region; det vides dog ikke, om de enkelte opskrifter stammer herfra eller er blevet overtaget fra andre steder som en del af en st\u00f8rre gruppe af opskrifter.<\/p>\n
Aluminiumoxid forbedrer glasovergangstemperaturen, densiteten og den kemiske holdbarhed i natrium-kalk-siliciumdioxidglas ved at \u00f8ge glasovergangstemperaturen, densiteten og den kemiske holdbarhed. Aluminiumoxid h\u00e6mmer desuden dannelsen af borbl\u00e5 uklarhed og forhindrer samtidig dets oxidation af siliciumdioxidpartikler. Aluminiumoxidglas har mange fordele i forhold til traditionelle isolerings- og dekorationsglas, s\u00e5som \u00f8get styrke, h\u00f8jere smeltepunkter, lavere elektrisk ledningsevne, lavere udvidelseskoefficienter og fremragende korrosionsbestandighed.<\/p>\n
Mikrostrukturen i aluminiumoxidglas varierer afh\u00e6ngigt af kalcineringsgraden. Ukalcinerede pr\u00f8ver udviser et netv\u00e6rk af krystaller og nogle hulrum; n\u00e5r de opvarmes til temperaturer, der medf\u00f8rer, at overfladekrystalliseringen \u00f8ges mere end ved konventionelt glas; i GS028 kan man for eksempel se klynger af bly-tinoxid sammen med natriumaluminosilikat- og sodalitpartikler; i andre pr\u00f8ver med yderligere aluminiumoxidholdige partikler \u00f8ges overfladekrystalliseringen dramatisk, mens krystallerne generelt har mindre dimensioner end i konventionelle glaspr\u00f8ver.<\/p>\n
Indeslutninger af kobbersulfid og r\u00e5 kobberoxid, der er fundet i aluminiumoxidholdigt glas, er virkelig g\u00e5defulde og tyder p\u00e5, at de muligvis er blevet tilf\u00f8rt gennem samsmeltning af oxidisk og sulfidisk kobber, selvom det sandsynligvis ville have kr\u00e6vet en lang og m\u00f8jsommelig indsats fra h\u00e5ndv\u00e6rkernes side at rense dem for mattepriller, f\u00f8r indeslutningerne kunne v\u00e6re kommet ind.<\/p>\n
Aluminiumoxid (g-Al\u2082O\u2083), som findes i alumina-glas, har mange unikke og fordelagtige egenskaber, herunder dets h\u00f8je smeltepunkt og temperaturstabilitet, hvilket g\u00f8r det velegnet til anvendelse i ildfaste keramiske materialer, poleringsmaterialer og slibemidler. Desuden anvendes denne komponent i industrien blandt andet i brandh\u00e6mmende og r\u00f8gd\u00e6mpende l\u00f8sninger samt som et vigtigt r\u00e5materiale i produktionen af b\u00e5de aluminiumoxid og mange speciallegeringer.<\/p>\n
Mikrostrukturen i VC-keramik infiltreret med aluminiumoxidglas varierer betydeligt fra pr\u00f8ve til pr\u00f8ve. Generelt er de typisk kornede med sm\u00e5 aluminiumoxidkrystaller og feltspatkorn til stede. Pr\u00f8verne GS028 og GS022 udviser imidlertid st\u00f8rre krystaller med ensartet form, og nogle pr\u00f8ver viser endda tegn p\u00e5 ufuldst\u00e6ndig nedbrydning af tincalx til kubiske tinoxidkrystaller, der forekommer som n\u00e5leformede blytinoxidkrystaller, der har dannet sig. Disse korn er derefter indkapslet i en bl\u00f8d, hvid silikatmatrix best\u00e5ende af natriumaluminosilikat.<\/p>\n
Denne matrix udviser et lavt magnesiaindhold (1,5 v\u00e6gt%), hvilket tyder p\u00e5, at det sand, der blev anvendt til glasfremstilling, stammede fra mineralkilder s\u00e5som kvarts eller plagioklas \u2013 yderpunkterne i feltspatgruppen \u2013 samt aluminiumoxid; Bevis for denne hypotese omfatter den store andel af alkali-feldspat, der er fundet i pr\u00f8verne, samt de varierende m\u00e6ngder af plagioklas og kvarts, der er til stede.<\/p>\n
Fors\u00f8g udf\u00f8rt ved hj\u00e6lp af XRD og neutrondiffraktion viser, at g-Al\u2082O\u2083 udviser en krystallinsk struktur med h\u00f8jt smeltepunkt og temperaturstabilitet samt en us\u00e6dvanlig skarp top ved 1,52 A\u207b\u00b9, der svarer til pseudobragg-planer, der dannes langs et hulrum; dette adskiller sig markant fra almindelige glasdannende oxider, da det viser, at denne sammens\u00e6tning skaber glas med en strukturelt s\u00e6rskilt karakter.<\/p>\n
Resultaterne af denne unders\u00f8gelse viser, at den glasinfiltrerede aluminiumoxidkeramik blev fremstillet efter en innovativ og historisk betydningsfuld opskrift, der adskilte sig markant fra traditionelle ark\u00e6ologiske glasopskrifter, idet den var tilpasset med henblik p\u00e5 at mindske udt\u00f8rringsproblemer forbundet med glas med h\u00f8jt aluminiumoxidindhold.<\/p>\n
Aluminiumoxid er et centralt element i skudsikre glasprodukter p\u00e5 grund af dets enest\u00e5ende trykmodstand og h\u00e5rdhed, hvilket g\u00f8r det til et uundv\u00e6rligt materiale i teknisk eller avanceret keramik, der er udviklet til ekstreme milj\u00f8er med krav til termisk stabilitet samt forh\u00f8jet slidstyrke. Aluminiumpulver kan ogs\u00e5 blandes med andre materialer til fremstilling af unikke glas- eller keramikprodukter i forskellige farver, former og st\u00f8rrelser samt tils\u00e6ttes i forskellige glasfremstillingsprocesser, s\u00e5som produktionsprocesser for aluminosilikatglas, der er kendt for deres ekstreme kemiske og termiske modstandsdygtighed.<\/p>\n
Aluminiumoxid anvendes i en lang r\u00e6kke industrielle sammenh\u00e6nge, lige fra ildfaste materialer og keramik til polerings- og slibemidler. Aluminiumoxid udg\u00f8r ogs\u00e5 en vigtig bestanddel i brandh\u00e6mmende midler og r\u00f8gd\u00e6mpende midler samt i medicinsk udstyr og anvendelser inden for bil- og rumfartsindustrien. Desuden kombineres det p\u00e5 grund af dets styrke og korrosionsbestandighed ofte med materialer som silica eller kalk for at opn\u00e5 optimale egenskaber i bestemte anvendelser.<\/p>\n
Forskere gennemf\u00f8rer unders\u00f8gelser med henblik p\u00e5 at forbedre aluminiumoxidets duktilitet ved at fremstille det i sin oprindelige, amorfe tilstand i stedet for i krystalform. Deres unders\u00f8gelser har vist, at denne form muligg\u00f8r deformation ved stuetemperatur, i mods\u00e6tning til enkeltkomponent-oxidglas, som ikke udviser denne egenskab. Deres forskning tyder p\u00e5, at pulslaserdeposition kan anvendes til fremstilling af denne form, hvor der dannes en amorf film, som derefter afk\u00f8les hurtigt efter dannelsen.<\/p>\n
Hurtig afk\u00f8ling g\u00f8r det muligt for molekyl\u00e6re bindinger at sl\u00e6kke og danne sig p\u00e5 ny, n\u00e5r de str\u00e6kkes, hvilket spreder de mekaniske sp\u00e6ndinger i stedet for at koncentrere dem p\u00e5 bestemte steder og dermed forhindrer, at der opst\u00e5r skarpe revner. Denne form for duktilitet ligner mere den, man finder i keramik, end i typiske glasprodukter.<\/p>\n
En m\u00e5de at \u00f8ge aluminiumoxidets duktilitet p\u00e5 er at tils\u00e6tte andre mineraler til glasmatrixen. Aluminosilikatglas kombinerer for eksempel 57-60% siliciumdioxid (SiO\u2082) med 16-20% aluminiumoxid (Al\u2082O\u2083), 5\u20137% calciumoxid (CaO), 6\u201312% magnesiumoxid (MgO) og bortrioxid (B\u2082O\u2083); denne type er kendt for sin ridsefasthed p\u00e5 mobile enheder.<\/p>\n
For at fremstille aluminiumoxidglas skal aluminiumoxidpulveret f\u00f8rst spr\u00f8jtegranuleres med et bindemiddel af polyvinylalkohol, s\u00e5 der dannes en let formbar r\u00e5form. N\u00e5r disse granulater er formet, kan de videreforarbejdes og formes til forskellige glas- og keramikprodukter ved hj\u00e6lp af t\u00f8rpresning, ekstrudering, spr\u00f8jtest\u00f8bning eller varm isostatisk presning.<\/p>\n
Som navnet antyder, tager fremstillingen af aluminiumoxidglas udgangspunkt i aluminiumoxid (Al\u2082O\u2083), der mere almindeligt kaldes \u201calumina\u201d. Producenter af aluminiummetal udvinder dette mineral fra jorden, f\u00f8r det forarbejdes til hvidt pulver, der bruges til at fremstille glas. Men i mods\u00e6tning til silica-baserede glas, s\u00e5som dem der fremstilles med silicapulver, besidder aluminiumoxid ikke de duktilitetsegenskaber, der er n\u00f8dvendige til visse anvendelser \u2013 forskere har rapporteret, at det kun deformeres under specifikke betingelser, s\u00e5som hurtige afk\u00f8lingshastigheder eller n\u00e5r det uds\u00e6ttes for ekstreme belastninger.<\/p>\n
Erkka Frankberg fra Tampere University of Technology i Finland ledede et team, der havde til form\u00e5l at overvinde denne barriere. Til dette form\u00e5l anvendte de en metode, der bestod af atomistisk modellering, eksperimentelle m\u00e5linger og molekyl\u00e6rdynamiksimuleringer, med henblik p\u00e5 at fremstille mikroskopiske film af aluminiumoxid, der muliggjorde ubegr\u00e6nset plastisk deformation.<\/p>\n
Forskerne spr\u00f8jtede aluminiumoxidpulver p\u00e5 glasperler og opvarmede dem derefter til temperaturer lige over deres glasovergangstemperatur, men under krystallisationspunktet. De lod perlerne k\u00f8le hurtigt af, inden de udf\u00f8rte analyser s\u00e5som r\u00f8ntgendiffraktion og differentiel termisk analyse p\u00e5 dem. Deres eksperimenter viste, at aluminiumoxidglas kunne str\u00e6kkes op til 8%, f\u00f8r de br\u00f8d, hvilket er betydeligt mere end siliciumdioxids typiske str\u00e6kning p\u00e5 2\u20132% og kompression p\u00e5 4\u201340%, f\u00f8r det br\u00f8d.<\/p>\n
Frankbergs team unders\u00f8gte mikrostrukturen i aluminiumoxidglas. De konstaterede, at det havde et molekyl\u00e6rt netv\u00e6rk, der var n\u00e6sten helt fri for defekter og med t\u00e6t atomar struktur, hvilket gjorde det muligt at skifte form let, n\u00e5r det blev udsat for belastning. Silicaglas har derimod flere huller i sin atomstruktur, hvilket begr\u00e6nser dets evne til at deformeres.<\/p>\n
Forskere har udviklet et aluminiumoxidglas med de sj\u00e6ldne grundstoffer wolfram- og tantaloxider for at opn\u00e5 unikke egenskaber s\u00e5som elektrisk ledningsevne og modstandsdygtighed over for kemisk nedbrydning, h\u00f8j styrke og ekstrem h\u00e5rdhed (9 p\u00e5 Mohs-skalaen).<\/p>\n
Forskerholdet har endnu ikke udviklet en effektiv fremgangsm\u00e5de til produktion af aluminiumoxidglas af kommerciel kvalitet, men de er fortsat optimistiske med hensyn til dets potentiale. Deres n\u00e6ste skridt g\u00e5r ud p\u00e5 at unders\u00f8ge n\u00e6rmere, hvad der f\u00e5r det til at fungere, inden de anvender deres viden til at udvikle andre typer glas med nyttige egenskaber.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Glass sands used to manufacture high alumina glasses typically contain low percentages of magnesia. This mineral sand may come from […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-75","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-alumina-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=75"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":76,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/75\/revisions\/76"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=75"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=75"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=75"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}