不可思议的透明铝！硬度媲美蓝宝石，美国想用它制造防弹铠甲

提到陶瓷你会想到什么？是景德镇不小心摔碎的碗，还是精美的艺术品？今天我要介绍的可不是传统意义上的陶瓷，而是一种"透明陶瓷"(Aluminium oxynitride)。

与玻璃不同，ALON的主要原材料并不是二氧化硅，也不是高分子化合物，而是铝、氧和氮。它的制作方法和陶瓷相似，将氮氧化铝粉末在高温下烧制，最后再抛光打磨，就得到透明的ALON了。它的硬度是石英玻璃的4倍，可以承受2150摄氏度的高温，比防弹玻璃还要强大。在电影《侏罗纪世界》中，出现的球形游览车就是用ALON制造的。

你有没有想过一个问题，为什么普通的陶瓷都有颜色，而ALON却能做到浑身透明？首先物体之所以看起来透明，是因为光线能够穿透它，且不会发生强烈的反射和散射。对于普通陶瓷来说，它的内部有很多微气孔，这会使光线反射和折射到四面八方，陶瓷内部的杂质也会散射光线，降低它的透光性。

普通陶瓷材料的构成不是单相，而是多相组成结构。也就是说，光线会在不同的晶相界面上发生散射，同时它的晶体结构为"各向异性"，这使光线从一个晶粒向邻近的晶粒入射时，发生双折射现象，进而产生散射造成不透光性。最后，陶瓷的表面也不够光滑，这同样会散射光线。

而ALON作为一种新型材料，它的组成结构为单向，且晶体结构是"各向同性"的立方晶系，可以理解为材料内部的晶粒排列整齐，再加上表面经过机械抛光，自然就不会发生散射。

现在了解了ALON透明的原因，ALON的硬度有多强？将一颗25克的黄岗岩扔在1.27厘米厚的普通硼硅酸盐玻璃上，玻璃会瞬间破碎，而将它扔到一块ALON上，透明陶瓷毫发无损，反倒是石头粉身碎骨了。

如果说与普通玻璃相比有点欺负人，那接下来就看看ALON与防弹玻璃的对局。我们可以把防弹玻璃想象成一个"汉堡"，即在两层玻璃中间夹了一层"PVB树脂"，它拥有极强的柔韧性和粘性，所以当子弹射中玻璃后，后，中间的夹层会将玻璃碎片粘合在一起，并将子弹的大部分动能转化为热能。而夹的PVB层数越多，防弹玻璃的抗击打能力就越强。

在此次实验中，ALON防弹铠甲和防弹玻璃使用了同样的夹层，但是二者的厚度明显不同。用12.7×99毫米口径的北约弹进行射击，从慢镜头下可以看到子弹轻松穿过了9.4厘米厚的防弹玻璃，而4厘米厚的ALON防弹铠甲却抵挡住了子弹的袭击。

那么问题来了，既然ALON如此优秀，为什么ALON几乎没有应用？其实早在2005年，美国军方就想将其安装在悍马汽车上，奈何ALON的价格太过昂贵。当时每平方英寸的防弹玻璃价格约为3.25美金，而ALON的价格在10到15美金。

直到2009年美国Surmet公司获得了相关专利，才在2013年与美国国防部合作时供应了一款ALON陶瓷玻璃窗。同样碍于价格因素，ALON也迟迟没有进入民用领域。2018年曾有消息称蔡司要推出首款用ALON制造的镜头，不过至今也没有后续。

钢板都能被打穿，为什么防弹玻璃能挡住子弹？一文轻松看懂透明陶瓷是怎么回事--中国粉体网。