Алюмосиликатное стекло едва не стало самым прочным стеклом в мире

Ученые-материаловеды из Университета Байройта в Германии разработали новый материал из категории стекла с рекордной прочностью на излом 1,99 МПа (это в 2,6 раза выше, чем у Gorilla Glass — прим. ред. Техкульт). По этому параметру он сопоставим с прозрачным алюминием, он же оксинитрид алюминия, коммерческое название ALON, прочность которого составляет 2,00 МПа. Однако оба этих вещества уступают AM-III, оно же фуллереновое стекло.

Сложность в определении самого прочного стекла в мире связано с толкованием самого понятия «стекла». Этим термином обозначают очень разные по своей природе материалы, но с общими признаками. Так, прозрачный алюминий создается путем сплавления атомов алюминия, кислорода и азота в прозрачную керамику. Для этого оксид алюминия смешивается с сажей и разогревается до 1650-1850 ℃ в атмосфере, богатой азотом.

Исследователи из Байройта взяли типичное оксидное стекло, смешали его с алюмосиликатом, затем нагрели смесь до 1000°С, поддерживая давление 10-15 ГПа. Получилось вещество с паракристаллической структурой, которая очень напоминает таковую у ALON, и обеспечивает материалу рекордную прочность. Принципиальная разница в том, что алюмосиликатное стекло изготавливают с заменой азота бором.

Для создания AM-III китайские ученые разогрели фуллерен до 1200 ℃ под давлением 25 ГПа, но растянули этот процесс на 12 часов. Получилось стекло с твердостью 113 ГПа по Виккерсу, притом, что у большинства природных алмазов она составляет всего 70-110 ГПа. Данное вещество можно назвать самым прочным стеклом в мире, хотя структурно это совсем не то «стекло», что алюмосиликатное или алюминиевая керамика.

Обычное стекло (слева) и стекло с паракристаллической структурой (справа). Светлые области имеют повышенную прочность