Aplicarea materialelor din pământuri rare în tehnologia militară modernă

Pământuri rare,Cunoscute drept „comoara” de materiale noi, ca material funcțional special, pot îmbunătăți considerabil calitatea și performanța altor produse și sunt cunoscute ca „vitaminele” industriei moderne. Nu numai că sunt utilizate pe scară largă în industrii tradiționale precum metalurgia, petrochimia, vitroceramica, filarea lânii, pielăria și agricultura, dar joacă și un rol indispensabil în materiale precum fluorescența, magnetismul, laserul, comunicarea prin fibră optică, stocarea energiei hidrogenului, supraconductivitatea etc. Acestea afectează direct viteza și nivelul de dezvoltare al industriilor emergente de înaltă tehnologie, cum ar fi instrumentele optice, electronica, industria aerospațială și industria nucleară. Aceste tehnologii au fost aplicate cu succes în tehnologia militară, promovând considerabil dezvoltarea tehnologiei militare moderne.

Rolul special jucat depământuri rareNoile materiale din tehnologia militară modernă au atras o atenție deosebită din partea guvernelor și experților din diferite țări, fiind enumerate ca elemente cheie în dezvoltarea industriilor de înaltă tehnologie și a tehnologiei militare de către departamentele relevante ale unor țări precum Statele Unite și Japonia.

O scurtă introducere înPământ rarși relația lor cu armata și apărarea națională
Strict vorbind, toate elementele de pământuri rare au anumite aplicații militare, dar cel mai important rol pe care îl joacă în apărarea națională și în domeniile militare ar trebui să fie în aplicații precum telemetria cu laser, ghidarea cu laser și comunicațiile cu laser.

Aplicareapământuri rareoțel șipământuri rarefonta ductilă în tehnologia militară modernă

1.1 AplicareaPământ rarOțelul în tehnologia militară modernă

Funcția include două aspecte: purificarea și alierea, în principal desulfurarea, dezoxidarea și îndepărtarea gazelor, eliminarea influenței impurităților dăunătoare cu punct de topire scăzut, rafinarea granulelor și structurii, afectarea punctului de tranziție de fază al oțelului și îmbunătățirea călibilității și a proprietăților sale mecanice. Personalul științific și tehnologic militar a dezvoltat numeroase materiale din pământuri rare potrivite pentru utilizarea în arme, utilizând proprietățile...pământuri rare.

1.1.1 Oțel blindat

Încă de la începutul anilor 1960, industria de armament din China a început să cerceteze aplicarea pământurilor rare în oțelul blindat și oțelul pentru arme de foc și a produs succesivpământuri rareoțel blindat precum 601, 603 și 623, inaugurând o nouă eră a materiilor prime cheie pentru producția de tancuri în China, bazată pe producția internă.

1.1.2Pământ raroțel carbon

La mijlocul anilor 1960, China a adăugat 0,05%pământuri rareelemente pentru un anumit oțel carbon de înaltă calitate pentru a producepământuri rareOțel carbon. Valoarea impactului lateral al acestui oțel din pământuri rare este crescută cu 70% până la 100% față de oțelul carbon original, iar valoarea impactului la -40 ℃ este aproape dublată. Tubul cartușului cu diametru mare fabricat din acest oțel a fost dovedit prin teste de tragere în poligonul de tragere că îndeplinește pe deplin cerințele tehnice. În prezent, China l-a finalizat și a pus în producție, realizând dorința de lungă durată a Chinei de a înlocui cuprul cu oțel în materialul cartușului.

1.1.3 Oțel cu conținut ridicat de mangan din pământuri rare și oțel turnat din pământuri rare

Pământ raroțelul cu conținut ridicat de mangan este utilizat pentru fabricarea plăcilor de cale a cisternelor, în timp cepământuri rareOțelul turnat este utilizat pentru fabricarea aripilor de coadă, a frânelor de pe gura țevii și a componentelor structurale de artilerie pentru proiectile de mare viteză. Acest lucru poate reduce etapele de procesare, poate îmbunătăți utilizarea oțelului și poate atinge indicatori tactici și tehnici.

1.2 Aplicarea fontei nodulare din pământuri rare în tehnologia militară modernă

În trecut, materialele pentru proiectilele din camera frontală din China erau fabricate din fontă semirigidă, compusă din fontă brută de înaltă calitate, amestecată cu 30% până la 40% fier vechi. Datorită rezistenței reduse, fragilității ridicate, fragmentării efective scăzute și neascuțite după explozie și puterii de ucidere slabe, dezvoltarea corpurilor de proiectile din camera frontală a fost cândva restricționată. Din 1963, diferite calibre de obuze de mortar au fost fabricate folosind fontă ductilă din pământuri rare, care le-a crescut proprietățile mecanice de 1-2 ori, a multiplicat numărul de fragmente efective și a ascuțit muchiile fragmentelor, sporindu-le considerabil puterea de ucidere. Corpul de luptă al unui anumit tip de cartuș de tun și al cartușului de tun de câmp fabricat din acest material în țara noastră are un număr efectiv de fragmentare și o rază de ucidere densă puțin mai bune decât corpul de oțel.

Aplicarea materialelor neferoasealiaj de pământuri rareprecum magneziul și aluminiul în tehnologia militară modernă

Pământuri rareau o activitate chimică ridicată și raze atomice mari. Atunci când sunt adăugate la metale neferoase și aliajele acestora, acestea pot rafina dimensiunea granulelor, pot preveni segregarea, pot elimina gazele, impuritățile și purifica, precum și pot îmbunătăți structura metalografică, atingând astfel obiective cuprinzătoare, cum ar fi îmbunătățirea proprietăților mecanice, a proprietăților fizice și a performanței de procesare. Lucrătorii interni și străini din domeniul materialelor au utilizat proprietățile...pământuri raresă dezvolte noipământuri rarealiaje de magneziu, aliaje de aluminiu, aliaje de titan și aliaje pentru temperaturi înalte. Aceste produse au fost utilizate pe scară largă în tehnologiile militare moderne, cum ar fi avioane de vânătoare, avioane de asalt, elicoptere, vehicule aeriene fără pilot și sateliți cu rachete.

2.1Pământ raraliaj de magneziu

Pământ rarAliajele de magneziu au o rezistență specifică ridicată, pot reduce greutatea aeronavei, pot îmbunătăți performanța tactică și au perspective largi de aplicare.pământuri rareAliajele de magneziu dezvoltate de China Aviation Industry Corporation (denumită în continuare AVIC) includ aproximativ 10 clase de aliaje de magneziu turnate și aliaje de magneziu deformate, multe dintre acestea fiind utilizate în producție și având o calitate stabilă. De exemplu, aliajul de magneziu turnat ZM 6 cu neodim, un metal de pământuri rare, ca aditiv principal, a fost extins pentru a fi utilizat în piese importante, cum ar fi carcasele de reducție spate ale elicopterelor, nervurile aripilor de vânătoare și plăcile de presiune ale rotorului pentru generatoare de 30 kW. Aliajul de magneziu de înaltă rezistență din pământuri rare BM25, dezvoltat în comun de China Aviation Corporation și Nonferrous Metals Corporation, a înlocuit unele aliaje de aluminiu de rezistență medie și a fost aplicat în aeronavele de impact.

2.2Pământ raraliaj de titan

La începutul anilor 1970, Institutul de Materiale Aeronautice din Beijing (denumit Institutul) a înlocuit o parte din aluminiu și siliciu cumetale de pământuri rare ceriu (Ce) în aliajele de titan Ti-A1-Mo, limitând precipitarea fazelor fragile și îmbunătățind rezistența la căldură și stabilitatea termică a aliajului. Pe această bază, a fost dezvoltat un aliaj de titan turnat de înaltă performanță, rezistent la temperaturi ridicate, ZT3, care conține ceriu. Comparativ cu aliaje internaționale similare, acesta prezintă anumite avantaje în ceea ce privește rezistența la căldură, rezistența și performanța procesului. Carcasa compresorului fabricată cu acesta este utilizată pentru motorul W PI3 II, reducând greutatea fiecărei aeronave cu 39 kg și crescând raportul împingere/greutate cu 1,5%. În plus, etapele de procesare sunt reduse cu aproximativ 30%, obținându-se beneficii tehnice și economice semnificative, umplând golul utilizării carcaselor de titan turnat pentru motoarele de aviație din China în condiții de 500 ℃. Cercetările au arătat că există mici...oxid de ceriuparticule din microstructura aliajului ZT3 care conțineceriu.Ceriucombină o parte din oxigenul din aliaj pentru a forma un material refractar și de înaltă duritateoxid de pământuri rarematerial, Ce2O3. Aceste particule împiedică mișcarea dislocațiilor în timpul deformării aliajului, îmbunătățind performanța aliajului la temperaturi ridicate.Ceriucaptează unele impurități de gaz (în special la limitele granulelor), ceea ce poate întări aliajul, menținând în același timp o bună stabilitate termică. Aceasta este prima încercare de a aplica teoria întăririi dificile la punctele de solut în turnarea aliajelor de titan. În plus, după ani de cercetare, Institutul de Materiale pentru Aviație a dezvoltat materiale stabile și ieftineoxid de ytriuMateriale din nisip și pulbere în procesul de turnare de precizie în soluție de aliaj de titan, utilizând o tehnologie specială de tratare a mineralizării. S-au atins niveluri bune de greutate specifică, duritate și stabilitate față de titanul lichid. În ceea ce privește ajustarea și controlul performanței suspensiei de înveliș, s-a demonstrat o superioritate mai mare. Avantajul remarcabil al utilizării învelișului de oxid de ytriu pentru fabricarea pieselor turnate din titan este că, în condiții în care calitatea și nivelul de proces al pieselor turnate sunt comparabile cu cele ale procesului de stratificare superficială a tungstenului, este posibilă fabricarea de piese turnate din aliaj de titan care sunt mai subțiri decât cele ale procesului de stratificare superficială a tungstenului. În prezent, acest proces a fost utilizat pe scară largă în fabricarea diferitelor piese turnate din aeronave, motoare și civile.

2.3Pământ raraliaj de aluminiu

Aliajul de aluminiu turnat HZL206, rezistent la căldură și care conține pământuri rare, dezvoltat de AVIC, are proprietăți mecanice superioare la temperaturi ridicate și la temperatura camerei în comparație cu aliajele care conțin nichel din străinătate și a atins nivelul avansat al aliajelor similare din străinătate. Acum este utilizat ca supapă rezistentă la presiune pentru elicoptere și avioane de vânătoare cu o temperatură de lucru de 300 ℃, înlocuind aliajele de oțel și titan. A redus greutatea structurală și a fost introdus în producție de masă. Rezistența la tracțiune a...pământuri rareAliajul hipereutectic de aluminiu-siliciu ZL117, la 200-300 ℃, este mai mare decât cel al aliajelor de piston vest-germane KS280 și KS282. Rezistența sa la uzură este de 4-5 ori mai mare decât cea a aliajelor de piston utilizate în mod obișnuit ZL108, având un coeficient de dilatare liniară mic și o stabilitate dimensională bună. A fost utilizat în accesorii pentru aviație, compresoare de aer KY-5, KY-7 și pistoane pentru motoare de aviație. Adăugarea de...pământuri rareelementelor la aliajele de aluminiu îmbunătățește semnificativ microstructura și proprietățile mecanice. Mecanismul de acțiune al elementelor de pământuri rare în aliajele de aluminiu este de a forma o distribuție dispersată, iar compușii mici de aluminiu joacă un rol semnificativ în consolidarea celei de-a doua faze; Adăugarea depământuri rareelementele joacă un rol în degazare și purificare, reducând astfel numărul de pori din aliaj și îmbunătățind performanța acestuia;Pământ rarCompușii de aluminiu, ca nuclee cristaline eterogene pentru rafinarea granulelor și a fazelor eutectice, sunt, de asemenea, un tip de modificator; Elementele de pământuri rare promovează formarea și rafinarea fazelor bogate în fier, reducând efectele lor nocive. α— Cantitatea de fier din soluția solidă din A1 scade odată cu creștereapământuri rareîn plus, ceea ce este benefic și pentru îmbunătățirea rezistenței și plasticității.

Aplicareapământuri raremateriale de combustie în tehnologia militară modernă

3.1 Purmetale de pământuri rare

Purmetale de pământuri rare, datorită proprietăților lor chimice active, sunt predispuși să reacționeze cu oxigenul, sulful și azotul pentru a forma compuși stabili. Atunci când sunt supuse unei frecări și impacturi intense, scânteile pot aprinde materiale inflamabile. Prin urmare, încă din 1908, a fost transformat în silex. S-a constatat că printre cele 17pământuri rareelemente, șase elemente inclusivceriu, lantan, neodim, praseodim, samariușiytriuau performanțe deosebit de bune la incendiere. Oamenii au transformat proprietățile incendiare ale rsunt metale pământoaseîn diverse tipuri de arme incendiare, cum ar fi racheta americană Mark 82 de 227 kg, care foloseștemetale de pământuri rarecăptușeală, care nu numai că produce efecte explozive de ucidere, ci și efecte de incendiere. Fogositorul rachetei americane aer-sol „Damping Man” este echipat cu 108 tije pătrate din metale de pământuri rare ca și căptușeli, înlocuind unele fragmente prefabricate. Testele statice de explozie au arătat că capacitatea sa de a aprinde combustibilul de aviație este cu 44% mai mare decât cea a celor necăptușelite.

3.2 Mixtmetale de pământuri rares

Din cauza prețului ridicat al produselor puremetale din pământuri rare,diverse țări utilizează pe scară largă materiale compozite ieftinemetale de pământuri rareîn arme cu combustie. Compozitulmetale de pământuri rareAgentul de combustie este încărcat în învelișul metalic sub presiune înaltă, cu o densitate a agentului de combustie de (1,9~2,1) × 10³ kg/m³, viteză de combustie 1,3-1,5 m/s, diametrul flăcării de aproximativ 500 mm, temperatura flăcării de până la 1715-2000 ℃. După ardere, durata de încălzire a corpului incandescent este mai mare de 5 minute. În timpul războiului din Vietnam, armata americană a lansat o grenadă incendiară de calibrul 40 mm folosind un lansator, iar căptușeala de aprindere din interior era fabricată dintr-un metal mixt de pământuri rare. După ce proiectilul explodează, fiecare fragment cu căptușeală de aprindere poate aprinde ținta. La acea vreme, producția lunară a bombei ajungea la 200.000 de cartușe, cu un maxim de 260.000 de cartușe.

3.3Pământ raraliaje de combustie

Apământuri rareAliajul de combustie cu o greutate de 100 g poate forma 200-3000 de scântei cu o zonă mare de acoperire, echivalentă cu raza de ucidere a cartușelor perforante și perforatoare de blindaj. Prin urmare, dezvoltarea muniției multifuncționale cu putere de combustie a devenit una dintre principalele direcții de dezvoltare a muniției în țară și în străinătate. Performanța tactică a cartușelor perforante și perforatoare de blindaj impune ca, după penetrarea blindajului tancului inamic, să poată aprinde și combustibilul și muniția pentru a distruge complet tancul. Grenadele trebuie să aprindă proviziile militare și instalațiile strategice aflate în raza lor de acțiune. Se pare că o bombă incendiară din metale rare din plastic fabricată în Statele Unite are un corp din nailon armat cu fibră de sticlă și un miez din aliaj mixt de pământuri rare, care este utilizat pentru a avea efecte mai bune împotriva țintelor care conțin combustibil pentru aviație și materiale similare.

Aplicarea a 4Pământ rarMateriale în Protecția Militară și Tehnologia Nucleară

4.1 Aplicație în tehnologia de protecție militară

Elementele de pământuri rare au proprietăți de rezistență la radiații. Centrul Național pentru Secțiuni Transversale Neutronice din Statele Unite a folosit materiale polimerice ca substrat și a realizat două tipuri de plăci cu o grosime de 10 mm, cu sau fără adăugarea de elemente de pământuri rare pentru testarea protecției împotriva radiațiilor. Rezultatele arată că efectul de ecranare termică a neutronilor alpământuri rarematerialele polimerice sunt de 5-6 ori mai bune decât cele alepământuri raremateriale polimerice libere. Materialele din pământuri rare cu elemente adăugate, cum ar fisamariu, europiu, gadoliniu, disprosiu, etc. au cea mai mare secțiune transversală de absorbție a neutronilor și au un efect bun asupra captării neutronilor. În prezent, principalele aplicații ale materialelor antiradiații din pământuri rare în tehnologia militară includ următoarele aspecte.

4.1.1 Protecție împotriva radiațiilor nucleare

Statele Unite folosesc 1% bor și 5% elemente de pământuri raregadoliniu, samariușilantanpentru a realiza un beton rezistent la radiații cu o grosime de 600 m pentru ecranarea surselor de neutroni de fisiune din reactoarele piscinelor. Franța a dezvoltat un material de protecție împotriva radiațiilor din pământuri rare prin adăugarea de boruri,pământuri rarecompuși saualiaje de pământuri rarepe grafit ca substrat. Materialul de umplutură al acestui material compozit de ecranare trebuie distribuit uniform și transformat în piese prefabricate, care sunt plasate în jurul canalului reactorului în funcție de diferitele cerințe ale pieselor de ecranare.

4.1.2 Protecție termică împotriva radiațiilor din rezervor

Este alcătuit din patru straturi de furnir, cu o grosime totală de 5-20 cm. Primul strat este realizat din plastic armat cu fibră de sticlă, cu pulbere anorganică adăugată cu 2%.pământuri rarecompuși ca materiale de umplutură pentru a bloca neutronii rapizi și a absorbi neutronii lenți; Al doilea și al treilea strat adaugă grafit de bor, polistiren și elemente de pământuri rare reprezentând 10% din cantitatea totală de umplutură la primul pentru a bloca neutronii de energie intermediară și a absorbi neutronii termici; Al patrulea strat folosește grafit în loc de fibră de sticlă și adaugă 25%pământuri rarecompuși care absorb neutronii termici.

4.1.3 Alții

Aplicareapământuri rareAcoperirile antiradiații ale tancurilor, navelor, adăposturilor și altor echipamente militare pot avea un efect antiradiații.

4.2 Aplicații în tehnologia nucleară

Pământ raroxid de ytriupoate fi utilizat ca absorbant combustibil pentru combustibilul de uraniu în reactoarele cu apă clocotită (BWR). Dintre toate elementele,gadoliniuare cea mai puternică capacitate de a absorbi neutroni, cu aproximativ 4600 de ținte pe atom. Fiecare element naturalgadoliniuatomul absoarbe în medie 4 neutroni înainte de a ceda. Când este amestecat cu uraniu fisionabil,gadoliniupoate promova arderea, reduce consumul de uraniu și crește producția de energie.Oxid de gadoliniunu produce deuteriu ca produs secundar nociv, precum carbura de bor, și poate fi compatibil atât cu combustibilul de uraniu, cât și cu materialul său de acoperire în timpul reacțiilor nucleare. Avantajul utilizăriigadoliniuîn loc de bor este acelagadoliniupoate fi amestecat direct cu uraniu pentru a preveni expansiunea barelor de combustibil nuclear. Conform statisticilor, în prezent există 149 de reactoare nucleare planificate la nivel mondial, dintre care 115 reactoare cu apă sub presiune utilizează pământuri rareoxid de gadoliniu. Pământ rarsamariu, europiușidisprosiuau fost utilizați ca absorbanți de neutroni în generatoarele de neutroni.Pământ rar ytriuare o secțiune transversală de captare mică în neutroni și poate fi utilizat ca material pentru țevi pentru reactoarele cu sare topită. Folii subțiri cu adaospământuri rare gadoliniuşidisprosiupot fi utilizate ca detectoare de câmp neutronic în ingineria aerospațială și nucleară, cantități mici depământuri raretuliuşierbiupot fi utilizate ca materiale țintă pentru generatoarele de neutroni cu tuburi etanșe șioxid de pământuri rareCeramica metalo-fieroasă cu europiu poate fi utilizată pentru a realiza plăci de susținere a controlului reactorului îmbunătățite.Pământ rargadoliniupoate fi folosit și ca aditiv de acoperire pentru a preveni radiațiile neutronice și vehicule blindate acoperite cu acoperiri speciale care conținoxid de gadoliniupoate preveni radiațiile neutronice.Pământ rar yterbiueste utilizat în echipamente pentru măsurarea geostresului cauzat de exploziile nucleare subterane. Cândoase rarehyterbiueste supusă unei forțe, rezistența crește, iar variația rezistenței poate fi utilizată pentru a calcula presiunea la care este supusă. Legăturăpământuri rare gadoliniuFolia depusă prin depunere în fază de vapori și acoperire eșalonată cu un element sensibil la stres poate fi utilizată pentru măsurarea stresului nuclear ridicat.

5, AplicareaPământ rarMateriale magnetice permanente în tehnologia militară modernă

Cel/Cea/Cei/Celepământuri rareMaterialul magnetic permanent, aclamat ca noua generație de regi magnetici, este cunoscut în prezent ca fiind materialul magnetic permanent cu cea mai înaltă performanță. Are proprietăți magnetice de peste 100 de ori mai mari decât oțelul magnetic utilizat în echipamentele militare din anii 1970. În prezent, a devenit un material important în tehnologia electronică modernă de comunicare, fiind utilizat în tuburile cu unde călătoare și circulatoarele din sateliții artificiali ai Pământului, radare și alte domenii. Prin urmare, are o importanță militară semnificativă.

SamariuMagneții de cobalt și magneții de neodim fier-bor sunt utilizați pentru focalizarea fasciculului de electroni în sistemele de ghidare a rachetelor. Magneții sunt principalele dispozitive de focalizare pentru fasciculele de electroni și transmit date către suprafața de control a rachetei. Există aproximativ 2,27-4,54 kg de magneți în fiecare dispozitiv de ghidare prin focalizare al rachetei. În plus,pământuri rareMagneții sunt folosiți și pentru a acționa motoarele electrice și a roti cârma rachetelor ghidate. Avantajele lor constau în proprietățile magnetice mai puternice și greutatea mai mică în comparație cu magneții originali din aluminiu, nichel și cobalt.

6. AplicareaPământ rarMateriale laser în tehnologia militară modernă

Laserul este un nou tip de sursă de lumină care are o monocromaticitate, direcționalitate și coerență bune și poate atinge o luminozitate ridicată. Laserul șipământuri rareMaterialele laser s-au născut simultan. Până în prezent, aproximativ 90% din materialele laser implicăpământuri rareDe exemplu,ytriuCristalul de granat de aluminiu este un laser utilizat pe scară largă, care poate obține o putere mare continuă la temperatura camerei. Aplicarea laserelor în stare solidă în armata modernă include următoarele aspecte.

6.1 Măsurarea distanței cu laser

Cel/Cea/Cei/CeleneodimdopatytriuTelemetrul laser din granat de aluminiu, dezvoltat de țări precum Statele Unite, Marea Britanie, Franța și Germania, poate măsura distanțe de până la 4000 până la 20000 de metri cu o precizie de 5 metri. Sisteme de arme precum MI american, Leopard II german, Leclerc francez, Type 90 japonez, Mecca israelian și cel mai recent tanc Challenger 2 dezvoltat de britanici utilizează toate acest tip de telemetru laser. În prezent, unele țări dezvoltă o nouă generație de telemetre laser solide pentru siguranța ochilor umani, cu o gamă de lungimi de undă de lucru de 1,5-2,1 μM. Telemetrele laser portabile au fost dezvoltate folosind...holmiudopatytriulasere cu fluorură de litiu în Statele Unite și Regatul Unit, cu o lungime de undă de lucru de 2,06 μM, cu o rază de acțiune de până la 3000 m. Statele Unite au colaborat, de asemenea, cu companii internaționale de lasere pentru a dezvolta un laser dopat cu erbiuytriuLaser cu fluorură de litiu cu o lungime de undă de 1,73 μM, cu telemetru laser și puternic echipat cu trupe. Lungimea de undă a laserului telemetrului militar al Chinei este de 1,06 μM, variind de la 200 la 7000 m. China obține date importante de la teodolitele laser de televiziune în măsurătorile de distanță a țintei în timpul lansării de rachete cu rază lungă de acțiune, rachete și sateliți de comunicații experimentali.

6.2 Ghidare cu laser

Bombele ghidate cu laser utilizează lasere pentru ghidarea terminală. Laserul Nd·YAG, care emite zeci de impulsuri pe secundă, este utilizat pentru a iradia laserul țintă. Impulsurile sunt codificate, iar impulsurile luminoase pot autoghida răspunsul rachetei, prevenind astfel interferențele cauzate de lansarea rachetelor și obstacolele ridicate de inamic. Bomba planor GBV-15 a armatei americane, cunoscută și sub numele de „bomba dibăcă”. În mod similar, poate fi utilizată și pentru fabricarea de obuze ghidate cu laser.

6.3 Comunicare cu laser

Pe lângă Nd · YAG, puterea laser a litiuluineodimCristalul de fosfat (LNP) este polarizat și ușor de modulat, ceea ce îl face unul dintre cele mai promițătoare materiale microlasere. Este potrivit ca sursă de lumină pentru comunicațiile cu fibră optică și se așteaptă să fie aplicat în optica integrată și comunicarea cosmică. În plus,ytriuGranatul de fier (Y3Fe5O12) monocristal poate fi utilizat ca diverse dispozitive magnetostatice cu unde de suprafață folosind tehnologia de integrare a microundelor, ceea ce face ca dispozitivele să fie integrate și miniaturizate și având aplicații speciale în telecomanda radar, telemetrie, navigație și contramăsuri electronice.

7. AplicareaPământ rarMateriale supraconductoare în tehnologia militară modernă

Când un anumit material prezintă o rezistență zero sub o anumită temperatură, aceasta este cunoscută sub numele de supraconductivitate, care este temperatura critică (Tc). Supraconductorii sunt un tip de material antimagnetic care respinge orice încercare de a aplica un câmp magnetic sub temperatura critică, cunoscut sub numele de efectul Meisner. Adăugarea de elemente de pământuri rare la materialele supraconductoare poate crește considerabil temperatura critică Tc. Acest lucru promovează considerabil dezvoltarea și aplicarea materialelor supraconductoare. În anii 1980, țări dezvoltate precum Statele Unite și Japonia au adăugat o anumită cantitate deoxid de pământuri rarecum ar filantan, ytriu,europiușierbiula oxid de bariu șioxid de cuprucompuși, care au fost amestecați, presați și sinterizați pentru a forma materiale ceramice supraconductoare, ceea ce a extins aplicarea pe scară largă a tehnologiei supraconductoare, în special în aplicații militare.

7.1 Circuite integrate supraconductoare

În ultimii ani, cercetări privind aplicarea tehnologiei supraconductoare în computerele electronice au fost efectuate în străinătate, iar circuite integrate supraconductoare au fost dezvoltate folosind materiale ceramice supraconductoare. Dacă acest tip de circuit integrat este utilizat pentru fabricarea computerelor supraconductoare, acesta nu va fi doar de dimensiuni reduse, ușor și convenabil de utilizat, ci va avea și o viteză de calcul de 10 până la 100 de ori mai mare decât computerele semiconductoare, cu operațiuni în virgulă mobilă care ating de 300 până la 1 trilion de ori pe secundă. Prin urmare, armata americană prezice că, odată cu introducerea computerelor supraconductoare, acestea vor deveni un „multiplicator” pentru eficiența de luptă a sistemului C1 în armată.

7.2 Tehnologia de explorare magnetică supraconductoare

Componentele sensibile la matrice magnetică, realizate din materiale ceramice supraconductoare, au un volum mic, ceea ce facilitează integrarea și organizarea în rețea. Acestea pot forma sisteme de detecție multicanal și multiparametri, crescând considerabil capacitatea de informare a unității și îmbunătățind considerabil distanța de detecție și precizia detectorului magnetic. Utilizarea magnetometrelor supraconductoare nu numai că poate detecta ținte în mișcare, cum ar fi tancuri, vehicule și submarine, dar poate și măsura dimensiunea acestora, ceea ce duce la schimbări semnificative în tactici și tehnologii precum războiul antitanc și antisubmarin.

Se pare că Marina SUA a decis să dezvolte un satelit de teledetecție folosind acest lucru.pământuri rarematerial supraconductor pentru a demonstra și îmbunătăți tehnologia tradițională de teledetecție. Acest satelit, numit Observatorul Naval de Imagini ale Pământului, a fost lansat în anul 2000.

8. AplicareaPământ rarMateriale magnetostrictive gigantice în tehnologia militară modernă

Pământ rarMaterialele magnetostrictive gigantice sunt un nou tip de material funcțional, dezvoltat recent la sfârșitul anilor 1980 în străinătate. Se referă în principal la compuși de fier din pământuri rare. Acest tip de material are o valoare magnetostrictivă mult mai mare decât fierul, nichelul și alte materiale, iar coeficientul său magnetostrictiv este de aproximativ 10²-10³ ori mai mare decât cel al materialelor magnetostrictive generale, de aceea se numește materiale magnetostrictive mari sau gigantice. Dintre toate materialele comerciale, materialele magnetostrictive gigantice din pământuri rare au cea mai mare valoare de deformare și energie sub acțiune fizică. În special odată cu dezvoltarea cu succes a aliajului magnetostrictiv Terfenol-D, s-a deschis o nouă eră a materialelor magnetostrictive. Atunci când Terfenol-D este plasat într-un câmp magnetic, variația sa dimensională este mai mare decât cea a materialelor magnetice obișnuite, ceea ce permite obținerea unor mișcări mecanice de precizie. În prezent, este utilizat pe scară largă în diverse domenii, de la sisteme de alimentare cu combustibil, controlul supapelor de lichid, micropoziționare până la actuatoare mecanice pentru telescoape spațiale și regulatoare de aripi de aeronave. Dezvoltarea tehnologiei materialelor Terfenol-D a făcut progrese revoluționare în tehnologia de conversie electromecanică. Și a jucat un rol important în dezvoltarea tehnologiei de ultimă generație, a tehnologiei militare și în modernizarea industriilor tradiționale. Aplicarea materialelor magnetostrictive din pământuri rare în armata modernă include în principal următoarele aspecte:

8.1 Sonar

Frecvența generală de emisie a sonarului este peste 2 kHz, însă sonarul de joasă frecvență sub această frecvență are avantajele sale speciale: cu cât frecvența este mai mică, cu atât atenuarea este mai mică, cu atât unda sonoră se propagă mai departe și cu atât ecranarea ecoului subacvatic este mai puțin afectată. Sonarele fabricate din material Terfenol-D pot îndeplini cerințele de putere mare, volum mic și frecvență joasă, așa că s-au dezvoltat rapid.

8.2 Traductoare electromecanice

Utilizat în principal pentru dispozitive mici cu acțiune controlată - actuatoare. Inclusiv precizie de control care atinge nivelul nanometric, precum și pompe servo, sisteme de injecție de combustibil, frâne etc. Utilizat pentru mașini militare, aeronave și nave spațiale militare, roboți militari etc.

8.3 Senzori și dispozitive electronice

Cum ar fi magnetometre de buzunar, senzori pentru detectarea deplasării, forței și accelerației și dispozitive reglabile cu unde acustice de suprafață. Acestea din urmă sunt utilizate pentru senzori de fază în mine, sonare și componente de stocare în computere.

9. Alte materiale

Alte materiale, cum ar fipământuri raremateriale luminescente,pământuri raremateriale de stocare a hidrogenului, materiale magnetorezistive gigantice din pământuri rare,pământuri raremateriale magnetice de refrigerare șipământuri rareMaterialele de stocare magneto-optică au fost aplicate cu succes în armata modernă, îmbunătățind considerabil eficiența în luptă a armelor moderne. De exemplu,pământuri rareMaterialele luminescente au fost aplicate cu succes în dispozitivele de vedere nocturnă. În oglinzile de vedere nocturnă, fosforul din pământuri rare transformă fotonii (energia luminoasă) în electroni, care sunt amplificați prin milioane de găuri mici în planul microscopului cu fibră optică, reflectându-se înainte și înapoi de perete, eliberând mai mulți electroni. Unii fosfor din pământuri rare de la capătul din spate transformă electronii înapoi în fotoni, astfel încât imaginea poate fi văzută cu un ocular. Acest proces este similar cu cel al unui ecran de televizor, undepământuri rarepulberea fluorescentă emite o anumită imagine colorată pe ecran. Industria americană folosește de obicei pentoxid de niobiu, dar pentru ca sistemele de vedere nocturnă să aibă succes, elementul pământos rarlantaneste o componentă crucială. În Războiul din Golf, forțele multinaționale au folosit aceste ochelari de vedere nocturnă pentru a observa țintele armatei irakiene în mod repetat, în schimbul unei mici victorii.

10. Concluzie

Dezvoltareapământuri rareIndustria a promovat eficient progresul cuprinzător al tehnologiei militare moderne, iar îmbunătățirea tehnologiei militare a impulsionat, de asemenea, dezvoltarea prosperă apământuri rareindustrie. Cred că, odată cu avansul rapid al științei și tehnologiei mondiale,pământuri rareprodusele vor juca un rol mai important în dezvoltarea tehnologiei militare moderne, datorită funcțiilor lor speciale, și vor aduce beneficii economice uriașe și sociale remarcabile.pământuri rareindustria însăși.