Anvendelsen af ​​sjældne jordarters materialer i moderne militærteknologi

Sjældne jordarter,kendt som "skattekammeret" af nye materialer, som et særligt funktionelt materiale, kan i høj grad forbedre kvaliteten og ydeevnen af ​​andre produkter, og er kendt som "vitaminer" i moderne industri.De er ikke kun meget udbredt i traditionelle industrier som metallurgi, petrokemikalier, glaskeramik, uldspinding, læder og landbrug, men spiller også en uundværlig rolle i materialer som fluorescens, magnetisme, laser, fiberoptisk kommunikation, brintlagringsenergi, superledning osv. Det påvirker direkte hastigheden og udviklingsniveauet for nye højteknologiske industrier såsom optiske instrumenter, elektronik, rumfart og nuklear industri.Disse teknologier er blevet anvendt med succes i militærteknologi, hvilket i høj grad fremmer udviklingen af ​​moderne militærteknologi.

Den særlige rolle, somsjælden jordnye materialer i moderne militærteknologi har tiltrukket sig stor opmærksomhed fra regeringer og eksperter i forskellige lande, såsom at være opført som et nøgleelement i udviklingen af ​​højteknologiske industrier og militærteknologi af relevante afdelinger i lande som USA og Japan.

En kort introduktion tilSjælden jords og deres forhold til militært og nationalt forsvar
Strengt taget har alle sjældne jordarters elementer visse militære applikationer, men den mest kritiske rolle, de spiller i det nationale forsvar og militære områder, bør være i applikationer som laserafstandsmåling, laservejledning og laserkommunikation.

Anvendelsen afsjælden jordstål ogsjælden jordduktilt jern i moderne militærteknologi

1.1 Anvendelse afSjælden jordStål i moderne militærteknologi

Funktionen omfatter to aspekter: rensning og legering, hovedsageligt afsvovling, deoxidation og gasfjernelse, eliminering af indflydelsen af ​​skadelige urenheder med lavt smeltepunkt, raffinering af korn og struktur, påvirkning af stålets faseovergangspunkt og forbedring af dets hærdeevne og mekaniske egenskaber.Militærvidenskab og teknologipersonale har udviklet mange sjældne jordarters materialer, der er egnede til brug i våben ved at udnytte egenskaberne vedsjælden jord.

1.1.1 Panserstål

Så tidligt som i begyndelsen af ​​1960'erne begyndte Kinas våbenindustri at forske i anvendelsen af ​​sjældne jordarter i panserstål og kanonstål og producerede successivtsjælden jordpanserstål som 601, 603 og 623, der indvarsler en ny æra med nøgleråmaterialer til tankproduktion i Kina baseret på indenlandsk produktion.

1.1.2Sjælden jordkulstofstål

I midten af ​​1960'erne tilføjede Kina 0,05 %sjælden jordelementer til et bestemt kulstofstål af høj kvalitet at fremstillesjælden jordkulstofstål.Den laterale stødværdi af dette sjældne jordarters stål øges med 70% til 100% sammenlignet med det originale kulstofstål, og slagværdien ved -40 ℃ er næsten fordoblet.Den store diameter patronhylster lavet af dette stål er blevet bevist gennem skydeforsøg på skydebanen for fuldt ud at opfylde tekniske krav.I øjeblikket har Kina færdiggjort og sat det i produktion og realiseret Kinas langvarige ønske om at erstatte kobber med stål i patronmateriale.

1.1.3 Sjældne jordarters høje manganstål og sjældne jordarters støbestål

Sjælden jordhøj mangan stål bruges til at fremstille tank spor plader, menssjælden jordStøbt stål bruges til at fremstille halevinger, mundingsbremser og artillerikonstruktionskomponenter til højhastighedsgranater.Dette kan reducere forarbejdningstrin, forbedre ståludnyttelsen og opnå taktiske og tekniske indikatorer.

1.2 Anvendelse af sjældne jordarter nodulært støbejern i moderne militærteknologi

Tidligere var Kinas projektilmaterialer i det forreste kammer lavet af halvstift støbejern lavet af råjern af høj kvalitet blandet med 30% til 40% stålskrot.På grund af dens lave styrke, høje skørhed, lave og ikke skarpe effektive fragmentering efter eksplosion og svage dræbende kraft, var udviklingen af ​​projektillegemer med forkammer engang begrænset.Siden 1963 er forskellige kalibre af mørtelskaller blevet fremstillet ved hjælp af duktilt jern af sjældne jordarter, som har øget deres mekaniske egenskaber med 1-2 gange, multipliceret antallet af effektive fragmenter og skærpet kanterne af fragmenterne, hvilket i høj grad har forbedret deres dræbende kraft.Kampgranaten af ​​en bestemt type kanongranat og feltkanongranat lavet af dette materiale i vores land har et lidt bedre effektivt antal fragmentering og tætte drabsradius end stålgranaten.

Anvendelsen af ​​ikke-jernholdigesjældne jordarters legerings såsom magnesium og aluminium i moderne militærteknologi

Sjældne jordarterhar høj kemisk aktivitet og store atomare radier.Når de tilsættes til ikke-jernholdige metaller og deres legeringer, kan de forfine kornstørrelsen, forhindre segregering, fjerne gas, urenheder og rense og forbedre metallografisk struktur og derved opnå omfattende mål såsom forbedring af mekaniske egenskaber, fysiske egenskaber og forarbejdningsydelse.Indenlandske og udenlandske materielarbejdere har udnyttet egenskaberne vedsjældne jordarterat udvikle nytsjælden jordmagnesiumlegeringer, aluminiumlegeringer, titanlegeringer og højtemperaturlegeringer.Disse produkter er blevet brugt i vid udstrækning i moderne militærteknologier såsom kampfly, overfaldsfly, helikoptere, ubemandede luftfartøjer og missilsatellitter.

2.1Sjælden jordmagnesiumlegering

Sjælden jordmagnesiumlegeringer har høj specifik styrke, kan reducere flyvægten, forbedre den taktiske ydeevne og har brede anvendelsesmuligheder.Detsjælden jordmagnesiumlegeringer udviklet af China Aviation Industry Corporation (herefter benævnt AVIC) omfatter omkring 10 kvaliteter af støbte magnesiumlegeringer og deformerede magnesiumlegeringer, hvoraf mange er blevet brugt i produktionen og har stabil kvalitet.For eksempel er ZM 6 støbt magnesiumlegering med sjældent jordmetal neodym som det vigtigste additiv blevet udvidet til at blive brugt i vigtige dele såsom helikopterreduktionshuse bagtil, jagervingeribber og rotorblytrykplader til 30 kW generatorer.Den sjældne jordarters højstyrke magnesiumlegering BM25 udviklet i fællesskab af China Aviation Corporation og Nonferrous Metals Corporation har erstattet nogle mellemstyrke aluminiumslegeringer og er blevet anvendt i anslagsfly.

2.2Sjælden jordtitanlegering

I begyndelsen af ​​1970'erne erstattede Beijing Institute of Aeronautical Materials (benævnt instituttet) noget aluminium og silicium medsjældne jordarters metal cerium (Ce) i Ti-A1-Mo titanlegeringer, hvilket begrænser udfældningen af ​​skøre faser og forbedrer legeringens varmebestandighed og termiske stabilitet.På dette grundlag blev der udviklet en højtydende støbt højtemperatur titanlegering ZT3 indeholdende cerium.Sammenlignet med lignende internationale legeringer har det visse fordele i varmebestandighed, styrke og procesydeevne.Kompressorhuset, der er fremstillet med den, bruges til W PI3 II-motoren, hvilket reducerer vægten af ​​hvert fly med 39 kg og øger forholdet mellem trækkraft og vægt med 1,5 %.Derudover reduceres forarbejdningstrinnene med omkring 30%, hvilket opnår betydelige tekniske og økonomiske fordele, og udfylder hullet ved at bruge støbte titanium-huse til luftfartsmotorer i Kina under 500 ℃ forhold.Forskning har vist, at der er småceriumoxidpartikler i mikrostrukturen af ​​ZT3-legering indeholdendecerium.Ceriumkombinerer en del ilt i legeringen for at danne en ildfast og høj hårdhedsjældne jordarters oxidmateriale, Ce2O3.Disse partikler hindrer bevægelsen af ​​dislokationer under legeringsdeformation, hvilket forbedrer legeringens ydeevne ved høje temperaturer.Ceriumopfanger nogle gasurenheder (især ved korngrænser), som kan styrke legeringen og samtidig bevare god termisk stabilitet.Dette er det første forsøg på at anvende teorien om vanskelig opløst punktforstærkning i støbning af titanlegeringer.Derudover har Aviation Materials Institute efter års forskning udviklet sig stabilt og billigtyttriumoxidsand- og pulvermaterialer i titanlegeringsopløsningen præcisionsstøbningsprocessen ved hjælp af speciel mineraliseringsbehandlingsteknologi.Det har opnået gode niveauer i vægtfylde, hårdhed og stabilitet til titanium væske.Med hensyn til justering og styring af ydeevnen af ​​skalgyllen har den vist større overlegenhed.Den enestående fordel ved at bruge yttriumoxidskal til fremstilling af titaniumstøbegods er, at det under forhold, hvor kvaliteten og procesniveauet af støbegodset er sammenligneligt med wolframoverfladelagsprocessen, er muligt at fremstille titanlegeringsstøbegods, der er tyndere end dem. af wolframoverfladelagsprocessen.På nuværende tidspunkt er denne proces blevet brugt i vid udstrækning til fremstilling af forskellige fly, motorer og civile støbegods.

2.3Sjælden jordaluminiumslegering

Den HZL206 varmebestandige støbte aluminiumslegering indeholdende sjældne jordarter udviklet af AVIC har overlegne højtemperatur- og stuetemperatur mekaniske egenskaber sammenlignet med nikkelholdige legeringer i udlandet og har nået det avancerede niveau af lignende legeringer i udlandet.Den bruges nu som en trykbestandig ventil til helikoptere og jagerfly med en arbejdstemperatur på 300 ℃, der erstatter stål og titanlegeringer.Reduceret strukturel vægt og er blevet sat i masseproduktion.Trækstyrken afsjælden jordaluminium silicium hypereutektisk ZL117 legering ved 200-300 ℃ er højere end vesttyske stempellegeringer KS280 og KS282.Dens slidstyrke er 4-5 gange højere end den for almindeligt anvendte stempellegeringer ZL108, med en lille lineær ekspansionskoefficient og god dimensionsstabilitet.Det er blevet brugt i luftfartstilbehør KY-5, KY-7 luftkompressorer og flymodelmotorstempler.Tilføjelsen afsjælden jordelementer til aluminiumslegeringer forbedrer mikrostrukturen og de mekaniske egenskaber markant.Virkningsmekanismen for sjældne jordarters grundstoffer i aluminiumslegeringer er at danne en spredt fordeling, og små aluminiumforbindelser spiller en væsentlig rolle i styrkelsen af ​​anden fase;Tilføjelsen afsjælden jordelementer spiller en rolle i afgasning og rensning, hvorved antallet af porer i legeringen reduceres og dens ydeevne forbedres;Sjælden jordaluminiumforbindelser, som heterogene krystalkerner til at raffinere korn og eutektiske faser, er også en type modifikator;Sjældne jordarters elementer fremmer dannelsen og forfining af jernrige faser, hvilket reducerer deres skadelige virkninger.α— Den faste opløsningsmængde af jern i A1 falder med stigningen afsjælden jordtillæg, hvilket også er gavnligt for at forbedre styrke og plasticitet.

Anvendelsen afsjælden jordforbrændingsmaterialer i moderne militærteknologi

3.1 Rensjældne jordarters metaller

Rensjældne jordarters metaller, på grund af deres aktive kemiske egenskaber, er tilbøjelige til at reagere med oxygen, svovl og nitrogen for at danne stabile forbindelser.Når de udsættes for intens friktion og stød, kan gnister antænde brændbare materialer.Derfor blev den allerede i 1908 lavet om til flint.Det har vist sig, at blandt de 17sjælden jordelementer, seks elementer inklusivecerium, lanthan, neodym, praseodym, samarium, ogyttriumhar særlig god brandstiftelse.Folk har vendt brandstiftelsesegenskaberne ved rer jordmetallerind i forskellige typer brandvåben, såsom det amerikanske Mark 82 227 kg missil, som brugersjældne jordarters metalforing, som ikke kun producerer eksplosive dræbende effekter, men også brandstiftelseseffekter.Det amerikanske luft-til-jord "Damping Man" raketsprænghoved er udstyret med 108 firkantede stænger af sjældne jordarter som foringer, der erstatter nogle præfabrikerede fragmenter.Statiske sprængningstest har vist, at dens evne til at antænde flybrændstof er 44 % højere end dens evne til at antænde flybrændstof.

3.2 Blandetsjældne jordarters metals

På grund af den høje pris på rensjældne jordarters metaller,forskellige lande bruger i vid udstrækning billig kompositsjældne jordarters metals i forbrændingsvåben.Det sammensattesjældne jordarters metalforbrændingsmiddel fyldes ind i metalskallen under højt tryk, med en forbrændingsmiddel-densitet på (1,9~2,1) × 103 kg/m3, forbrændingshastighed 1,3-1,5 m/s, flammediameter på ca. 500 mm, flammetemperatur så høj som 1715-2000 ℃.Efter forbrænding er varigheden af ​​glødelampens kropsopvarmning længere end 5 minutter.Under Vietnamkrigen affyrede det amerikanske militær en 40 mm brandgranat ved hjælp af en løfteraket, og tændingsbeklædningen indeni var lavet af et blandet sjældent jordmetal.Efter at projektilet eksploderer, kan hvert fragment med en antændende liner antænde målet.På det tidspunkt nåede den månedlige produktion af bomben op på 200000 runder, med et maksimum på 260000 runder.

3.3Sjælden jordforbrændingslegeringer

Asjælden jordforbrændingslegering med en vægt på 100 g kan danne 200-3000 gnister med et stort dækningsområde, hvilket svarer til drabsradius for panserpiercing og panserpiercingskaller.Derfor er udviklingen af ​​multifunktionel ammunition med forbrændingskraft blevet en af ​​hovedretningerne for ammunitionsudvikling i ind- og udland.For panserpiercing og panserpiercinggranater kræver deres taktiske ydeevne, at de efter at have penetreret fjendens panserpanser også kan antænde deres brændstof og ammunition for fuldstændig at ødelægge tanken.For granater er det nødvendigt at antænde militære forsyninger og strategiske faciliteter inden for deres dræbende rækkevidde.Det er rapporteret, at en brandbombe af sjældne jordarters metal fremstillet i USA har en krop lavet af glasfiberforstærket nylon og en blandet sjældne jordarters legeringskerne, som bruges til at have bedre virkninger mod mål, der indeholder flybrændstof og lignende materialer.

Anvendelse af 4Sjælden jordMaterialer i militær beskyttelse og nuklear teknologi

4.1 Anvendelse i militær beskyttelsesteknologi

Sjældne jordarters grundstoffer har strålingsbestandige egenskaber.National Center for Neutron Cross Sections i USA brugte polymermaterialer som substrat og lavede to typer plader med en tykkelse på 10 mm med eller uden tilføjelse af sjældne jordarters elementer til strålingsbeskyttelsestestning.Resultaterne viser, at den termiske neutronafskærmende effekt afsjælden jordpolymermaterialer er 5-6 gange bedre endsjælden jordfrie polymermaterialer.De sjældne jordarters materialer tilsat elementer som f.ekssamarium, europium, gadolinium, dysprosium, osv. har det højeste neutronabsorptionstværsnit og har en god effekt på at fange neutroner.På nuværende tidspunkt omfatter de vigtigste anvendelser af sjældne jordarters antistrålingsmaterialer i militærteknologi følgende aspekter.

4.1.1 Nuklear strålingsafskærmning

USA bruger 1% bor og 5% sjældne jordarters grundstoffergadolinium, samarium, oglanthanat lave en 600 m tyk strålingsbestandig beton til afskærmning af fissionsneutronkilder i svømmebassinreaktorer.Frankrig har udviklet et materiale til beskyttelse mod stråling fra sjældne jordarter ved at tilføje borider,sjælden jordforbindelser, ellersjældne jordarters legeringertil grafit som substrat.Fyldstoffet i dette sammensatte afskærmningsmateriale skal være jævnt fordelt og fremstillet til præfabrikerede dele, som placeres rundt om reaktorkanalen i overensstemmelse med de forskellige krav til afskærmningsdelene.

4.1.2 Tank termisk stråling afskærmning

Den består af fire lag finer, med en samlet tykkelse på 5-20 cm.Det første lag er lavet af glasfiberforstærket plast, med uorganisk pulver tilsat 2%sjælden jordforbindelser som fyldstoffer til at blokere hurtige neutroner og absorbere langsomme neutroner;Det andet og tredje lag tilføjer bor-grafit, polystyren og sjældne jordarters elementer, der tegner sig for 10% af den samlede mængde fyldstof til førstnævnte for at blokere mellemenergineutroner og absorbere termiske neutroner;Det fjerde lag bruger grafit i stedet for glasfiber og tilføjer 25 %sjælden jordforbindelser til at absorbere termiske neutroner.

4.1.3 Andre

Ansøgersjælden jordantistrålingsbelægninger til kampvogne, skibe, shelters og andet militært udstyr kan have en antistrålingseffekt.

4.2 Anvendelse i nuklear teknologi

Sjælden jordyttriumoxidkan bruges som en brændbar absorber til uranbrændsel i kogende vandreaktorer (BWR'er).Blandt alle elementer,gadoliniumhar den stærkeste evne til at absorbere neutroner, med cirka 4600 mål pr. atom.Hver naturliggadoliniumatom absorberer i gennemsnit 4 neutroner før fejl.Når det blandes med spaltbart uran,gadoliniumkan fremme forbrænding, reducere uranforbruget og øge energiproduktionen.Gadoliniumoxidproducerer ikke skadeligt biprodukt deuterium som borcarbid og kan være kompatibelt med både uranbrændstof og dets belægningsmateriale under nukleare reaktioner.Fordelen ved at brugegadoliniumi stedet for bor er detgadoliniumkan blandes direkte med uran for at forhindre ekspansion af nuklear brændselsstave.Ifølge statistikker er der i øjeblikket 149 planlagte atomreaktorer på verdensplan, hvoraf 115 trykvandsreaktorer bruger sjældne jordartergadoliniumoxid. Sjælden jordsamarium, europium, ogdysprosiumer blevet brugt som neutronabsorbere i neutronopdrættere.Sjælden jord yttriumhar et lille indfangningstværsnit i neutroner og kan bruges som rørmateriale til smeltede saltreaktorer.Tynde folier tilsatsjælden jord gadoliniumogdysprosiumkan bruges som neutronfeltdetektorer i rumfarts- og atomindustrien, små mængder afsjælden jordthuliumogerbiumkan bruges som målmaterialer til neutrongeneratorer med forseglede rør, ogsjældne jordarters oxidEuropium jernmetalkeramik kan bruges til at lave forbedrede reaktorkontrolstøtteplader.Sjælden jordgadoliniumkan også bruges som belægningsadditiv for at forhindre neutronstråling, og pansrede køretøjer belagt med specielle belægninger, der indeholdergadoliniumoxidkan forhindre neutronstråling.Sjælden jord ytterbiumbruges i udstyr til måling af geostress forårsaget af underjordiske atomeksplosioner.Hvornårsjælden jordhytterbiumudsættes for kraft, øges modstanden, og ændringen i modstand kan bruges til at beregne det tryk, den udsættes for.Sammenkædningsjælden jord gadoliniumfolie aflejret ved dampaflejring og forskudt belægning med et spændingsfølsomt element kan bruges til at måle høj nuklear spænding.

5, Anvendelse afSjælden jordPermanente magnetmaterialer i moderne militærteknologi

Detsjælden jordpermanent magnet materiale, hyldet som den nye generation af magnetiske konger, er i øjeblikket kendt som det højeste omfattende ydeevne permanent magnet materiale.Det har mere end 100 gange højere magnetiske egenskaber end det magnetiske stål, der blev brugt i militært udstyr i 1970'erne.På nuværende tidspunkt er det blevet et vigtigt materiale i moderne elektronisk teknologikommunikation, brugt i omrejsende bølgerør og cirkulatorer i kunstige jordsatellitter, radarer og andre områder.Derfor har det betydelig militær betydning.

Samariumkoboltmagneter og neodymjernbormagneter bruges til elektronstrålefokusering i missilstyresystemer.Magneter er de vigtigste fokuseringsanordninger for elektronstråler og transmitterer data til missilets kontroloverflade.Der er cirka 5-10 pund (2,27-4,54 kg) magneter i hver fokuseringsstyreanordning i missilet.Ud over,sjælden jordmagneter bruges også til at drive elektriske motorer og rotere roret på styrede missiler.Deres fordele ligger i deres stærkere magnetiske egenskaber og lettere vægt sammenlignet med de originale aluminium nikkel kobolt magneter.

6. Anvendelse afSjælden jordLasermaterialer i moderne militærteknologi

Laser er en ny type lyskilde, der har god monokromaticitet, retningsbestemthed og sammenhæng og kan opnå høj lysstyrke.Laser ogsjælden jordlasermaterialer blev født samtidigt.Indtil videre involverer cirka 90% af lasermaterialernesjældne jordarter.For eksempel,yttriumaluminium granat krystal er en meget brugt laser, der kan opnå kontinuerlig høj effekt ved stuetemperatur.Anvendelsen af ​​solid-state lasere i moderne militær omfatter følgende aspekter.

6.1 Laserafstandsmåling

Detneodymdopetyttriumaluminium granat laser afstandsmåler udviklet af lande som USA, Storbritannien, Frankrig og Tyskland kan måle afstande på op til 4000 til 20000 meter med en nøjagtighed på 5 meter.Våbensystemerne såsom den amerikanske MI, Tysklands Leopard II, Frankrigs Leclerc, Japans Type 90, Israels Mekka og den seneste britisk udviklede Challenger 2-tank bruger alle denne type laserafstandsmåler.På nuværende tidspunkt er nogle lande ved at udvikle en ny generation af solide laserafstandsmålere til sikkerhed for menneskers øjne, med et arbejdsbølgelængdeområde på 1,5-2,1 μM. Håndholdte laserafstandsmålere er blevet udviklet vha.holmiumdopetyttriumlithiumfluoridlasere i USA og Storbritannien, med en arbejdsbølgelængde på 2,06 μM, op ​​til 3000 m.USA har også samarbejdet med internationale laservirksomheder om at udvikle en erbium-dopetyttriumlithiumfluorid-laser med en bølgelængde på 1,73 μ M's laserafstandsmåler og stærkt udstyret med tropper.Laserbølgelængden af ​​Kinas militære afstandsmåler er 1,06 μM, der spænder fra 200 til 7000 m.Kina indhenter vigtige data fra laser-tv-teodoliter i målafstandsmålinger under opsendelsen af ​​langdistanceraketter, missiler og eksperimentelle kommunikationssatellitter.

6.2 Laservejledning

Laserstyrede bomber bruger lasere til terminalstyring.Nd · YAG laseren, som udsender snesevis af impulser i sekundet, bruges til at bestråle mållaseren.Impulserne er kodet, og lysimpulserne kan selv styre missilresponsen og derved forhindre interferens fra missilaffyring og forhindringer sat af fjenden.Det amerikanske militær GBV-15 svævefly bombe, også kendt som den "behændige bombe".På samme måde kan den også bruges til at fremstille laserstyrede skaller.

6.3 Laserkommunikation

Ud over Nd · YAG, laser output af lithiumneodymfosfatkrystal (LNP) er polariseret og let at modulere, hvilket gør det til et af de mest lovende mikrolasermaterialer.Den er velegnet som lyskilde til fiberoptisk kommunikation og forventes at blive anvendt i integreret optik og kosmisk kommunikation.Ud over,yttriumjerngranat (Y3Fe5O12) enkeltkrystal kan bruges som forskellige magnetostatiske overfladebølgeenheder ved hjælp af mikrobølgeintegrationsteknologi, hvilket gør enhederne integrerede og miniaturiserede og har specielle applikationer inden for radarfjernstyring, telemetri, navigation og elektroniske modforanstaltninger.

7. Anvendelsen afSjælden jordSuperledende materialer i moderne militærteknologi

Når et bestemt materiale oplever nul modstand under en bestemt temperatur, er det kendt som superledning, som er den kritiske temperatur (Tc).Superledere er en type antimagnetisk materiale, der afviser ethvert forsøg på at anvende et magnetfelt under den kritiske temperatur, kendt som Meisner-effekten.Tilføjelse af sjældne jordarters elementer til superledende materialer kan i høj grad øge den kritiske temperatur Tc.Dette fremmer i høj grad udviklingen og anvendelsen af ​​superledende materialer.I 1980'erne tilføjede udviklede lande som USA og Japan en vis mængdesjældne jordarters oxids såsomlanthan, yttrium,europium, ogerbiumtil bariumoxid ogkobberoxidforbindelser, som blev blandet, presset og sintret for at danne superledende keramiske materialer, hvilket gør den udbredte anvendelse af superledende teknologi, især i militære anvendelser, mere omfattende.

7.1 Superledende integrerede kredsløb

I de senere år er forskning i anvendelse af superledende teknologi i elektroniske computere blevet udført i udlandet, og superledende integrerede kredsløb er blevet udviklet ved hjælp af superledende keramiske materialer.Hvis denne type integreret kredsløb bruges til at fremstille superledende computere, vil det ikke kun være lille i størrelse, let i vægt og bekvemt at bruge, men også have en computerhastighed 10 til 100 gange hurtigere end halvledercomputere med flydende kommaoperationer når 300 til 1 billion gange i sekundet.Derfor forudser det amerikanske militær, at når først superledende computere er introduceret, vil de blive en "multiplikator" for C1-systemets kampeffektivitet i militæret.

7.2 Superledende magnetisk udforskningsteknologi

Magnetisk følsomme komponenter lavet af superledende keramiske materialer har et lille volumen, hvilket gør det nemt at opnå integration og array.De kan danne flerkanals- og multiparameterdetektionssystemer, hvilket i høj grad øger enhedsinformationskapaciteten og i høj grad forbedrer detekteringsafstanden og nøjagtigheden af ​​den magnetiske detektor.Brugen af ​​superledende magnetometre kan ikke kun detektere bevægelige mål såsom kampvogne, køretøjer og ubåde, men også måle deres størrelse, hvilket fører til betydelige ændringer i taktik og teknologier såsom antitank- og antiubådskrigsførelse.

Det forlyder, at den amerikanske flåde har besluttet at udvikle en fjernmålingssatellit ved hjælp af dennesjælden jordsuperledende materiale til at demonstrere og forbedre traditionel fjernmålingsteknologi.Denne satellit kaldet Naval Earth Image Observatory blev opsendt i 2000.

8.Anvendelse afSjælden jordKæmpe magnetostriktive materialer i moderne militærteknologi

Sjælden jordgigantiske magnetostriktive materialer er en ny type funktionelt materiale, der er nyudviklet i slutningen af ​​1980'erne i udlandet.Hovedsageligt refererer til sjældne jordarters jernforbindelser.Denne type materiale har en meget større magnetostriktiv værdi end jern, nikkel og andre materialer, og dens magnetostriktive koefficient er omkring 102-103 gange højere end for generelle magnetostriktive materialer, så det kaldes store eller gigantiske magnetostriktive materialer.Blandt alle kommercielle materialer har gigantiske magnetostriktive materialer fra sjældne jordarter den højeste belastningsværdi og energi under fysisk påvirkning.Især med den vellykkede udvikling af Terfenol-D magnetostriktiv legering er en ny æra af magnetostriktive materialer blevet åbnet op.Når Terfenol-D placeres i et magnetfelt, er dets størrelsesvariation større end for almindelige magnetiske materialer, hvilket gør det muligt at opnå nogle præcisionsmekaniske bevægelser.På nuværende tidspunkt er det meget udbredt inden for forskellige områder, fra brændstofsystemer, væskeventilstyring, mikropositionering til mekaniske aktuatorer til rumteleskoper og flyvingeregulatorer.Udviklingen af ​​Terfenol-D materialeteknologi har gjort banebrydende fremskridt inden for elektromekanisk konverteringsteknologi.Og det har spillet en vigtig rolle i udviklingen af ​​banebrydende teknologi, militærteknologi og moderniseringen af ​​traditionelle industrier.Anvendelsen af ​​sjældne jordarters magnetostriktive materialer i moderne militær omfatter hovedsageligt følgende aspekter:

8.1 Sonar

Den generelle emissionsfrekvens for ekkolod er over 2 kHz, men lavfrekvent ekkolod under denne frekvens har sine særlige fordele: Jo lavere frekvens, jo mindre dæmpning, jo længere udbreder lydbølgen sig, og jo mindre påvirkes undervandsekkoafskærmningen.Sonarer lavet af Terfenol-D-materiale kan opfylde kravene til høj effekt, lille volumen og lav frekvens, så de har udviklet sig hurtigt.

8.2 Elektriske mekaniske transducere

Anvendes hovedsageligt til små kontrollerede aktionsenheder - aktuatorer.Herunder kontrolnøjagtighed, der når op på nanometerniveau, samt servopumper, brændstofindsprøjtningssystemer, bremser osv. Anvendes til militærbiler, militærfly og rumfartøjer, militærrobotter mv.

8.3 Sensorer og elektroniske enheder

Såsom lommemagnetometre, sensorer til detektering af forskydning, kraft og acceleration og afstembare overflade-akustiske bølgeanordninger.Sidstnævnte bruges til fasesensorer i miner, ekkolod og lagerkomponenter i computere.

9. Andre materialer

Andre materialer som f.ekssjælden jordselvlysende materialer,sjælden jordbrintlagringsmaterialer, gigantiske magnetoresistive materialer af sjældne jordarter,sjælden jordmagnetiske kølematerialer, ogsjælden jordmagneto-optiske lagermaterialer er alle blevet anvendt med succes i moderne militær, hvilket i høj grad forbedrer kampeffektiviteten af ​​moderne våben.For eksempel,sjælden jordselvlysende materialer er med succes blevet anvendt på nattesynsapparater.I nattesynsspejle omdanner sjældne jordarters fosfor fotoner (lysenergi) til elektroner, som forstærkes gennem millioner af små huller i det fiberoptiske mikroskopplan, der reflekteres frem og tilbage fra væggen og frigiver flere elektroner.Nogle sjældne jordarters fosfor i haleenden konverterer elektroner tilbage til fotoner, så billedet kan ses med et okular.Denne proces ligner den for en tv-skærm, hvorsjælden jordfluorescerende pulver udsender et bestemt farvebillede på skærmen.Den amerikanske industri bruger typisk niobiumpentoxid, men for at nattesynssystemer skal lykkes, er det sjældne jordarterlanthaner en afgørende komponent.I Golfkrigen brugte multinationale styrker disse nattesynsbriller til at observere målene for den irakiske hær gang på gang, til gengæld for en lille sejr.

10. Konklusion

Udviklingen afsjælden jordindustrien har effektivt fremmet de omfattende fremskridt inden for moderne militærteknologi, og forbedringen af ​​militærteknologi har også drevet den velstående udvikling afsjælden jordindustri.Jeg tror, ​​at med den hurtige udvikling af verdens videnskab og teknologi,sjælden jordprodukter vil spille en større rolle i udviklingen af ​​moderne militærteknologi med deres særlige funktioner og bringe enorme økonomiske og enestående sociale fordele tilsjælden jordindustrien selv.