Ang aplikasyon ng mga bihirang materyales sa lupa sa modernong teknolohiyang militar

Rare Earths,Kilala bilang "Treasure Trove" ng mga bagong materyales, bilang isang espesyal na functional na materyal, ay maaaring mapabuti ang kalidad at pagganap ng iba pang mga produkto, at kilala bilang "bitamina" ng modernong industriya. They are not only widely used in traditional industries such as metallurgy, petrochemicals, glass ceramics, wool spinning, leather, and agriculture, but also play an indispensable role in materials such as fluorescence, magnetism, laser, fiber optic communication, hydrogen storage energy, superconductivity, etc, It directly affects the speed and level of development of emerging high-tech industries such as optical instruments, electronics, aerospace, at industriya ng nuklear. Ang mga teknolohiyang ito ay matagumpay na inilapat sa teknolohiyang militar, na lubos na nagtataguyod ng pagbuo ng modernong teknolohiya ng militar.

Ang espesyal na papel na ginagampanan ngbihirang lupaAng mga bagong materyales sa modernong teknolohiyang militar ay nakakaakit ng mataas na pansin mula sa mga gobyerno at eksperto ng iba't ibang mga bansa, tulad ng nakalista bilang isang pangunahing elemento sa pagbuo ng mga high-tech na industriya at teknolohiya ng militar ng mga may-katuturang kagawaran ng mga bansa tulad ng Estados Unidos at Japan.

Isang maikling pagpapakilala saBihirang lupaS at ang kanilang relasyon sa militar at pambansang pagtatanggol
Mahigpit na pagsasalita, ang lahat ng mga bihirang elemento ng lupa ay may ilang mga aplikasyon ng militar, ngunit ang pinaka -kritikal na papel na ginagampanan nila sa pambansang pagtatanggol at larangan ng militar ay dapat na nasa mga aplikasyon tulad ng laser ranging, laser guidance, at laser komunikasyon.

Ang application ngbihirang lupaBakal atbihirang lupaDuctile iron sa modernong teknolohiya ng militar

1.1 Application ngBihirang lupaBakal sa modernong teknolohiya ng militar

Kasama sa pag -andar ang dalawang aspeto: paglilinis at alloying, pangunahin ang desulfurization, deoxidation, at pag -alis ng gas, tinanggal ang impluwensya ng mababang punto ng pagtunaw na nakakapinsalang impurities, pagpipino ng butil at istraktura, na nakakaapekto sa phase transition point ng bakal, at pagpapabuti ng katigasan at mekanikal na mga katangian. Ang mga tauhan ng agham at teknolohiya ng militar ay nakabuo ng maraming mga bihirang materyales sa lupa na angkop para magamit sa mga armas sa pamamagitan ng paggamit ng mga katangian ngbihirang lupa.

1.1.1 Armor Steel

Maaga pa noong unang bahagi ng 1960, ang industriya ng sandata ng China ay nagsimulang magsaliksik sa aplikasyon ng mga bihirang lupa sa Armor Steel at Gun Steel, at sunud -sunod na ginawabihirang lupaArmor Steel tulad ng 601, 603, at 623, na nagsimula sa isang bagong panahon ng mga pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng tangke sa China batay sa domestic production.

1.1.2Bihirang lupaCarbon Steel

Noong kalagitnaan ng 1960, nagdagdag ang China ng 0.05%bihirang lupaMga elemento sa isang tiyak na de-kalidad na bakal na carbon upang makabuobihirang lupaCarbon Steel. Ang pag -ilid ng halaga ng epekto ng bihirang bakal na lupa na ito ay nadagdagan ng 70% hanggang 100% kumpara sa orihinal na bakal na carbon, at ang halaga ng epekto sa -40 ℃ ay halos doble. Ang malaking diameter na kaso ng kartutso na gawa sa bakal na ito ay napatunayan sa pamamagitan ng mga pagsubok sa pagbaril sa saklaw ng pagbaril upang ganap na matugunan ang mga kinakailangan sa teknikal. Sa kasalukuyan, natapos at inilagay ito ng China, napagtanto ang matagal na hangarin ng China na palitan ang tanso na may bakal sa materyal na kartutso.

1.1.3 Rare Earth High Manganese Steel at Rare Earth Cast Steel

Bihirang lupaAng High Manganese Steel ay ginagamit upang gumawa ng mga plate ng track ng tank, habangbihirang lupaAng cast steel ay ginagamit upang gumawa ng mga pakpak ng buntot, muzzle preno, at mga sangkap na istruktura ng artilerya para sa mga high-speed shell na butas na mga shell. Maaari itong mabawasan ang mga hakbang sa pagproseso, pagbutihin ang paggamit ng bakal, at makamit ang mga taktikal at teknikal na tagapagpahiwatig.

1.2 Application ng Rare Earth Nodular Cast Iron sa Modern Military Technology

Noong nakaraan, ang pasulong na mga materyales sa silid ng China ay ginawa ng semi-matibay na cast iron na gawa sa de-kalidad na bakal na bakal na halo-halong may 30% hanggang 40% na bakal na scrap. Dahil sa mababang lakas nito, mataas na brittleness, mababa at hindi matalim na mabisang pagkapira -piraso pagkatapos ng pagsabog, at mahina na pagpatay ng kapangyarihan, ang pag -unlad ng mga pasulong na mga katawan ng silid ay isang beses pinaghihigpitan. Mula noong 1963, ang iba't ibang mga caliber ng mortar shell ay ginawa gamit ang bihirang lupa na ductile iron, na nadagdagan ang kanilang mga mekanikal na katangian sa pamamagitan ng 1-2 beses, pinarami ang bilang ng mga epektibong fragment, at patalasin ang mga gilid ng mga fragment, lubos na pinapahusay ang kanilang kapangyarihan ng pagpatay. Ang labanan ng shell ng isang tiyak na uri ng kanyon ng shell at field gun shell na gawa sa materyal na ito sa ating bansa ay may bahagyang mas mahusay na bilang ng fragmentation at siksik na pagpatay ng radius kaysa sa bakal na shell.

Ang application ng hindi ferrousRare Earth Alloys tulad ng magnesiyo at aluminyo sa modernong teknolohiyang militar

Rare Earthsmagkaroon ng mataas na aktibidad ng kemikal at malaking atomic radii. Kapag idinagdag sa mga di-ferrous metal at ang kanilang mga haluang metal, maaari nilang pinuhin ang laki ng butil, maiwasan ang paghiwalay, alisin ang gas, mga impurities at linisin, at pagbutihin ang istruktura ng metallographic, sa gayon nakamit ang mga komprehensibong layunin tulad ng pagpapabuti ng mga mekanikal na katangian, pisikal na katangian, at pagganap ng pagproseso. Ginamit ng mga manggagawa sa domestic at dayuhang materyalRare Earthsupang makabuo ng bagobihirang lupaMagnesium alloys, aluminyo alloys, titanium alloys, at high-temperatura haluang metal. Ang mga produktong ito ay malawakang ginagamit sa mga modernong teknolohiya ng militar tulad ng mga manlalaban na jet, sasakyang panghimpapawid ng sasakyang panghimpapawid, helikopter, walang sasakyan na mga sasakyan, at mga satellite satellite.

2.1Bihirang lupaMagnesium alloy

Bihirang lupaAng mga haluang metal na magnesiyo ay may mataas na tiyak na lakas, maaaring mabawasan ang timbang ng sasakyang panghimpapawid, mapabuti ang taktikal na pagganap, at may malawak na mga prospect ng aplikasyon. Angbihirang lupaAng mga haluang metal na magnesiyo na binuo ng China Aviation Industry Corporation (mula rito ay tinukoy bilang Avic) ay may kasamang 10 mga marka ng cast magnesium alloys at deformed magnesium alloys, marami sa mga ito ay ginamit sa paggawa at may matatag na kalidad. Halimbawa, ang ZM 6 cast magnesium alloy na may bihirang earth metal neodymium dahil ang pangunahing additive ay pinalawak na gagamitin sa mga mahahalagang bahagi tulad ng helikopter na pagbabawas ng mga casings, fighter wing ribs, at rotor lead pressure plate para sa 30 kW generator. Ang bihirang Earth High-lakas Magnesium Alloy BM25 na magkakasamang binuo ng China Aviation Corporation at Nonferrous Metals Corporation ay pinalitan ang ilang mga daluyan na aluminyo na haluang metal at inilapat sa epekto ng sasakyang panghimpapawid.

2.2Bihirang lupaTitanium Alloy

Noong unang bahagi ng 1970s, ang Beijing Institute of Aeronautical Materials (tinukoy bilang Institute) ay pinalitan ang ilang aluminyo at silikon na mayRare Earth Metal Cerium (Ce) sa mga haluang metal na titanium ng Ti-A1-mo, na nililimitahan ang pag-ulan ng malutong na mga phase at pagpapabuti ng paglaban ng init ng haluang metal at katatagan ng thermal. Sa batayan na ito, ang isang high-performance cast high-temperatura na Titanium Alloy ZT3 na naglalaman ng cerium ay binuo. Kung ikukumpara sa mga katulad na internasyonal na haluang metal, mayroon itong ilang mga pakinabang sa paglaban ng init, lakas, at pagganap ng proseso. Ang compressor casing na ginawa kasama nito ay ginagamit para sa W PI3 II engine, binabawasan ang bigat ng bawat sasakyang panghimpapawid ng 39 kg at pagtaas ng thrust to weight ratio ng 1.5%. Bilang karagdagan, ang mga hakbang sa pagproseso ay nabawasan ng halos 30%, nakamit ang mga makabuluhang benepisyo sa teknikal at pang -ekonomiya, na pinupuno ang agwat ng paggamit ng mga cast titanium casings para sa mga aviation engine sa China sa ilalim ng 500 ℃ mga kondisyon. Ipinakita ng pananaliksik na may maliitCerium oxideMga partikulo sa microstructure ng ZT3 haluang metal na naglalamanCerium.Ceriumpinagsasama ang isang bahagi ng oxygen sa haluang metal upang makabuo ng isang refractory at mataas na tigasRare Earth oxideMateryal, CE2O3. Ang mga particle na ito ay pumipigil sa paggalaw ng mga dislocations sa panahon ng pagpapapangit ng haluang metal, pagpapabuti ng mataas na temperatura na pagganap ng haluang metal.CeriumNakukuha ang ilang mga impurities ng gas (lalo na sa mga hangganan ng butil), na maaaring palakasin ang haluang metal habang pinapanatili ang mahusay na katatagan ng thermal. Ito ang unang pagtatangka na ilapat ang teorya ng mahirap na solute point na nagpapalakas sa paghahagis ng mga haluang metal na titanium. Bilang karagdagan, pagkatapos ng mga taon ng pananaliksik, ang Aviation Materials Institute ay nakabuo ng matatag at murangyttrium oxideMga materyales sa buhangin at pulbos sa proseso ng paghahatid ng katumpakan ng titanium alloy, gamit ang espesyal na teknolohiya ng paggamot sa mineralization. Nakamit nito ang magagandang antas sa tiyak na gravity, tigas, at katatagan sa titanium liquid. Sa mga tuntunin ng pag -aayos at pagkontrol sa pagganap ng shell slurry, nagpakita ito ng higit na kahusayan. Ang natitirang bentahe ng paggamit ng Yttrium oxide shell upang gumawa ng mga casting ng titanium ay na, sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang antas ng kalidad at proseso ng mga paghahagis ay maihahambing sa proseso ng tungsten na ibabaw ng layer, posible na gumawa ng mga titanium alloy castings na mas payat kaysa sa mga proseso ng tungsten na ibabaw ng layer. Sa kasalukuyan, ang prosesong ito ay malawakang ginagamit sa paggawa ng iba't ibang mga sasakyang panghimpapawid, makina, at mga casting ng sibilyan.

2.3Bihirang lupaaluminyo haluang metal

Ang HZL206 heat-resistant cast aluminyo haluang metal na naglalaman ng mga bihirang lupa na binuo ng AVIC ay may higit na mataas na temperatura at temperatura ng mekanikal na katangian kumpara sa nikel na naglalaman ng mga haluang metal sa ibang bansa, at naabot ang advanced na antas ng mga katulad na haluang metal sa ibang bansa. Ginagamit ito ngayon bilang isang balbula na lumalaban sa presyon para sa mga helikopter at manlalaban na jet na may temperatura ng pagtatrabaho na 300 ℃, pinapalitan ang mga haluang metal na bakal at titanium. Nabawasan ang timbang na istruktura at inilagay sa paggawa ng masa. Ang makunat na lakas ngbihirang lupaAng aluminyo silikon hypereutectic ZL117 haluang metal sa 200-300 ℃ ay mas mataas kaysa sa West German piston alloys KS280 at KS282. Ang paglaban nito ay 4-5 beses na mas mataas kaysa sa karaniwang ginagamit na piston alloys ZL108, na may isang maliit na koepisyent ng linear na pagpapalawak at mahusay na dimensional na katatagan. Ginamit ito sa mga accessories ng aviation KY-5, KY-7 air compressor at aviation model engine pistons. Ang pagdaragdag ngbihirang lupaAng mga elemento sa aluminyo haluang metal ay makabuluhang nagpapabuti sa microstructure at mechanical properties. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga haluang metal na aluminyo ay upang makabuo ng isang nagkalat na pamamahagi, at ang mga maliliit na compound ng aluminyo ay may mahalagang papel sa pagpapalakas ng pangalawang yugto; Ang pagdaragdag ngbihirang lupaAng mga elemento ay gumaganap ng isang papel sa pag -degassing at paglilinis, sa gayon binabawasan ang bilang ng mga pores sa haluang metal at pagpapabuti ng pagganap nito;Bihirang lupaAng mga compound ng aluminyo, bilang heterogenous crystal nuclei upang pinuhin ang mga butil at eutectic phase, ay isang uri din ng modifier; Ang mga elemento ng Rare Earth ay nagtataguyod ng pagbuo at pagpipino ng mga mayaman na iron na phase, binabawasan ang kanilang mga nakakapinsalang epekto. α - Ang solidong halaga ng iron sa A1 ay bumababa sa pagtaas ngbihirang lupakaragdagan, na kung saan ay kapaki -pakinabang din para sa pagpapabuti ng lakas at plasticity.

Ang application ngbihirang lupaMga materyales sa pagkasunog sa modernong teknolohiya ng militar

3.1 PuroRare Earth Metals

PuroRare Earth Metals, dahil sa kanilang mga aktibong katangian ng kemikal, ay madaling kapitan ng reaksyon sa oxygen, asupre, at nitrogen upang makabuo ng mga matatag na compound. Kapag sumailalim sa matinding alitan at epekto, ang mga spark ay maaaring mag -apoy ng mga nasusunog na materyales. Samakatuwid, kasing aga ng 1908, ginawa ito sa Flint. Napag -alaman na kabilang sa 17bihirang lupamga elemento, anim na elemento kabilang angCerium, Lanthanum, Neodymium, Praseodymium, Samarium, atyttriummagkaroon ng partikular na mahusay na pagganap ng arson. Ang mga tao ay nakabukas ang mga katangian ng arson ng ray mga metal na metalsa iba't ibang uri ng mga incendiary na armas, tulad ng US mark 82 227 kg misayl, na gumagamitRare Earth Metallining, na hindi lamang gumagawa ng mga paputok na epekto ng pagpatay kundi pati na rin ang mga epekto ng arson. Ang American air-to-ground na "damping man" rocket warhead ay nilagyan ng 108 bihirang lupa metal square rods bilang mga liner, na pinapalitan ang ilang mga prefabricated fragment. Ang mga static na pagsabog ng pagsabog ay nagpakita na ang kakayahang mag -apoy ng gasolina ay 44% na mas mataas kaysa sa mga hindi naka -linya.

3.2 halo -halongRare Earth Metals

Dahil sa mataas na presyo ng dalisayRare Earth Metals,Ang iba't ibang mga bansa ay malawak na gumagamit ng murang compositeRare Earth MetalS sa mga armas ng pagkasunog. Ang compositeRare Earth MetalAng ahente ng pagkasunog ay na-load sa metal shell sa ilalim ng mataas na presyon, na may density ng ahente ng pagkasunog ng (1.9 ~ 2.1) × 103 kg/m3, bilis ng pagkasunog 1.3-1.5 m/s, diameter ng apoy na halos 500 mm, temperatura ng apoy na kasing taas ng 1715-2000 ℃. Pagkatapos ng pagkasunog, ang tagal ng maliwanag na pag -init ng katawan ay mas mahaba kaysa sa 5 minuto. Sa panahon ng Digmaang Vietnam, inilunsad ng militar ng US ang isang 40mm incendiary granade gamit ang isang launcher, at ang pag -aapoy ng lining sa loob ay gawa sa isang halo -halong bihirang metal na lupa. Matapos sumabog ang projectile, ang bawat fragment na may isang hindi pagpayag na liner ay maaaring mag -apoy sa target. Sa oras na iyon, ang buwanang paggawa ng bomba ay umabot sa 200000 rounds, na may maximum na 260000 round.

3.3Bihirang lupaMga haluang metal na pagkasunog

Abihirang lupaAng haluang metal na may timbang na 100 g ay maaaring bumuo ng 200-3000 sparks na may isang malaking lugar ng saklaw, na katumbas ng pagpatay ng radius ng nakasuot ng sandata at nakasuot ng sandata na mga shell. Samakatuwid, ang pagbuo ng multifunctional na bala na may kapangyarihan ng pagkasunog ay naging isa sa mga pangunahing direksyon ng pag -unlad ng bala sa bahay at sa ibang bansa. Para sa nakasuot ng sandata at nakasuot ng sandata na mga shell, ang kanilang taktikal na pagganap ay nangangailangan na pagkatapos ng pagtagos ng sandata ng tangke ng kaaway, maaari rin nilang mag -apoy ang kanilang gasolina at bala upang ganap na sirain ang tangke. Para sa mga granada, kinakailangan na mag -apoy ng mga gamit sa militar at madiskarteng pasilidad sa loob ng kanilang pagpatay. Naiulat na ang isang plastik na bihirang metal na incendiary bomba na ginawa sa Estados Unidos ay may isang katawan na gawa sa fiberglass reinforced nylon at isang halo -halong bihirang haluang metal na haluang metal, na ginagamit upang magkaroon ng mas mahusay na mga epekto laban sa mga target na naglalaman ng gasolina at mga katulad na materyales.

Application ng 4Bihirang lupaMga materyales sa proteksyon ng militar at teknolohiyang nukleyar

4.1 Application sa Teknolohiya ng Proteksyon ng Militar

Ang mga elemento ng Rare Earth ay may mga katangian ng lumalaban sa radiation. Ang National Center for Neutron Cross Sections sa Estados Unidos ay gumagamit ng mga materyales na polimer bilang ang substrate at gumawa ng dalawang uri ng mga plato na may kapal na 10 mm na may o walang pagdaragdag ng mga bihirang elemento ng lupa para sa pagsubok sa proteksyon ng radiation. Ipinapakita ng mga resulta na ang thermal neutron na kalasag na epekto ngbihirang lupaAng mga materyales sa polimer ay 5-6 beses na mas mahusay kaysa sabihirang lupaLibreng mga materyales na polimer. Ang mga bihirang materyales sa lupa na may mga idinagdag na elemento tulad ngSamarium, Europium, Gadolinium, Dysprosium, atbp. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing aplikasyon ng mga bihirang mga materyales na anti radiation ng lupa sa teknolohiya ng militar ay kasama ang mga sumusunod na aspeto.

4.1.1 Nuclear Radiation Shielding

Gumagamit ang Estados Unidos ng 1% boron at 5% bihirang mga elemento ng lupaGadolinium, Samarium, atLanthanumUpang makagawa ng isang 600m makapal na radiation na lumalaban sa kongkreto para sa kalasag na mga mapagkukunan ng neutron ng fission sa mga reaktor ng swimming pool. Ang Pransya ay nakabuo ng isang bihirang materyal na proteksyon sa radiation ng lupa sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga borides,bihirang lupacompound, oRare Earth Alloyssa grapayt bilang substrate. Ang tagapuno ng pinagsama -samang materyal na ito ay kinakailangan na pantay na maipamahagi at gawin sa mga prefabricated na bahagi, na inilalagay sa paligid ng channel ng reaktor ayon sa iba't ibang mga kinakailangan ng mga bahagi ng kalasag.

4.1.2 Tank Thermal Radiation Shielding

Binubuo ito ng apat na layer ng barnisan, na may kabuuang kapal ng 5-20 cm. Ang unang layer ay gawa sa glass fiber reinforced plastic, na may inorganic powder na idinagdag na may 2%bihirang lupamga compound bilang mga tagapuno upang harangan ang mabilis na neutron at sumipsip ng mabagal na neutrons; Ang pangalawa at pangatlong layer ay nagdaragdag ng boron grapayt, polystyrene, at bihirang mga elemento ng lupa na nagkakahalaga ng 10% ng kabuuang halaga ng tagapuno sa dating upang harangan ang mga intermediate na neutrons ng enerhiya at sumipsip ng mga thermal neutrons; Ang ika -apat na layer ay gumagamit ng grapayt sa halip na glass fiber, at nagdaragdag ng 25%bihirang lupamga compound upang sumipsip ng mga thermal neutrons.

4.1.3 Iba pa

Paglalapatbihirang lupaAng mga anti radiation coatings sa mga tanke, barko, silungan, at iba pang kagamitan sa militar ay maaaring magkaroon ng isang anti radiation effect.

4.2 Application sa teknolohiyang nukleyar

Bihirang lupayttrium oxideMaaaring magamit bilang isang sunugin na pagsipsip para sa uranium fuel sa kumukulo na mga reaktor ng tubig (BWR). Kabilang sa lahat ng mga elemento,Gadoliniumay may pinakamalakas na kakayahang sumipsip ng mga neutron, na may humigit -kumulang na 4600 target sa bawat atom. Bawat naturalGadoliniumAng Atom ay sumisipsip ng isang average ng 4 na neutrons bago ang pagkabigo. Kapag halo -halong may fissionable uranium,Gadoliniummaaaring magsulong ng pagkasunog, bawasan ang pagkonsumo ng uranium, at dagdagan ang output ng enerhiya.Gadolinium oxideay hindi gumagawa ng nakakapinsalang byproduct deuterium tulad ng boron carbide, at maaaring maging katugma sa parehong uranium fuel at ang coating material nito sa panahon ng mga reaksyon ng nuklear. Ang bentahe ng paggamitGadoliniumSa halip na boron ay iyonGadoliniumMaaaring direktang halo -halong may uranium upang maiwasan ang pagpapalawak ng nuclear fuel rod. Ayon sa mga istatistika, may kasalukuyang 149 na nakaplanong nukleyar na reaktor sa buong mundo, kung saan 115 pressurized water reaktor ang gumagamit ng bihirang lupaGadolinium oxide. Bihirang lupaSamarium, Europium, atDysprosiumay ginamit bilang mga sumisipsip ng neutron sa mga neutron breeders.Bihirang lupa yttriumay may isang maliit na capture cross-section sa mga neutron at maaaring magamit bilang isang materyal na pipe para sa tinunaw na mga reaktor ng asin. Manipis na mga foil na may idinagdagbihirang lupa GadoliniumatDysprosiumMaaaring magamit bilang mga detektor ng neutron field sa aerospace at nuclear industriya engineering, maliit na halaga ngbihirang lupaThuliumatErbiummaaaring magamit bilang mga target na materyales para sa selyadong tube neutron generator, atRare Earth oxideAng Europium iron metal ceramics ay maaaring magamit upang makagawa ng pinahusay na mga plate ng suporta sa control ng reaktor.Bihirang lupaGadoliniumMaaari ring magamit bilang isang additive na patong upang maiwasan ang neutron radiation, at ang mga nakabaluti na sasakyan na pinahiran ng mga espesyal na coatings na naglalamanGadolinium oxidemaaaring maiwasan ang neutron radiation.Bihirang lupa ytterbiumay ginagamit sa kagamitan para sa pagsukat ng geostress na dulot ng pagsabog sa underground nuclear. KailanRare earthytterbiumay sumailalim sa lakas, ang pagtaas ng paglaban, at ang pagbabago sa paglaban ay maaaring magamit upang makalkula ang presyon na napapailalim sa. Pag -uugnaybihirang lupa GadoliniumAng foil na idineposito ng pag -aalis ng singaw at staggered coating na may elemento ng sensitibong stress ay maaaring magamit upang masukat ang mataas na stress sa nukleyar.

5, Application ngBihirang lupaPermanenteng mga materyales sa magnet sa modernong teknolohiya ng militar

Angbihirang lupaAng permanenteng materyal na magnet, na pinasasalamatan bilang bagong henerasyon ng mga magnetic na hari, ay kasalukuyang kilala bilang pinakamataas na komprehensibong pagganap na permanenteng materyal na magnet. Mayroon itong higit sa 100 beses na mas mataas na magnetic properties kaysa sa magnetic steel na ginamit sa kagamitan ng militar noong 1970s. Sa kasalukuyan, ito ay naging isang mahalagang materyal sa modernong komunikasyon sa teknolohiya ng elektroniko, na ginagamit sa mga naglalakbay na tubo ng alon at mga sirkulator sa mga artipisyal na satellite satellite, radar, at iba pang mga larangan. Samakatuwid, mayroon itong makabuluhang kahalagahan ng militar.

SamariumAng mga magnet ng cobalt at neodymium iron boron magnet ay ginagamit para sa electron beam na nakatuon sa mga sistema ng gabay ng missile. Ang mga magnet ay ang pangunahing mga aparato na nakatuon para sa mga beam ng elektron at magpadala ng data sa control na ibabaw ng misayl. Mayroong humigit-kumulang 5-10 pounds (2.27-4.54 kg) ng mga magnet sa bawat aparato na nakatuon sa gabay ng misayl. Bilang karagdagan,bihirang lupaGinagamit din ang mga magnet upang magmaneho ng mga de -koryenteng motor at paikutin ang rudder ng mga gabay na missile. Ang kanilang mga pakinabang ay namamalagi sa kanilang mas malakas na magnetic properties at mas magaan na timbang kumpara sa orihinal na aluminyo nickel cobalt magnet.

6 .Application ngBihirang lupaMga materyales sa laser sa modernong teknolohiya ng militar

Ang laser ay isang bagong uri ng ilaw na mapagkukunan na may mahusay na monochromaticity, direksyon, at pagkakaisa, at maaaring makamit ang mataas na ningning. Laser atbihirang lupaAng mga materyales sa laser ay ipinanganak nang sabay -sabay. Sa ngayon, humigit -kumulang na 90% ng mga materyales sa laser ang kasangkotRare Earths. Halimbawa,yttriumAng aluminyo garnet crystal ay isang malawak na ginagamit na laser na maaaring makamit ang tuluy-tuloy na output ng high-power sa temperatura ng silid. Ang aplikasyon ng mga solid-state laser sa modernong militar ay may kasamang mga sumusunod na aspeto.

6.1 Laser Ranging

AngNeodymiumDopedyttriumAng aluminyo na garnet laser rangefinder na binuo ng mga bansa tulad ng Estados Unidos, Britain, France, at Alemanya ay maaaring masukat ang mga distansya ng hanggang sa 4000 hanggang 20000 metro na may katumpakan na 5 metro. Ang mga sistema ng armas tulad ng American MI, Leopard II ng Alemanya, Leclerc ng Pransya, ang uri ng Japan 90, ang Israel's Mecca, at ang pinakabagong British na binuo Challenger 2 tank lahat ay gumagamit ng ganitong uri ng laser rangefinder. Sa kasalukuyan, ang ilang mga bansa ay bumubuo ng isang bagong henerasyon ng solidong mga range ng laser para sa kaligtasan ng mata ng tao, na may isang saklaw na haba ng haba ng haba ng 1.5-2.1 μ M. Ang mga handheld laser rangefinders ay binuo gamit angHolmiumDopedyttriumLithium fluoride lasers sa Estados Unidos at United Kingdom, na may isang nagtatrabaho na haba ng haba ng 2.06 μ m, na umaabot hanggang sa 3000 m. Ang Estados Unidos ay nakipagtulungan din sa mga internasyonal na kumpanya ng laser upang makabuo ng isang erbium-dopedyttriumLithium fluoride laser na may haba ng haba na 1.73 μ m's laser rangefinder at mabigat na nilagyan ng mga tropa. Ang haba ng haba ng laser ng saklaw ng militar ng China ay 1.06 μ m, mula 200 hanggang 7000 m. Nakukuha ng China ang mahahalagang data mula sa mga laser telebisyon theodolites sa mga sukat ng target na saklaw sa panahon ng paglulunsad ng mga pang-haba na rocket, missile, at mga satellite ng komunikasyon.

6.2 Gabay sa Laser

Ang mga bomba na ginagabayan ng laser ay gumagamit ng mga laser para sa gabay sa terminal. Ang nd · yag laser, na nagpapalabas ng dose -dosenang mga pulses bawat segundo, ay ginagamit upang mai -irradiate ang target na laser. Ang mga pulses ay naka -encode at ang mga light pulses ay maaaring gabayan ang tugon ng misayl, sa gayon maiiwasan ang pagkagambala mula sa paglulunsad ng missile at mga hadlang na itinakda ng kaaway. Ang US Military GBV-15 Glider Bomb, na kilala rin bilang "Dexterous Bomb". Katulad nito, maaari rin itong magamit upang gumawa ng mga laser gabay na mga shell.

6.3 Komunikasyon ng Laser

Bilang karagdagan sa nd · yag, ang laser output ng lithiumNeodymiumAng Phosphate Crystal (LNP) ay polarized at madaling baguhin, ginagawa itong isa sa mga pinaka -promising micro laser na materyales. Ito ay angkop bilang isang ilaw na mapagkukunan para sa komunikasyon ng optic na hibla at inaasahang mailalapat sa integrated optika at komunikasyon sa kosmiko. Bilang karagdagan,yttriumAng Iron Garnet (Y3FE5O12) Ang solong kristal ay maaaring magamit bilang iba't ibang mga aparato ng magnetostatic na ibabaw ng alon gamit ang teknolohiyang pagsasama ng microwave, ginagawa ang mga aparato na isinama at miniaturized, at pagkakaroon ng mga espesyal na aplikasyon sa radar remote control, telemetry, nabigasyon, at electronic countermeasures.

7.Ang aplikasyon ngBihirang lupaMga superconducting na materyales sa modernong teknolohiya ng militar

Kapag ang isang tiyak na materyal ay nakakaranas ng paglaban sa zero sa ibaba ng isang tiyak na temperatura, kilala ito bilang superconductivity, na siyang kritikal na temperatura (TC). Ang mga superconductors ay isang uri ng antimagnetic material na nagtataboy ng anumang pagtatangka na mag -aplay ng isang magnetic field sa ibaba ng kritikal na temperatura, na kilala bilang epekto ng Meisner. Ang pagdaragdag ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga materyales na superconducting ay maaaring madagdagan ang kritikal na temperatura TC. Ito ay lubos na nagtataguyod ng pag -unlad at aplikasyon ng mga superconducting na materyales. Noong 1980s, ang mga binuo na bansa tulad ng Estados Unidos at Japan ay nagdagdag ng isang tiyak na halaga ngRare Earth oxides tulad ngLanthanum, yttrium,Europium, atErbiumsa barium oxide atCopper OxideAng mga compound, na pinaghalong, pinindot, at sintered upang mabuo ang mga superconducting ceramic na materyales, na ginagawang malawak na aplikasyon ng superconducting na teknolohiya, lalo na sa mga aplikasyon ng militar, mas malawak.

7.1 Superconducting Integrated Circuits

Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sa aplikasyon ng teknolohiyang superconducting sa mga elektronikong computer ay isinasagawa sa ibang bansa, at ang mga superconducting integrated circuit ay binuo gamit ang mga superconducting ceramic na materyales. Kung ang ganitong uri ng integrated circuit ay ginagamit upang gumawa ng mga superconducting computer, hindi lamang ito maliit sa laki, magaan ang timbang, at maginhawa na gamitin, ngunit mayroon ding bilis ng computing 10 hanggang 100 beses nang mas mabilis kaysa sa mga semiconductor computer, na may mga lumulutang na operasyon ng paglutang na umaabot sa 300 hanggang 1 trilyon beses bawat segundo. Samakatuwid, hinuhulaan ng militar ng US na sa sandaling ipinakilala ang mga superconducting computer, sila ay magiging isang "multiplier" para sa pagiging epektibo ng labanan ng C1 system sa militar.

7.2 Teknolohiya ng Superconducting Magnetic Exploration

Ang mga magnetikong sensitibong sangkap na gawa sa superconducting ceramic na materyales ay may isang maliit na dami, na ginagawang madali upang makamit ang pagsasama at hanay. Maaari silang bumuo ng mga multi-channel at maraming mga sistema ng pagtuklas ng parameter, na lubos na nadaragdagan ang kapasidad ng impormasyon ng yunit at lubos na pagpapabuti ng distansya ng pagtuklas at kawastuhan ng magnetic detector. Ang paggamit ng superconducting magnetometer ay hindi lamang makakakita ng mga gumagalaw na target tulad ng mga tangke, sasakyan, at mga submarino, ngunit sinusukat din ang kanilang laki, na humahantong sa mga makabuluhang pagbabago sa mga taktika at teknolohiya tulad ng anti tank at anti submarine warfare.

Naiulat na ang US Navy ay nagpasya na bumuo ng isang remote sensing satellite gamit itobihirang lupasuperconducting material upang ipakita at pagbutihin ang tradisyonal na teknolohiyang remote sensing. Ang satellite na ito na tinatawag na Naval Earth Image Observatory ay inilunsad noong 2000.

8.application ngBihirang lupaMga higanteng magnetostrictive na materyales sa modernong teknolohiyang militar

Bihirang lupaAng mga higanteng magnetostrictive na materyales ay isang bagong uri ng functional material na bagong binuo noong huling bahagi ng 1980s sa ibang bansa. Pangunahin ang pagtukoy sa mga bihirang mga compound ng bakal na bakal. Ang ganitong uri ng materyal ay may mas malaking halaga ng magnetostrictive kaysa sa bakal, nikel, at iba pang mga materyales, at ang koepisyentong magnetostrictive ay halos 102-103 beses na mas mataas kaysa sa mga pangkalahatang materyales na magnetostrictive, kaya tinatawag itong malaki o higanteng mga magnetostrictive na materyales. Kabilang sa lahat ng mga komersyal na materyales, ang bihirang mga higanteng magnetostrictive na materyales ay may pinakamataas na halaga ng pilay at enerhiya sa ilalim ng pisikal na pagkilos. Lalo na sa matagumpay na pag-unlad ng Terfenol-D Magnetostrictive Alloy, isang bagong panahon ng mga magnetostrictive na materyales ay binuksan. Kapag ang terfenol-d ay inilalagay sa isang magnetic field, ang pagkakaiba-iba ng laki nito ay mas malaki kaysa sa ordinaryong magnetic na materyales, na nagbibigay-daan sa ilang mga katumpakan na paggalaw na makamit. Sa kasalukuyan, malawakang ginagamit ito sa iba't ibang mga patlang, mula sa mga sistema ng gasolina, kontrol ng likidong balbula, pagpoposisyon ng micro sa mga mekanikal na actuators para sa mga teleskopyo sa espasyo at mga regulator ng pakpak ng sasakyang panghimpapawid. Ang pag-unlad ng teknolohiyang materyal ng terfenol-D ay gumawa ng tagumpay sa pag-unlad sa teknolohiya ng conversion ng electromekanikal. At ito ay may mahalagang papel sa pag-unlad ng teknolohiyang paggupit, teknolohiya ng militar, at modernisasyon ng mga tradisyunal na industriya. Ang aplikasyon ng bihirang mga materyales sa magnetostrictive na lupa sa modernong militar ay kasama ang mga sumusunod na aspeto:

8.1 Sonar

Ang pangkalahatang dalas ng paglabas ng sonar ay nasa itaas ng 2 kHz, ngunit ang mababang-dalas na sonar sa ibaba ng dalas na ito ay may mga espesyal na pakinabang: mas mababa ang dalas, mas maliit ang pagpapalambing, mas malayo ang tunog ng alon na nagpapalaganap, at hindi gaanong nakakaapekto sa ilalim ng tubig na echo na kalasag. Ang mga sonars na gawa sa materyal na terfenol-D ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na kapangyarihan, maliit na dami, at mababang dalas, kaya mabilis silang nabuo.

8.2 Mga de -koryenteng mekanikal na transducer

Pangunahin na ginagamit para sa maliit na kinokontrol na mga aparato ng pagkilos - mga actuators. Kabilang ang katumpakan ng control na umaabot sa antas ng nanometer, pati na rin ang mga servo pump, mga sistema ng iniksyon ng gasolina, preno, atbp.

8.3 Mga Sensor at Elektronikong aparato

Tulad ng bulsa magnetometer, sensor para sa pagtuklas ng pag -aalis, lakas, at pagbilis, at mga naka -tono na mga aparato ng acoustic wave. Ang huli ay ginagamit para sa mga sensor ng phase sa mga mina, sonar, at mga sangkap ng imbakan sa mga computer.

9. Iba pang mga materyales

Iba pang mga materyales tulad ngbihirang lupamga materyales na luminescent,bihirang lupaMga materyales sa imbakan ng hydrogen, bihirang mga higanteng magnetoresistive na materyales,bihirang lupaMagnetic na mga materyales sa pagpapalamig, atbihirang lupaAng Magneto-optical na mga materyales sa imbakan ay lahat ay matagumpay na inilapat sa modernong militar, na lubos na nagpapabuti sa pagiging epektibo ng labanan ng mga modernong armas. Halimbawa,bihirang lupaAng mga materyales na luminescent ay matagumpay na na -apply sa mga aparato sa pangitain sa gabi. Sa mga salamin sa pangitain sa gabi, ang mga bihirang mga phosphors sa lupa ay nagko -convert ng mga photon (light energy) sa mga electron, na pinahusay sa pamamagitan ng milyun -milyong mga maliliit na butas sa eroplano ng hibla ng mikroskopyo, na sumasalamin pabalik -balik mula sa dingding, na naglalabas ng maraming mga electron. Ang ilang mga bihirang mga phosphors sa lupa sa dulo ng buntot ay nag -convert ng mga electron pabalik sa mga photon, kaya ang imahe ay makikita na may isang eyepiece. Ang prosesong ito ay katulad ng sa isang telebisyon sa telebisyon, kung saanbihirang lupaAng fluorescent powder ay naglalabas ng isang tiyak na imahe ng kulay papunta sa screen. Ang industriya ng Amerikano ay karaniwang gumagamit ng niobium pentoxide, ngunit para sa mga sistema ng paningin sa gabi upang magtagumpay, ang bihirang elemento ng lupaLanthanumay isang mahalagang sangkap. Sa Digmaang Gulpo, ginamit ng mga pwersang multinasyunal ang mga goggles ng gabing ito upang obserbahan ang mga target ng Iraqi Army at oras muli, kapalit ng isang maliit na tagumpay.

10 .Conclusion

Ang pag -unlad ngbihirang lupaAng industriya ay epektibong na -promote ang komprehensibong pag -unlad ng modernong teknolohiya ng militar, at ang pagpapabuti ng teknolohiyang militar ay hinimok din ang maunlad na pag -unlad ngbihirang lupaindustriya. Naniniwala ako na sa mabilis na pagsulong ng agham at teknolohiya sa mundo,bihirang lupaAng mga produkto ay gagampanan ng isang mas malaking papel sa pagbuo ng modernong teknolohiya ng militar sa kanilang mga espesyal na pag -andar, at magdadala ng malaking pang -ekonomiya at natitirang mga benepisyo sa lipunan sabihirang lupaindustriya mismo.