Mga bihirang lupa,kilala bilang "treasure trove" ng mga bagong materyales, bilang isang espesyal na functional na materyal, ay maaaring lubos na mapabuti ang kalidad at pagganap ng iba pang mga produkto, at kilala bilang "mga bitamina" ng modernong industriya.Ang mga ito ay hindi lamang malawakang ginagamit sa mga tradisyunal na industriya tulad ng metalurhiya, petrochemical, glass ceramics, wool spinning, leather, at agriculture, ngunit gumaganap din ng isang kailangang-kailangan na papel sa mga materyales tulad ng fluorescence, magnetism, laser, fiber optic communication, hydrogen storage energy, superconductivity, atbp, Ito ay direktang nakakaapekto sa bilis at antas ng pag-unlad ng mga umuusbong na high-tech na industriya tulad ng optical instruments, electronics, aerospace, at nuclear industry.Ang mga teknolohiyang ito ay matagumpay na nailapat sa teknolohiyang militar, na lubos na nagtataguyod ng pag-unlad ng modernong teknolohiyang militar.
Ang espesyal na papel na ginagampanan nibihirang lupaang mga bagong materyales sa modernong teknolohiyang militar ay nakakuha ng mataas na atensyon mula sa mga pamahalaan at mga eksperto ng iba't ibang bansa, tulad ng pagkakalista bilang isang pangunahing elemento sa pag-unlad ng mga high-tech na industriya at teknolohiyang militar ng mga nauugnay na departamento ng mga bansa tulad ng Estados Unidos at Japan.
Isang Maikling Panimula saRare Earths at Ang Kanilang Relasyon sa Militar at Pambansang Depensa
Sa mahigpit na pagsasalita, ang lahat ng mga elemento ng rare earth ay may ilang partikular na aplikasyong militar, ngunit ang pinakamahalagang papel na ginagampanan nila sa pambansang depensa at larangan ng militar ay dapat nasa mga aplikasyon tulad ng laser ranging, laser guidance, at laser communication.
Ang aplikasyon ngbihirang lupabakal atbihirang lupaductile iron sa modernong teknolohiya ng militar
1.1 Paglalapat ngRare EarthBakal sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Kasama sa function ang dalawang aspeto: purification at alloying, pangunahin ang desulfurization, deoxidation, at pagtanggal ng gas, inaalis ang impluwensya ng mababang melting point na nakakapinsalang impurities, pagpino ng butil at istraktura, nakakaapekto sa phase transition point ng bakal, at pagpapabuti ng hardenability at mekanikal na katangian nito.Ang mga tauhan ng agham at teknolohiya ng militar ay nakabuo ng maraming mga bihirang materyal sa lupa na angkop para sa paggamit sa mga armas sa pamamagitan ng paggamit ng mga katangian ngbihirang lupa.
1.1.1 Baluti na bakal
Noong unang bahagi ng 1960s, nagsimulang magsaliksik ang industriya ng armas ng China sa paggamit ng mga rare earth sa armor steel at gun steel, at sunud-sunod na ginawa.bihirang lupaarmor steel gaya ng 601, 603, at 623, na naghahatid sa isang bagong panahon ng mga pangunahing hilaw na materyales para sa produksyon ng tangke sa China batay sa domestic production.
1.1.2Rare earthcarbon steel
Noong kalagitnaan ng dekada 1960, nagdagdag ang China ng 0.05%bihirang lupamga elemento sa isang tiyak na mataas na kalidad na carbon steel upang makagawabihirang lupacarbon steel.Ang lateral impact value ng rare earth steel na ito ay tumaas ng 70% hanggang 100% kumpara sa orihinal na carbon steel, at ang impact value sa -40 ℃ ay halos doble.Ang large-diameter cartridge case na gawa sa bakal na ito ay napatunayan sa pamamagitan ng shooting tests sa shooting range upang ganap na matugunan ang mga teknikal na kinakailangan.Sa kasalukuyan, tinatapos na ng Tsina at inilagay ito sa produksyon, na natanto ang matagal nang naisin ng China na palitan ang tanso ng bakal sa materyal na cartridge.
1.1.3 Rare earth high manganese steel at rare earth cast steel
Rare earthang mataas na manganese steel ay ginagamit sa paggawa ng mga tank track plate, habangbihirang lupaang cast steel ay ginagamit sa paggawa ng mga pakpak ng buntot, muzzle brake, at artilerya na istrukturang bahagi para sa high-speed shell piercing shell.Maaari nitong bawasan ang mga hakbang sa pagproseso, pagbutihin ang paggamit ng bakal, at makamit ang mga taktikal at teknikal na tagapagpahiwatig.
1.2 Paglalapat ng Rare Earth Nodular Cast Iron sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Noong nakaraan, ang mga forward chamber projectile na materyales ng China ay gawa sa semi-rigid cast iron na gawa sa mataas na kalidad na pig iron na may halong 30% hanggang 40% scrap steel.Dahil sa mababang lakas nito, mataas na brittleness, mababa at hindi matalas na epektibong pagkapira-piraso pagkatapos ng pagsabog, at mahinang kapangyarihan sa pagpatay, ang pagbuo ng mga pasulong na chamber projectile body ay minsang pinaghigpitan.Mula noong 1963, ang iba't ibang mga kalibre ng mortar shell ay ginawa gamit ang bihirang lupa na ductile iron, na nadagdagan ang kanilang mga mekanikal na katangian ng 1-2 beses, pinarami ang bilang ng mga epektibong fragment, at pinatalas ang mga gilid ng mga fragment, na lubos na nagpapataas ng kanilang kapangyarihan sa pagpatay.Ang combat shell ng isang partikular na uri ng cannon shell at field gun shell na gawa sa materyal na ito sa ating bansa ay may bahagyang mas mahusay na mabisang bilang ng fragmentation at dense killing radius kaysa sa steel shell.
Ang application ng non-ferrousrare earth alloys tulad ng magnesiyo at aluminyo sa modernong teknolohiya ng militar
Rare earthsmay mataas na aktibidad ng kemikal at malaking atomic radii.Kapag idinagdag sa mga non-ferrous na metal at sa kanilang mga haluang metal, maaari nilang pinuhin ang laki ng butil, maiwasan ang paghihiwalay, alisin ang gas, mga dumi at linisin, at pagbutihin ang istraktura ng metallograpiko, sa gayon ay makakamit ang mga komprehensibong layunin tulad ng pagpapabuti ng mga mekanikal na katangian, pisikal na katangian, at pagganap ng pagproseso.Nagamit ng mga domestic at foreign material na manggagawa ang mga katangian ngmga bihirang lupaupang bumuo ng bagobihirang lupamagnesium alloys, aluminum alloys, titanium alloys, at high-temperature alloys.Ang mga produktong ito ay malawakang ginagamit sa mga modernong teknolohiyang militar tulad ng mga fighter jet, assault aircraft, helicopter, unmanned aerial vehicles, at missile satellite.
2.1Rare earthmagnesiyo haluang metal
Rare earthAng mga magnesium alloy ay may mataas na tiyak na lakas, maaaring mabawasan ang bigat ng sasakyang panghimpapawid, mapabuti ang pagganap ng taktikal, at magkaroon ng malawak na mga prospect ng aplikasyon.Angbihirang lupaAng mga magnesium alloy na binuo ng China Aviation Industry Corporation (mula rito ay tinutukoy bilang AVIC) ay kinabibilangan ng humigit-kumulang 10 grado ng cast magnesium alloys at deformed magnesium alloys, na marami sa mga ito ay ginamit sa produksyon at may matatag na kalidad.Halimbawa, ang ZM 6 cast magnesium alloy na may rare earth metal neodymium bilang pangunahing additive ay pinalawak upang magamit sa mahahalagang bahagi tulad ng helicopter rear reduction casings, fighter wing ribs, at rotor lead pressure plate para sa 30 kW generators.Ang rare earth high-strength magnesium alloy na BM25 na pinagsama-samang binuo ng China Aviation Corporation at Nonferrous Metals Corporation ay pinalitan ang ilang katamtamang lakas na aluminum alloys at inilapat sa impact aircraft.
2.2Rare earthtitan haluang metal
Noong unang bahagi ng 1970s, pinalitan ng Beijing Institute of Aeronautical Materials (tinukoy bilang Institute) ang ilang aluminyo at silikon ngrare earth metal cerium (Ce) sa Ti-A1-Mo titanium alloys, nililimitahan ang precipitation ng brittle phases at pagpapabuti ng heat resistance at thermal stability ng alloy.Sa batayan na ito, binuo ang isang high-performance cast high-temperature titanium alloy ZT3 na naglalaman ng cerium.Kung ikukumpara sa mga katulad na internasyonal na haluang metal, mayroon itong ilang partikular na pakinabang sa paglaban sa init, lakas, at pagganap ng proseso.Ang compressor casing na ginawa kasama nito ay ginagamit para sa W PI3 II engine, na binabawasan ang bigat ng bawat sasakyang panghimpapawid ng 39 kg at pinapataas ang thrust to weight ratio ng 1.5%.Bilang karagdagan, ang mga hakbang sa pagproseso ay nababawasan ng humigit-kumulang 30%, na nakakamit ng makabuluhang teknikal at pang-ekonomiyang benepisyo, na pinupunan ang puwang ng paggamit ng cast titanium casings para sa mga aviation engine sa China sa ilalim ng 500 ℃ na mga kondisyon.Ipinakita ng pananaliksik na mayroong maliitcerium oxideparticle sa microstructure ng ZT3 haluang metal na naglalamancerium.Ceriumpinagsasama ang isang bahagi ng oxygen sa haluang metal upang bumuo ng isang refractory at mataas na tigasbihirang lupa oksidomateryal, Ce2O3.Ang mga particle na ito ay humahadlang sa paggalaw ng mga dislokasyon sa panahon ng pagpapapangit ng haluang metal, pagpapabuti ng mataas na temperatura na pagganap ng haluang metal.Ceriumkumukuha ng ilang gas impurities (lalo na sa mga hangganan ng butil), na maaaring palakasin ang haluang metal habang pinapanatili ang magandang thermal stability.Ito ang unang pagtatangka na ilapat ang teorya ng mahirap na pagpapalakas ng solute point sa paghahagis ng mga haluang metal na titan.Bilang karagdagan, pagkatapos ng mga taon ng pananaliksik, ang Aviation Materials Institute ay nakabuo ng matatag at murayttrium oxidebuhangin at pulbos materyales sa titan haluang metal solusyon katumpakan paghahagis proseso, gamit ang espesyal na mineralization paggamot teknolohiya.Nakamit nito ang magagandang antas sa tiyak na gravity, tigas, at katatagan sa titanium liquid.Sa mga tuntunin ng pagsasaayos at pagkontrol sa pagganap ng shell slurry, ito ay nagpakita ng higit na kahusayan.Ang namumukod-tanging bentahe ng paggamit ng yttrium oxide shell sa paggawa ng titanium castings ay na, sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang kalidad at antas ng proseso ng mga casting ay maihahambing sa proseso ng tungsten surface layer, posible na gumawa ng titanium alloy castings na mas manipis kaysa sa mga iyon. ng proseso ng layer ng ibabaw ng tungsten.Sa kasalukuyan, ang prosesong ito ay malawakang ginagamit sa paggawa ng iba't ibang sasakyang panghimpapawid, makina, at mga sibilyang casting.
2.3Rare earthaluminyo haluang metal
Ang HZL206 heat-resistant cast aluminum alloy na naglalaman ng mga rare earth na binuo ng AVIC ay may superior high-temperature at room temperature mechanical properties kumpara sa nickel containing alloys sa ibang bansa, at umabot na sa advanced level ng mga katulad na alloys sa ibang bansa.Ginagamit na ito ngayon bilang isang pressure resistant valve para sa mga helicopter at fighter jet na may gumaganang temperatura na 300 ℃, na pinapalitan ang bakal at titanium alloys.Binawasan ang bigat ng istruktura at inilagay sa mass production.Ang lakas ng makunat ngbihirang lupaAng aluminum silicon hypereutectic ZL117 alloy sa 200-300 ℃ ay mas mataas kaysa sa West German piston alloys na KS280 at KS282.Ang wear resistance nito ay 4-5 beses na mas mataas kaysa sa karaniwang ginagamit na piston alloy na ZL108, na may maliit na coefficient ng linear expansion at magandang dimensional stability.Ito ay ginamit sa aviation accessories KY-5, KY-7 air compressors at aviation model engine pistons.Ang pagdaragdag ngbihirang lupaAng mga elemento sa aluminyo haluang metal ay makabuluhang nagpapabuti sa microstructure at mekanikal na mga katangian.Ang mekanismo ng pagkilos ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga aluminyo na haluang metal ay upang bumuo ng isang dispersed distribution, at ang mga maliliit na aluminum compound ay may mahalagang papel sa pagpapalakas ng ikalawang yugto;Ang pagdaragdag ngbihirang lupaang mga elemento ay gumaganap ng isang papel sa degassing at paglilinis, sa gayon ay binabawasan ang bilang ng mga pores sa haluang metal at pagpapabuti ng pagganap nito;Rare earthAng mga aluminyo compound, bilang heterogenous crystal nuclei upang pinuhin ang mga butil at eutectic phase, ay isa ring uri ng modifier;Ang mga elemento ng rare earth ay nagtataguyod ng pagbuo at pagpino ng mga bahaging mayaman sa bakal, na binabawasan ang mga nakakapinsalang epekto nito.α— Ang solid solution na dami ng bakal sa A1 ay bumababa sa pagtaas ngbihirang lupakaragdagan, na kapaki-pakinabang din para sa pagpapabuti ng lakas at plasticity.
Ang aplikasyon ngbihirang lupamga materyales sa pagkasunog sa modernong teknolohiya ng militar
3.1 Dalisaymga metal na bihirang lupa
dalisaymga metal na bihirang lupa, dahil sa kanilang mga aktibong kemikal na katangian, ay madaling tumugon sa oxygen, sulfur, at nitrogen upang bumuo ng mga matatag na compound.Kapag napapailalim sa matinding alitan at epekto, ang mga spark ay maaaring mag-apoy ng mga nasusunog na materyales.Kaya naman, noon pang 1908, ginawa itong flint.Napag-alaman na kabilang sa 17bihirang lupaelemento, anim na elemento kasama angcerium, lanthanum, neodymium, praseodymium, samarium, atyttriummay partikular na mahusay na pagganap ng panununog.Binaliktad ng mga tao ang arson properties ng ray mga metal sa lupasa iba't ibang uri ng incendiary weapons, tulad ng US Mark 82 227 kg missile, na gumagamit ngrare earth metallining, na hindi lamang gumagawa ng mga paputok na epekto ng pagpatay kundi pati na rin ang mga epekto ng panununog.Ang American air-to-ground na "Damping Man" rocket warhead ay nilagyan ng 108 rare earth metal square rods bilang mga liner, na pinapalitan ang ilang prefabricated na fragment.Ipinakita ng mga static blasting test na ang kakayahan nitong magpasiklab ng aviation fuel ay 44% na mas mataas kaysa sa mga walang linya.
3.2 Mixedrare earth metals
Dahil sa mataas na presyo ng puremga metal na bihirang lupa,iba't ibang bansa ang malawakang gumagamit ng murang compositerare earth metals sa combustion weapons.Ang compositerare earth metalAng ahente ng pagkasunog ay na-load sa metal shell sa ilalim ng mataas na presyon, na may density ng combustion agent na (1.9~2.1) × 103 kg/m3, bilis ng pagkasunog 1.3-1.5 m/s, diameter ng apoy na humigit-kumulang 500 mm, temperatura ng apoy na kasing taas ng 1715-2000 ℃.Pagkatapos ng combustion, ang tagal ng incandescent body heating ay mas mahaba sa 5 minuto.Noong Vietnam War, naglunsad ang militar ng US ng 40mm incendiary grenade gamit ang launcher, at ang ignition lining sa loob ay gawa sa isang mixed rare earth metal.Matapos sumabog ang projectile, ang bawat fragment na may igniting liner ay maaaring mag-apoy sa target.Sa oras na iyon, ang buwanang produksyon ng bomba ay umabot sa 200000 rounds, na may maximum na 260000 rounds.
3.3Rare earthmga haluang metal sa pagkasunog
Abihirang lupaang combustion alloy na tumitimbang ng 100 g ay maaaring bumuo ng 200-3000 spark na may malaking saklaw na lugar, na katumbas ng killing radius ng armor piercing at armor piercing 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 tahanan at sa ibang bansa.Para sa armor piercing at armor piercing shell, ang kanilang tactical performance ay nangangailangan na pagkatapos mapasok ang sandata ng tanke ng kaaway, maaari din nilang pag-apuyin ang kanilang gasolina at bala upang ganap na sirain ang tangke.Para sa mga granada, kinakailangang mag-apoy ng mga suplay ng militar at mga estratehikong pasilidad sa loob ng kanilang hanay ng pagpatay.Iniulat na ang isang plastic rare earth metal incendiary bomb na ginawa sa United States ay may katawan na gawa sa fiberglass reinforced nylon at isang mixed rare earth alloy core, na ginagamit upang magkaroon ng mas mahusay na epekto laban sa mga target na naglalaman ng aviation fuel at mga katulad na materyales.
Paglalapat ng 4Rare EarthMga Materyal sa Proteksyon ng Militar at Teknolohiyang Nuklear
4.1 Application sa Military Protection Technology
Ang mga elemento ng bihirang lupa ay may mga katangian na lumalaban sa radiation.Ang National Center for Neutron Cross Sections sa United States ay gumamit ng polymer materials bilang substrate at gumawa ng dalawang uri ng plates na may kapal na 10 mm na mayroon o walang pagdaragdag ng rare earth elements para sa radiation protection testing.Ang mga resulta ay nagpapakita na ang thermal neutron shielding effect ngbihirang lupaAng mga materyales ng polimer ay 5-6 beses na mas mahusay kaysa sabihirang lupalibreng polymer na materyales.Ang mga bihirang materyal sa lupa na may mga idinagdag na elemento tulad ngsamarium, europium, gadolinium, dysprosium, atbp. ay may pinakamataas na cross section ng pagsipsip ng neutron at may magandang epekto sa pagkuha ng mga neutron.Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing aplikasyon ng mga bihirang earth anti radiation na materyales sa teknolohiya ng militar ay kinabibilangan ng mga sumusunod na aspeto.
4.1.1 Nuclear radiation shielding
Gumagamit ang United States ng 1% boron at 5% rare earth elementsgadolinium, samarium, atlanthanumpara gumawa ng 600m makapal na radiation resistant concrete para sa pagprotekta sa fission neutron sources sa mga swimming pool reactors.Ang France ay nakabuo ng isang bihirang earth radiation protection material sa pamamagitan ng pagdaragdag ng borides,bihirang lupamga compound, orare earth alloyssa grapayt bilang substrate.Ang filler ng composite shielding material na ito ay kinakailangang pantay-pantay na ipamahagi at gawin sa mga prefabricated na bahagi, na inilalagay sa paligid ng reactor channel ayon sa iba't ibang pangangailangan ng shielding parts.
4.1.2 Panangga sa thermal radiation ng tangke
Binubuo ito ng apat na layer ng veneer, na may kabuuang kapal na 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 mga mabilis na neutron at sumipsip ng mga mabagal na neutron;Ang ikalawa at ikatlong layer ay nagdaragdag ng boron graphite, polystyrene, at rare earth na mga elemento na nagkakaloob ng 10% ng kabuuang halaga ng filler sa dating upang harangan ang mga intermediate energy neutron at sumipsip ng mga thermal neutron;Ang ikaapat na layer ay gumagamit ng grapayt sa halip na glass fiber, at nagdaragdag ng 25%bihirang lupamga compound upang sumipsip ng mga thermal neutron.
4.1.3 Iba pa
Nag-aaplaybihirang lupaAng mga anti-radiation coatings sa mga tangke, barko, shelter, at iba pang kagamitang militar ay maaaring magkaroon ng anti-radiation effect.
4.2 Application sa Nuclear Technology
Rare earthyttrium oxideay maaaring gamitin bilang nasusunog na absorber para sa uranium fuel sa boiling water reactors (BWRs).Sa lahat ng elemento,gadoliniumay may pinakamalakas na kakayahang sumipsip ng mga neutron, na may humigit-kumulang 4600 na target sa bawat atom.Bawat naturalgadoliniumang atom ay sumisipsip ng isang average ng 4 na neutrons bago mabigo.Kapag hinaluan ng fissionable uranium,gadoliniummaaaring magsulong ng pagkasunog, bawasan ang pagkonsumo ng uranium, at dagdagan ang output ng enerhiya.Gadolinium oxideay hindi gumagawa ng mapanganib na byproduct deuterium tulad ng boron carbide, at maaaring magkatugma sa parehong uranium fuel at coating material nito sa panahon ng mga nuclear reaction.Ang bentahe ng paggamitgadoliniumimbes na boron yungadoliniummaaaring direktang ihalo sa uranium upang maiwasan ang pagpapalawak ng nuclear fuel rod.Ayon sa statistics, kasalukuyang may 149 na nakaplanong nuclear reactors sa buong mundo, kung saan 115 pressurized water reactors ang gumagamit ng rare earth.gadolinium oxide. Rare earthsamarium, europium, atdysprosiumay ginamit bilang neutron absorbers sa neutron breeders.Rare earth yttriumay may maliit na capture cross-section sa mga neutron at maaaring gamitin bilang pipe material para sa mga nilusaw na salt reactor.Manipis na foil na may idinagdagbihirang lupa gadoliniumatdysprosiumay maaaring gamitin bilang neutron field detector sa aerospace at nuclear industriya engineering, maliit na halaga ngbihirang lupathuliumaterbiumay maaaring gamitin bilang mga target na materyales para sa mga selyadong tube neutron generators, atbihirang lupa oksidoeuropium iron metal ceramics ay maaaring gamitin upang gumawa ng pinabuting reactor control support plates.Rare earthgadoliniumay maaari ding gamitin bilang isang coating additive upang maiwasan ang neutron radiation, at mga armored vehicle na pinahiran ng mga espesyal na coatings na naglalaman nggadolinium oxidemaaaring maiwasan ang neutron radiation.Rare earth ytterbiumay ginagamit sa mga kagamitan para sa pagsukat ng geostress na dulot ng underground nuclear explosions.Kailanbihirang taingahytterbiumay napapailalim sa puwersa, ang paglaban ay tumataas, at ang pagbabago sa paglaban ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang presyon na ito ay napapailalim sa.Pag-uugnaybihirang lupa gadoliniumfoil na idineposito sa pamamagitan ng vapor deposition at staggered coating na may stress sensitive na elemento ay maaaring gamitin upang sukatin ang mataas na nuclear stress.
5, Paglalapat ngRare EarthMga Permanenteng Magnet na Materyal sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Angbihirang lupaAng permanenteng magnet na materyal, na tinaguriang bagong henerasyon ng mga magnetic king, ay kasalukuyang kilala bilang ang pinakamataas na komprehensibong pagganap ng permanenteng materyal ng magnet.Ito ay may higit sa 100 beses na mas mataas na magnetic properties kaysa sa magnetic steel na ginamit sa kagamitang militar noong 1970s.Sa kasalukuyan, ito ay naging isang mahalagang materyal sa modernong elektronikong teknolohiyang komunikasyon, na ginagamit sa mga naglalakbay na wave tubes at circulators sa mga artipisyal na Earth satellite, radar, at iba pang larangan.Samakatuwid, mayroon itong makabuluhang kahalagahan sa militar.
SamariumAng mga cobalt magnet at neodymium iron boron magnet ay ginagamit para sa electron beam na tumututok sa mga sistema ng paggabay sa misayl.Ang mga magnet ay ang pangunahing nakatutok na aparato para sa mga electron beam at nagpapadala ng data sa control surface ng missile.Mayroong humigit-kumulang 5-10 pounds (2.27-4.54 kg) ng mga magnet sa bawat nakatutok na guidance device ng missile.At saka,bihirang lupaginagamit din ang mga magnet upang magmaneho ng mga de-koryenteng motor at paikutin ang timon ng mga guided missiles.Ang kanilang mga pakinabang ay nasa kanilang mas malakas na magnetic properties at mas magaan na timbang kumpara sa orihinal na aluminum nickel cobalt magnets.
6 .Paglalapat ngRare EarthMga Materyal ng Laser sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Ang laser ay isang bagong uri ng pinagmumulan ng liwanag na may magandang monochromaticity, directionality, at coherence, at maaaring makamit ang mataas na liwanag.Laser atbihirang lupaAng mga materyales sa laser ay ipinanganak nang sabay-sabay.Sa ngayon, humigit-kumulang 90% ng mga materyales ng laser ang kasangkotmga bihirang lupa.Halimbawa,yttriumAng aluminum garnet crystal ay isang malawakang ginagamit na laser na maaaring makamit ang tuluy-tuloy na high-power na output sa temperatura ng kuwarto.Ang aplikasyon ng solid-state lasers sa modernong militar ay kinabibilangan ng mga sumusunod na aspeto.
6.1 Laser ranging
AngneodymiumdopedyttriumAng aluminum garnet laser rangefinder na binuo ng mga bansa tulad ng United States, Britain, France, at Germany ay maaaring sumukat ng mga distansyang hanggang 4000 hanggang 20000 metro na may katumpakan na 5 metro.Ang mga sistema ng armas gaya ng American MI, Leopard II ng Germany, Leclerc ng France, Type 90 ng Japan, Mecca ng Israel, at ang pinakabagong tanke ng Challenger 2 na binuo ng British ay lahat ay gumagamit ng ganitong uri ng laser rangefinder.Sa kasalukuyan, ang ilang mga bansa ay bumubuo ng isang bagong henerasyon ng mga solidong laser rangefinder para sa kaligtasan ng mata ng tao, na may gumaganang wavelength na hanay na 1.5-2.1 μ M. Ang mga handheld laser rangefinder ay binuo gamit angholmiumdopedyttriumlithium fluoride laser sa Estados Unidos at United Kingdom, na may gumaganang wavelength na 2.06 μ M, na umaabot hanggang 3000 m.Ang Estados Unidos ay nakipagtulungan din sa mga internasyonal na kumpanya ng laser upang bumuo ng isang erbium-dopedyttriumlithium fluoride laser na may wavelength na 1.73 μ M's laser rangefinder at maraming gamit sa mga tropa.Ang laser wavelength ng military rangefinder ng China ay 1.06 μ M, mula 200 hanggang 7000 m.Nakukuha ng China ang mahalagang data mula sa mga laser television theodolites sa mga target range measurements sa panahon ng paglulunsad ng mga long-range na rocket, missiles, at experimental communication satellite.
6.2 Gabay sa laser
Gumagamit ang mga laser guided bomb ng mga laser para sa paggabay sa terminal.Ang Nd · YAG laser, na naglalabas ng dose-dosenang mga pulso bawat segundo, ay ginagamit upang i-irradiate ang target na laser.Ang mga pulso ay naka-encode at ang mga ilaw na pulso ay maaaring gumabay sa sarili sa pagtugon ng misayl, sa gayo'y pinipigilan ang pagkagambala mula sa paglulunsad ng misayl 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 gamitin sa paggawa ng mga laser guided shell.
6.3 Laser komunikasyon
Bilang karagdagan sa Nd · YAG, ang laser output ng lithiumneodymiumAng phosphate crystal (LNP) ay polarized at madaling i-modulate, na ginagawa itong isa sa pinaka-promising na micro laser materials.Ito ay angkop bilang isang ilaw na pinagmumulan para sa fiber optic na komunikasyon at inaasahang mailalapat sa pinagsamang optika at kosmikong komunikasyon.At saka,yttriumiron garnet (Y3Fe5O12) single crystal ay maaaring gamitin bilang iba't ibang magnetostatic surface wave device gamit ang microwave integration technology, ginagawa ang mga device na isinama at pinaliit, at pagkakaroon ng mga espesyal na aplikasyon sa radar remote control, telemetry, navigation, at electronic countermeasures.
7.Ang Paglalapat ngRare EarthMga Materyal na Superconducting sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Kapag ang isang partikular na materyal ay nakakaranas ng zero resistance sa ibaba ng isang tiyak na temperatura, ito ay kilala bilang superconductivity, na siyang kritikal na temperatura (Tc).Ang mga superconductor ay isang uri ng antimagnetic na materyal na nagtataboy sa anumang pagtatangkang maglapat ng magnetic field sa ibaba ng kritikal na temperatura, na kilala bilang Meisner effect.Ang pagdaragdag ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga superconducting na materyales ay maaaring lubos na tumaas ang kritikal na temperatura Tc.Ito ay lubos na nagtataguyod ng pagbuo at paggamit ng mga superconducting na materyales.Noong dekada 1980, ang mga mauunlad na bansa tulad ng Estados Unidos at Japan ay nagdagdag ng isang tiyak na halaga ngbihirang lupa oksidos tulad nglanthanum, yttrium,europium, aterbiumsa barium oxide attansong oksidomga compound, na pinaghalo, pinindot, at sintered upang bumuo ng mga superconducting ceramic na materyales, na ginagawang mas malawak ang malawakang aplikasyon ng superconducting technology, lalo na sa mga aplikasyon ng militar.
7.1 Superconducting integrated circuits
Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sa aplikasyon ng teknolohiyang superconducting sa mga elektronikong kompyuter ay isinagawa 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 sa paggawa ng mga superconducting computer, hindi lamang ito magiging maliit sa laki, magaan ang timbang, at maginhawang gamitin, ngunit magkakaroon din ng bilis ng pag-compute na 10 hanggang 100 beses na mas mabilis kaysa sa mga semiconductor na computer, na may mga floating point operations. umaabot sa 300 hanggang 1 trilyong beses kada segundo.Samakatuwid, hinuhulaan ng militar ng US na sa sandaling naipakilala ang mga superconducting computer, sila ay magiging isang "multiplier" para sa pagiging epektibo ng labanan ng C1 system sa militar.
7.2 Superconducting magnetic exploration technology
Ang mga magnetic sensitive na bahagi na gawa sa mga superconducting ceramic na materyales ay may maliit na volume, na ginagawang madali upang makamit ang integration at array.Maaari silang bumuo ng mga multi-channel at multi-parameter detection system, na lubos na nagpapataas ng kapasidad ng impormasyon ng unit at lubos na nagpapabuti sa distansya ng pagtuklas at katumpakan ng magnetic detector.Ang paggamit ng mga superconducting magnetometer ay hindi lamang makaka-detect ng mga gumagalaw na target tulad ng mga tanke, sasakyan, at submarine, ngunit sinusukat din ang laki ng mga ito, na humahantong sa mga makabuluhang pagbabago sa mga taktika at teknolohiya tulad ng anti tank at anti submarine warfare.
Iniulat na ang US Navy ay nagpasya na bumuo ng isang remote sensing satellite gamit itobihirang lupasuperconducting na materyal upang ipakita at pahusayin ang tradisyonal na teknolohiya ng remote sensing.Ang satellite na ito na tinatawag na Naval Earth Image Observatory ay inilunsad noong 2000.
8.Paglalapat ngRare EarthMga Higanteng Magnetostrictive na Materyal sa Makabagong Teknolohiyang Militar
Rare earthAng mga higanteng magnetostrictive na materyales ay isang bagong uri ng functional material na bagong binuo noong huling bahagi ng 1980s sa ibang bansa.Pangunahing tumutukoy sa mga rare earth iron compound.Ang ganitong uri ng materyal ay may mas malaking magnetostrictive value kaysa sa iron, nickel, at iba pang mga materyales, at ang magnetostrictive coefficient nito ay humigit-kumulang 102-103 beses na mas mataas kaysa sa pangkalahatang magnetostrictive na materyales, kaya ito ay tinatawag na malaki o higanteng magnetostrictive na materyales.Sa lahat ng mga komersyal na materyales, ang mga rare earth giant magnetostrictive na materyales ay may pinakamataas na halaga ng strain at enerhiya sa ilalim ng pisikal na pagkilos.Lalo na sa matagumpay na pag-unlad ng Terfenol-D magnetostrictive alloy, isang bagong panahon ng magnetostrictive na materyales ang nabuksan.Kapag inilagay ang Terfenol-D sa isang magnetic field, ang pagkakaiba-iba ng laki nito ay mas malaki kaysa sa ordinaryong magnetic na materyales, na nagbibigay-daan sa ilang katumpakan na paggalaw ng makina.Sa kasalukuyan, malawak itong ginagamit sa iba't ibang larangan, mula sa mga sistema ng gasolina, kontrol ng balbula ng likido, pagpoposisyon ng micro hanggang sa mga mekanikal na actuator para sa mga teleskopyo sa kalawakan at mga regulator ng pakpak ng sasakyang panghimpapawid.Ang pag-unlad ng teknolohiya ng materyal na Terfenol-D ay gumawa ng pambihirang pag-unlad sa teknolohiya ng electromechanical conversion.At ito ay may mahalagang papel sa pag-unlad ng makabagong teknolohiya, teknolohiyang militar, at modernisasyon ng mga tradisyunal na industriya.Ang paggamit ng mga bihirang lupa na magnetostrictive na materyales sa modernong militar ay pangunahing kinabibilangan ng mga sumusunod na aspeto:
8.1 Sonar
Ang pangkalahatang dalas ng paglabas ng sonar ay higit sa 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 malayong lumalaganap ang sound wave, at hindi gaanong apektado ang underwater echo shielding.Ang mga sonar na gawa sa Terfenol-D na materyal ay maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng mataas na kapangyarihan, maliit na volume, at mababang frequency, kaya mabilis silang umunlad.
8.2 Mga de-koryenteng mekanikal na transduser
Pangunahing ginagamit para sa maliliit na kinokontrol na mga aparatong aksyon - mga actuator.Kabilang ang katumpakan ng kontrol na umaabot sa antas ng nanometer, pati na rin ang mga servo pump, fuel injection system, preno, atbp. Ginagamit para sa mga sasakyang militar, sasakyang panghimpapawid ng militar at spacecraft, mga robot ng militar, atbp.
8.3 Mga sensor at elektronikong kagamitan
Gaya ng mga pocket magnetometer, mga sensor para sa pag-detect ng displacement, force, at acceleration, at tunable surface acoustic wave device.Ang huli ay ginagamit para sa mga phase sensor sa mga minahan, sonar, at mga bahagi ng imbakan sa mga computer.
9. Iba pang mga materyales
Iba pang mga materyales tulad ngbihirang lupaluminescent na materyales,bihirang lupamga materyales sa imbakan ng hydrogen, mga bihirang lupa na higanteng magnetoresistive na materyales,bihirang lupamagnetic refrigeration materyales, atbihirang lupaAng mga magneto-optical storage na materyales ay matagumpay na nailapat sa modernong militar, na lubos na nagpapabuti sa pagiging epektibo ng labanan ng mga modernong armas.Halimbawa,bihirang lupaMatagumpay na nailapat ang mga luminescent na materyales sa mga device sa night vision.Sa night vision mirror, ang mga rare earth phosphors ay nagko-convert ng mga photon (light energy) sa mga electron, na pinahuhusay sa pamamagitan ng milyun-milyong maliliit na butas sa fiber optic microscope plane, na sumasalamin pabalik-balik mula sa dingding, na naglalabas ng mas maraming electron.Ang ilang mga bihirang earth phosphors sa dulo ng buntot ay nagko-convert ng mga electron pabalik sa mga photon, kaya ang imahe ay makikita gamit ang isang eyepiece.Ang prosesong ito ay katulad ng sa isang screen ng telebisyon, kung saanbihirang lupaang fluorescent powder ay naglalabas ng isang tiyak na kulay na imahe sa screen.Ang industriya ng Amerika ay karaniwang gumagamit ng niobium pentoxide, ngunit para magtagumpay ang mga sistema ng night vision, ang rare earth elementlanthanumay isang mahalagang bahagi.Sa Gulf War, ginamit ng mga multinasyunal na pwersa ang mga night vision na salaming ito upang obserbahan ang mga target ng Iraqi army nang paulit-ulit, kapalit ng isang maliit na tagumpay.
10 .Konklusyon
Ang pag-unlad ngbihirang lupamabisang naisulong ng industriya ang komprehensibong pag-unlad ng modernong teknolohiyang militar, at ang pagpapabuti ng teknolohiyang militar ay nagtulak din sa maunlad na pag-unlad ngbihirang lupaindustriya.Naniniwala ako na sa mabilis na pag-unlad ng mundo agham at teknolohiya,bihirang lupaang mga produkto ay gaganap ng mas malaking papel sa pagpapaunlad ng makabagong teknolohiyang militar kasama ang kanilang mga espesyal na tungkulin, at magdadala ng malaking pang-ekonomiya at natitirang panlipunang benepisyo sabihirang lupaindustriya mismo.
Oras ng post: Nob-29-2023