De toepassing van zeldzame aardmetalen in moderne militaire technologie

Zeldzame aarden,Bekend als de "schatkamer" van nieuwe materialen, kan het als speciaal functioneel materiaal de kwaliteit en prestaties van andere producten aanzienlijk verbeteren en staat het bekend als de "vitaminen" van de moderne industrie. Ze worden niet alleen veel gebruikt in traditionele industrieën zoals de metallurgie, petrochemie, glaskeramiek, wolspinnerij, leer en landbouw, maar spelen ook een onmisbare rol in materialen zoals fluorescentie, magnetisme, laser, glasvezelcommunicatie, waterstofopslagenergie, supergeleiding, enz. Het beïnvloedt direct de snelheid en het ontwikkelingsniveau van opkomende hightechindustrieën zoals optische instrumenten, elektronica, lucht- en ruimtevaart en de nucleaire industrie. Deze technologieën zijn met succes toegepast in de militaire technologie en bevorderen de ontwikkeling van moderne militaire technologie aanzienlijk.

De bijzondere rol die gespeeld wordt doorzeldzame aardeNieuwe materialen in moderne militaire technologie hebben veel aandacht getrokken van overheden en experts uit verschillende landen. Zo zijn ze door relevante ministeries van landen als de Verenigde Staten en Japan genoemd als een sleutelelement in de ontwikkeling van hightechindustrieën en militaire technologie.

Een korte introductie totZeldzame aardes en hun relatie met het leger en de nationale defensie
Strikt genomen hebben alle zeldzame aardmetalen bepaalde militaire toepassingen, maar de meest cruciale rol die ze spelen op het gebied van de nationale defensie en op militair gebied liggen in toepassingen als laserafstandsmeting, lasergeleiding en lasercommunicatie.

De toepassing vanzeldzame aardestaal enzeldzame aardenodulair gietijzer in moderne militaire technologie

1.1 Toepassing vanZeldzame aardeStaal in moderne militaire technologie

De functie omvat twee aspecten: zuivering en legering, met name ontzwaveling, deoxidatie en gasverwijdering, het elimineren van de invloed van schadelijke onzuiverheden met een laag smeltpunt, het verfijnen van de korrel en structuur, het beïnvloeden van het faseovergangspunt van staal en het verbeteren van de hardbaarheid en mechanische eigenschappen. Militaire wetenschappers en technologen hebben vele zeldzame aardmetalen ontwikkeld die geschikt zijn voor gebruik in wapens door gebruik te maken van de eigenschappen vanzeldzame aarde.

1.1.1 Pantserstaal

Al in het begin van de jaren zestig begon de Chinese wapenindustrie onderzoek te doen naar de toepassing van zeldzame aardmetalen in pantserstaal en wapenstaal, en produceerde vervolgenszeldzame aardepantserstaal zoals 601, 603 en 623, wat een nieuw tijdperk inluidde van belangrijke grondstoffen voor de productie van tanks in China, gebaseerd op binnenlandse productie.

1.1.2Zeldzame aardekoolstofstaal

Midden jaren zestig voegde China 0,05% toezeldzame aardeelementen om een ​​bepaald hoogwaardig koolstofstaal te producerenzeldzame aardeKoolstofstaal. De laterale impactwaarde van dit zeldzame aardstaal is met 70% tot 100% verhoogd ten opzichte van het originele koolstofstaal, en de impactwaarde bij -40 °C is bijna verdubbeld. De huls met grote diameter, gemaakt van dit staal, voldoet volledig aan de technische eisen, zo is gebleken uit schiettests op de schietbaan. China heeft de huls momenteel afgerond en in productie genomen, waarmee China's lang gekoesterde wens om koper te vervangen door staal als materiaal voor patronen, is gerealiseerd.

1.1.3 Zeldzame aardmetalen met een hoog mangaangehalte en zeldzame aardmetalen gegoten staal

Zeldzame aardestaal met een hoog mangaangehalte wordt gebruikt voor de productie van tankrupsplaten, terwijlzeldzame aardeGegoten staal wordt gebruikt voor de productie van staartvleugels, mondingsremmen en structurele artilleriecomponenten voor snelle granaatdoorborende granaten. Dit kan de verwerkingsstappen verminderen, het staalgebruik verbeteren en tactische en technische indicatoren opleveren.

1.2 Toepassing van zeldzame aardnodulair gietijzer in moderne militaire technologie

In het verleden werden de materialen voor projectielen in de voorste kamer in China gemaakt van halfstijf gietijzer, vervaardigd uit hoogwaardig ruwijzer gemengd met 30% tot 40% schrootstaal. Vanwege de lage sterkte, hoge brosheid, geringe en niet-scherpe effectieve fragmentatie na explosie en het zwakke dodingsvermogen, was de ontwikkeling van projectiellichamen in de voorste kamer ooit beperkt. Sinds 1963 worden mortiergranaten van verschillende kalibers vervaardigd met behulp van nodulair gietijzer van zeldzame aarden, waardoor hun mechanische eigenschappen 1-2 keer zijn verbeterd, het aantal effectieve fragmenten is vermenigvuldigd en de randen van de fragmenten zijn geslepen, waardoor hun dodingsvermogen aanzienlijk is toegenomen. De gevechtsgranaat van een bepaald type kanongranaat en veldkanongranaat die in ons land van dit materiaal is gemaakt, heeft een iets beter effectief fragmentatiegetal en een kleinere dodingsradius dan de stalen granaat.

De toepassing van non-ferrometalenzeldzame aarde legeringzoals magnesium en aluminium in moderne militaire technologie

Zeldzame aardenhebben een hoge chemische activiteit en grote atoomstralen. Wanneer ze worden toegevoegd aan non-ferrometalen en hun legeringen, kunnen ze de korrelgrootte verfijnen, segregatie voorkomen, gas en onzuiverheden verwijderen en de metallografische structuur zuiveren en verbeteren, waardoor uitgebreide doelen worden bereikt, zoals het verbeteren van mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen en verwerkingsprestaties. Binnenlandse en buitenlandse materiaalbewerkers hebben de eigenschappen vanzeldzame aardenom nieuwe te ontwikkelenzeldzame aardemagnesiumlegeringen, aluminiumlegeringen, titaniumlegeringen en hittebestendige legeringen. Deze producten worden veelvuldig gebruikt in moderne militaire technologieën zoals straaljagers, aanvalsvliegtuigen, helikopters, onbemande luchtvaartuigen en raketsatellieten.

2.1Zeldzame aardemagnesiumlegering

Zeldzame aardeMagnesiumlegeringen hebben een hoge specifieke sterkte, kunnen het vliegtuiggewicht verminderen, de tactische prestaties verbeteren en hebben brede toepassingsmogelijkheden.zeldzame aardeDe magnesiumlegeringen die zijn ontwikkeld door China Aviation Industry Corporation (hierna AVIC) omvatten ongeveer 10 soorten gegoten magnesiumlegeringen en vervormde magnesiumlegeringen, waarvan vele in de productie zijn gebruikt en een stabiele kwaliteit hebben. Zo is de gegoten magnesiumlegering ZM 6 met het zeldzame aardmetaal neodymium als belangrijkste additief uitgebreid voor gebruik in belangrijke onderdelen zoals reductiekasten van helikopters, ribben van gevechtsvliegtuigen en rotordrukplaten voor 30 kW-generatoren. De zeldzame aardmetaal magnesiumlegering BM25, gezamenlijk ontwikkeld door China Aviation Corporation en Nonferrous Metals Corporation, heeft enkele aluminiumlegeringen met gemiddelde sterkte vervangen en wordt toegepast in impactvliegtuigen.

2.2Zeldzame aardetitaniumlegering

Begin jaren zeventig verving het Beijing Institute of Aeronautical Materials (hierna aangeduid als het Instituut) een deel van het aluminium en silicium doorzeldzame aardmetalen cerium (Ce) in Ti-A1-Mo titaniumlegeringen, waardoor de neerslag van brosse fasen wordt beperkt en de hittebestendigheid en thermische stabiliteit van de legering worden verbeterd. Op basis hiervan werd een hoogwaardige gegoten hogetemperatuurtitaniumlegering ZT3 met cerium ontwikkeld. Vergeleken met vergelijkbare internationale legeringen heeft deze bepaalde voordelen op het gebied van hittebestendigheid, sterkte en procesprestaties. De compressorbehuizing die ermee wordt vervaardigd, wordt gebruikt voor de W PI3 II-motor, waardoor het gewicht van elk vliegtuig met 39 kg wordt verlaagd en de stuwkracht-gewichtsverhouding met 1,5% wordt verhoogd. Bovendien worden de verwerkingsstappen met ongeveer 30% verminderd, wat aanzienlijke technische en economische voordelen oplevert en de leemte opvult van het gebruik van gegoten titaniumbehuizingen voor vliegtuigmotoren in China onder omstandigheden van 500 ℃. Onderzoek heeft aangetoond dat er kleineceriumoxidedeeltjes in de microstructuur van ZT3-legering diecerium.Ceriumcombineert een deel van de zuurstof in de legering om een ​​vuurvast materiaal met een hoge hardheid te vormenzeldzame aardeoxidemateriaal, Ce2O3. Deze deeltjes verhinderen de beweging van dislocaties tijdens de vervorming van de legering, waardoor de prestaties van de legering bij hoge temperaturen worden verbeterd.CeriumVangt wat gasverontreinigingen op (vooral bij korrelgrenzen), wat de legering kan versterken en tegelijkertijd een goede thermische stabiliteit kan behouden. Dit is de eerste poging om de theorie van de moeilijk op te lossen puntversterking toe te passen bij het gieten van titaniumlegeringen. Bovendien heeft het Aviation Materials Institute na jarenlang onderzoek stabiele en goedkope oplossingen ontwikkeld.yttriumoxideZand- en poedermaterialen in het precisiegietproces van titaniumlegeringoplossing, met behulp van speciale mineralisatiebehandelingstechnologie. Het heeft goede niveaus bereikt op het gebied van soortelijk gewicht, hardheid en stabiliteit ten opzichte van vloeibaar titanium. Wat betreft het aanpassen en controleren van de prestaties van de shell-slurry, heeft het een grotere superioriteit getoond. Het opmerkelijke voordeel van het gebruik van yttriumoxide shell voor de productie van titaniumgietstukken is dat, onder omstandigheden waarbij de kwaliteit en het procesniveau van de gietstukken vergelijkbaar zijn met die van het wolfraam oppervlaktelaagproces, het mogelijk is om titaniumlegeringgietstukken te produceren die dunner zijn dan die van het wolfraam oppervlaktelaagproces. Momenteel wordt dit proces op grote schaal gebruikt bij de productie van diverse vliegtuig-, motor- en civiele gietstukken.

2.3Zeldzame aardealuminiumlegering

De door AVIC ontwikkelde hittebestendige gegoten aluminiumlegering HZL206 met zeldzame aardmetalen heeft superieure mechanische eigenschappen bij hoge en kamertemperatuur vergeleken met nikkelhoudende legeringen in het buitenland en heeft het geavanceerde niveau van vergelijkbare legeringen in het buitenland bereikt. Het wordt nu gebruikt als drukbestendige klep voor helikopters en straaljagers met een bedrijfstemperatuur van 300 °C, ter vervanging van staal en titaniumlegeringen. Het heeft een lager structureel gewicht en is in massaproductie genomen. De treksterkte vanzeldzame aardeDe hypereutectische aluminiumsiliciumlegering ZL117 is bij 200-300 °C hoger dan die van de West-Duitse zuigerlegeringen KS280 en KS282. De slijtvastheid is 4-5 keer hoger dan die van de veelgebruikte zuigerlegeringen ZL108, met een lage lineaire uitzettingscoëfficiënt en een goede maatvastheid. Het is gebruikt in luchtvaartaccessoires, zoals de KY-5 en KY-7 luchtcompressoren en zuigers van vliegtuigmodellen. De toevoeging vanzeldzame aardeDe toevoeging van elementen aan aluminiumlegeringen verbetert de microstructuur en mechanische eigenschappen aanzienlijk. Het werkingsmechanisme van zeldzame aardmetalen in aluminiumlegeringen is het vormen van een verspreide distributie, en kleine aluminiumverbindingen spelen een belangrijke rol bij het versterken van de tweede fase; de ​​toevoeging vanzeldzame aardeelementen spelen een rol bij het ontgassen en zuiveren, waardoor het aantal poriën in de legering wordt verminderd en de prestaties ervan worden verbeterd;Zeldzame aardealuminiumverbindingen, als heterogene kristalkernen om korrels en eutectische fasen te verfijnen, zijn ook een type modificator; zeldzame aardelementen bevorderen de vorming en verfijning van ijzerrijke fasen, waardoor hun schadelijke effecten worden verminderd. α— De hoeveelheid ijzer in vaste oplossing in A1 neemt af met de toename vanzeldzame aardetoevoeging, wat ook gunstig is voor het verbeteren van de sterkte en plasticiteit.

De toepassing vanzeldzame aardeverbrandingsmaterialen in moderne militaire technologie

3.1 Zuiverzeldzame aardmetalen

Zuiverzeldzame aardmetalen, vanwege hun actieve chemische eigenschappen, reageren met zuurstof, zwavel en stikstof om stabiele verbindingen te vormen. Bij intense wrijving en impact kunnen vonken brandbare materialen doen ontbranden. Daarom werd er al in 1908 vuursteen van gemaakt. Er is ontdekt dat van de 17zeldzame aardeelementen, zes elementen waarondercerium, lanthaan, neodymium, praseodymium, samarium, Enyttriumhebben bijzonder goede brandstichtingsprestaties. Mensen hebben de brandstichtingseigenschappen van r veranderd.zijn aardmetalenin verschillende soorten brandwapens, zoals de Amerikaanse Mark 82 227 kg raket, die gebruik maakt vanzeldzame aardmetalenbekleding, die niet alleen explosieve, dodelijke effecten heeft, maar ook brandstichting. De Amerikaanse lucht-grondraketkop "Damping Man" is uitgerust met 108 vierkante staven van zeldzame aardmetalen als bekleding, ter vervanging van enkele geprefabriceerde fragmenten. Statische explosietests hebben aangetoond dat het vermogen om vliegtuigbrandstof te ontsteken 44% hoger is dan dat van exemplaren zonder bekleding.

3.2 Gemengdzeldzame aardmetalens

Vanwege de hoge prijs van purezeldzame aardmetalen,verschillende landen gebruiken op grote schaal goedkope composietmaterialenzeldzame aardmetalens in verbrandingswapens. De samengesteldezeldzame aardmetalenHet verbrandingsmiddel wordt onder hoge druk in de metalen omhulling geladen, met een verbrandingsmiddeldichtheid van (1,9~2,1) × 103 kg/m3, een verbrandingssnelheid van 1,3-1,5 m/s, een vlamdiameter van ongeveer 500 mm en een vlamtemperatuur van wel 1715-2000 ℃. Na verbranding duurt de verhitting van het gloeiende lichaam langer dan 5 minuten. Tijdens de Vietnamoorlog lanceerde het Amerikaanse leger een 40mm brandgranaat met behulp van een lanceerinrichting, en de ontstekingsvoering aan de binnenkant was gemaakt van een gemengd zeldzaam aardmetaal. Nadat het projectiel explodeerde, kon elk fragment met een ontstekingsvoering het doel ontsteken. Destijds bereikte de maandelijkse productie van de bom 200.000 patronen, met een maximum van 260.000 patronen.

3.3Zeldzame aardeverbrandingslegeringen

Azeldzame aardeVerbrandingslegering met een gewicht van 100 g kan 200-3000 vonken vormen met een groot dekkingsgebied, wat overeenkomt met de dodelijke straal van pantserdoorborende en pantserdoorborende granaten. Daarom is de ontwikkeling van multifunctionele munitie met verbrandingskracht een van de belangrijkste richtingen geworden in de ontwikkeling van munitie in binnen- en buitenland. Voor pantserdoorborende en pantserdoorborende granaten vereisen hun tactische prestaties dat ze na het penetreren van vijandelijke tankpantsering ook hun brandstof en munitie kunnen ontsteken om de tank volledig te vernietigen. Voor granaten is het vereist om militaire voorraden en strategische faciliteiten binnen hun dodelijke bereik te ontsteken. Er wordt gemeld dat een plastic zeldzame-aardemetaal brandbom die in de Verenigde Staten is gemaakt, een behuizing heeft van glasvezelversterkt nylon en een kern van gemengde zeldzame-aardelegering, die wordt gebruikt om betere effecten te hebben tegen doelen die vliegtuigbrandstof en soortgelijke materialen bevatten.

Toepassing van 4Zeldzame aardeMaterialen in militaire bescherming en nucleaire technologie

4.1 Toepassing in militaire beschermingstechnologie

Zeldzame aardmetalen hebben stralingsbestendige eigenschappen. Het National Center for Neutron Cross Sections in de Verenigde Staten gebruikte polymeermaterialen als substraat en produceerde twee soorten platen met een dikte van 10 mm, met of zonder toevoeging van zeldzame aardmetalen, voor stralingsbeschermingstesten. De resultaten tonen aan dat het thermische neutronenafschermende effect vanzeldzame aardepolymeermaterialen zijn 5-6 keer beter dan die vanzeldzame aardevrije polymeermaterialen. De zeldzame aardmetalen met toegevoegde elementen zoalssamarium, europium, gadolinium, dysprosium, enz. hebben de hoogste neutronenabsorptiedoorsnede en hebben een goed effect op het opvangen van neutronen. De belangrijkste toepassingen van zeldzame aardmetalen als antistralingsmateriaal in militaire technologie omvatten momenteel de volgende aspecten.

4.1.1 Nucleaire stralingsafscherming

De Verenigde Staten gebruiken 1% boor en 5% zeldzame aardelementengadolinium, samarium, Enlanthaanom een ​​600 meter dik stralingsbestendig beton te maken voor de afscherming van splijtings-neutronenbronnen in zwembadreactoren. Frankrijk heeft een stralingsbeschermingsmateriaal ontwikkeld dat zeldzame aarden beschermt door boriden toe te voegen,zeldzame aardeverbindingen, ofzeldzame aardlegeringengrafiet als substraat. De vulling van dit composiet afschermingsmateriaal moet gelijkmatig verdeeld worden en in geprefabriceerde onderdelen worden gemaakt, die rond het reactorkanaal worden geplaatst op basis van de verschillende eisen van de afschermingsonderdelen.

4.1.2 Thermische stralingsafscherming van tanks

Het bestaat uit vier lagen fineer met een totale dikte van 5-20 cm. De eerste laag is gemaakt van glasvezelversterkt kunststof, waaraan 2% anorganisch poeder is toegevoegd.zeldzame aardeverbindingen als vulstoffen om snelle neutronen te blokkeren en langzame neutronen te absorberen; De tweede en derde laag voegen boorgrafiet, polystyreen en zeldzame aardelementen toe, goed voor 10% van de totale hoeveelheid vulstof aan de eerste, om neutronen met tussenliggende energie te blokkeren en thermische neutronen te absorberen; De vierde laag gebruikt grafiet in plaats van glasvezel en voegt 25% toezeldzame aardeverbindingen om thermische neutronen te absorberen.

4.1.3 Overige

Toepassenzeldzame aardeAntistralingscoatings op tanks, schepen, schuilplaatsen en andere militaire uitrusting kunnen een antistralingseffect hebben.

4.2 Toepassing in nucleaire technologie

Zeldzame aardeyttriumoxidekan worden gebruikt als een brandbare absorber voor uraniumbrandstof in kokendwaterreactoren (BWR's). Van alle elementen,gadoliniumheeft het sterkste vermogen om neutronen te absorberen, met ongeveer 4600 doelen per atoom. Elke natuurlijkegadoliniumEen atoom absorbeert gemiddeld 4 neutronen voordat het faalt. Wanneer gemengd met splijtbaar uranium,gadoliniumkan de verbranding bevorderen, het uraniumverbruik verminderen en de energieopbrengst verhogen.Gadoliniumoxideproduceert geen schadelijk bijproduct deuterium zoals boorcarbide, en kan compatibel zijn met zowel uraniumbrandstof als het coatingmateriaal tijdens kernreacties. Het voordeel van het gebruik vangadoliniumin plaats van boor is datgadoliniumKan direct met uranium worden gemengd om uitzetting van de splijtstofstaaf te voorkomen. Volgens statistieken zijn er momenteel wereldwijd 149 kernreactoren gepland, waarvan 115 drukwaterreactoren zeldzame aardmetalen gebruiken.gadoliniumoxide. Zeldzame aardesamarium, europium, Endysprosiumzijn gebruikt als neutronenabsorbeerders in neutronenkwekers.Zeldzame aarde yttriumheeft een kleine vangdoorsnede in neutronen en kan worden gebruikt als pijpmateriaal voor gesmoltenzoutreactoren. Dunne folies met toegevoegdezeldzame aarde gadoliniumEndysprosiumkan worden gebruikt als neutronenvelddetectoren in de lucht- en ruimtevaart en de nucleaire industrie, kleine hoeveelhedenzeldzame aardethuliumEnerbiumkunnen worden gebruikt als doelmateriaal voor afgesloten buis-neutronengeneratoren, enzeldzame aardeoxideeuropium-ijzer-metaalkeramiek kan worden gebruikt om verbeterde steunplaten voor de reactorbesturing te maken.Zeldzame aardegadoliniumkan ook worden gebruikt als een coatingadditief om neutronenstraling te voorkomen, en gepantserde voertuigen die zijn gecoat met speciale coatings diegadoliniumoxidekan neutronenstraling voorkomen.Zeldzame aarde ytterbiumwordt gebruikt in apparatuur voor het meten van de geostress veroorzaakt door ondergrondse kernexplosies. Wanneerzeldzame aardeHytterbiumAls er kracht op wordt uitgeoefend, neemt de weerstand toe en kan de verandering in weerstand worden gebruikt om de druk te berekenen waaraan het wordt blootgesteld.zeldzame aarde gadoliniumFolie die door middel van dampdepositie en trapsgewijs aangebrachte coating met een spanningsgevoelig element is afgezet, kan worden gebruikt om hoge kernspanningen te meten.

5. Toepassing vanZeldzame aardePermanente magneetmaterialen in moderne militaire technologie

Dezeldzame aardePermanent magneetmateriaal, geprezen als de nieuwe generatie magnetische koningen, staat momenteel bekend als het materiaal met de hoogste prestaties op het gebied van permanente magneten. Het heeft meer dan 100 keer hogere magnetische eigenschappen dan het magnetische staal dat in de jaren 70 in militaire apparatuur werd gebruikt. Tegenwoordig is het een belangrijk materiaal geworden in de moderne elektronische communicatietechnologie, en wordt het gebruikt in lopendegolfbuizen en circulatoren in kunstmatige aardsatellieten, radars en andere toepassingen. Daarom is het van groot militair belang.

SamariumKobaltmagneten en neodymium-ijzer-boriummagneten worden gebruikt voor het focussen van elektronenbundels in raketgeleidingssystemen. Magneten zijn de belangrijkste focusserende apparaten voor elektronenbundels en zenden gegevens naar het besturingsoppervlak van de raket. Elk focusserend geleidingsapparaat van de raket bevat ongeveer 2,27-4,54 kg magneten. Daarnaastzeldzame aardeMagneten worden ook gebruikt om elektromotoren aan te drijven en het roer van geleide raketten te laten draaien. Hun voordelen liggen in hun sterkere magnetische eigenschappen en lichtere gewicht in vergelijking met de originele aluminium-nikkel-kobaltmagneten.

6. Toepassing vanZeldzame aardeLasermaterialen in moderne militaire technologie

Laser is een nieuw type lichtbron met een goede monochromaticiteit, richtingsgevoeligheid en coherentie, en kan een hoge helderheid bereiken. Laser enzeldzame aardeLasermaterialen werden gelijktijdig geboren. Tot nu toe omvat ongeveer 90% van de lasermaterialenzeldzame aarden. Bijvoorbeeld,yttriumAluminium-granaatkristal is een veelgebruikte laser die een continu hoog vermogen kan leveren bij kamertemperatuur. De toepassing van vastestoflasers in de moderne krijgsmacht omvat de volgende aspecten.

6.1 Laserafstandsmeting

DeneodymiumgedoteerdyttriumEen aluminium granaat laser-afstandsmeter, ontwikkeld door landen zoals de Verenigde Staten, Groot-Brittannië, Frankrijk en Duitsland, kan afstanden van 4000 tot 20.000 meter meten met een nauwkeurigheid van 5 meter. Wapensystemen zoals de Amerikaanse MI, de Duitse Leopard II, de Franse Leclerc, de Japanse Type 90, de Israëlische Mecca en de nieuwste Britse Challenger 2-tank maken allemaal gebruik van dit type laser-afstandsmeter. Momenteel ontwikkelen sommige landen een nieuwe generatie solid laser-afstandsmeters voor de veiligheid van het menselijk oog, met een golflengtebereik van 1,5-2,1 μM. Draagbare laser-afstandsmeters zijn ontwikkeld met behulp vanholmiumgedoteerdyttriumLithiumfluoridelasers in de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk, met een werkgolflengte van 2,06 μM, tot 3000 meter. De Verenigde Staten hebben ook samengewerkt met internationale laserbedrijven om een ​​erbiumgedoteerde laser te ontwikkelen.yttriumLithiumfluoridelaser met een golflengte van 1,73 μM, de laserafstandsmeter, is zwaar uitgerust met troepen. De lasergolflengte van de Chinese militaire afstandsmeter is 1,06 μM en varieert van 200 tot 7000 m. China verkrijgt belangrijke gegevens van lasertelevisietheodolieten voor het meten van de doelafstand tijdens de lancering van langeafstandsraketten, raketten en experimentele communicatiesatellieten.

6.2 Lasergeleiding

Lasergeleide bommen gebruiken lasers voor de eindgeleiding. De Nd · YAG-laser, die tientallen pulsen per seconde uitzendt, wordt gebruikt om de doellaser te bestralen. De pulsen zijn gecodeerd en de lichtpulsen kunnen de raketrespons zelf sturen, waardoor interferentie door raketlanceringen en door de vijand opgeworpen obstakels wordt voorkomen. De Amerikaanse militaire GBV-15 zweefvliegtuigbom, ook wel bekend als de "behendige bom". Deze kan eveneens worden gebruikt voor de productie van lasergeleide granaten.

6.3 Lasercommunicatie

Naast Nd · YAG is de laseroutput van lithiumneodymiumFosfaatkristal (LNP) is gepolariseerd en gemakkelijk te moduleren, waardoor het een van de meest veelbelovende microlasermaterialen is. Het is geschikt als lichtbron voor glasvezelcommunicatie en zal naar verwachting worden toegepast in geïntegreerde optica en kosmische communicatie. DaarnaastyttriumEnkelkristal van ijzergranaat (Y3Fe5O12) kan worden gebruikt als diverse magnetostatische oppervlaktegolfapparaten met behulp van microgolfintegratietechnologie, waardoor de apparaten geïntegreerd en geminiaturiseerd worden en speciale toepassingen hebben in radarafstandsbediening, telemetrie, navigatie en elektronische tegenmaatregelen.

7.De toepassing vanZeldzame aardeSupergeleidende materialen in moderne militaire technologie

Wanneer een bepaald materiaal geen weerstand ervaart onder een bepaalde temperatuur, staat dit bekend als supergeleiding, wat de kritische temperatuur (Tc) is. Supergeleiders zijn een type antimagnetisch materiaal dat elke poging om een ​​magnetisch veld aan te leggen onder de kritische temperatuur, bekend als het Meisner-effect, afstoot. Het toevoegen van zeldzame aardmetalen aan supergeleidende materialen kan de kritische temperatuur Tc aanzienlijk verhogen. Dit bevordert de ontwikkeling en toepassing van supergeleidende materialen aanzienlijk. In de jaren 80 voegden ontwikkelde landen zoals de Verenigde Staten en Japan een bepaalde hoeveelheidzeldzame aardeoxidezoalslanthaan, yttrium,europium, Enerbiumnaar bariumoxide enkoperoxideverbindingen die werden gemengd, geperst en gesinterd om supergeleidende keramische materialen te vormen, waardoor de wijdverbreide toepassing van supergeleidende technologie, met name in militaire toepassingen, uitgebreider werd.

7.1 Supergeleidende geïntegreerde schakelingen

De afgelopen jaren is er in het buitenland onderzoek gedaan naar de toepassing van supergeleidende technologie in elektronische computers en zijn er supergeleidende geïntegreerde schakelingen ontwikkeld met behulp van supergeleidende keramische materialen. Als dit type geïntegreerde schakeling wordt gebruikt voor de productie van supergeleidende computers, zal het niet alleen klein, licht en gebruiksvriendelijk zijn, maar ook een rekensnelheid hebben die 10 tot 100 keer sneller is dan die van halfgeleidercomputers, met drijvende-kommabewerkingen die 300 tot 1 biljoen keer per seconde kunnen worden uitgevoerd. Het Amerikaanse leger voorspelt daarom dat zodra supergeleidende computers worden geïntroduceerd, ze een "multiplier" zullen worden voor de gevechtseffectiviteit van het C1-systeem in het leger.

7.2 Supergeleidende magnetische exploratietechnologie

Magnetisch gevoelige componenten van supergeleidende keramische materialen hebben een klein volume, waardoor integratie en arraying eenvoudig zijn. Ze kunnen detectiesystemen met meerdere kanalen en meerdere parameters vormen, waardoor de informatiecapaciteit van de eenheid aanzienlijk wordt vergroot en de detectieafstand en nauwkeurigheid van de magnetische detector aanzienlijk worden verbeterd. Het gebruik van supergeleidende magnetometers kan niet alleen bewegende doelen zoals tanks, voertuigen en onderzeeërs detecteren, maar ook hun grootte meten, wat leidt tot aanzienlijke veranderingen in tactieken en technologieën, zoals antitank- en antionderzeeëroorlogvoering.

Er wordt gemeld dat de Amerikaanse marine heeft besloten om met behulp van deze technologie een satelliet voor afstandswaarneming te ontwikkelenzeldzame aardeSupergeleidend materiaal om traditionele remote sensing-technologie te demonstreren en te verbeteren. Deze satelliet, de Naval Earth Image Observatory, werd in 2000 gelanceerd.

8. Toepassing vanZeldzame aardeGigantische magnetostrictieve materialen in moderne militaire technologie

Zeldzame aardeReuzenmagnetostrictieve materialen zijn een nieuw type functioneel materiaal dat eind jaren tachtig in het buitenland is ontwikkeld. Ze verwijzen voornamelijk naar zeldzame-aarde-ijzerverbindingen. Dit type materiaal heeft een veel hogere magnetostrictieve waarde dan ijzer, nikkel en andere materialen, en de magnetostrictieve coëfficiënt is ongeveer 102-103 keer hoger dan die van algemene magnetostrictieve materialen, daarom worden ze grote of gigantische magnetostrictieve materialen genoemd. Van alle commerciële materialen hebben zeldzame-aarde-reuzenmagnetostrictieve materialen de hoogste rekwaarde en energie onder fysieke belasting. Vooral met de succesvolle ontwikkeling van de Terfenol-D magnetostrictieve legering is een nieuw tijdperk van magnetostrictieve materialen aangebroken. Wanneer Terfenol-D in een magnetisch veld wordt geplaatst, is de variatie in grootte groter dan die van gewone magnetische materialen, waardoor bepaalde mechanische precisiebewegingen mogelijk zijn. Momenteel wordt het veel gebruikt in diverse sectoren, van brandstofsystemen, vloeistofklepregeling, micropositionering tot mechanische actuatoren voor ruimtetelescopen en vliegtuigvleugelregelaars. De ontwikkeling van de Terfenol-D-materiaaltechnologie heeft baanbrekende vooruitgang geboekt in de elektromechanische conversietechnologie. Het heeft een belangrijke rol gespeeld in de ontwikkeling van geavanceerde technologie, militaire technologie en de modernisering van traditionele industrieën. De toepassing van zeldzame-aarde magnetostrictieve materialen in de moderne militaire sector omvat voornamelijk de volgende aspecten:

8.1 Sonar

De algemene emissiefrequentie van sonar ligt boven 2 kHz, maar laagfrequente sonar onder deze frequentie heeft speciale voordelen: hoe lager de frequentie, hoe kleiner de demping, hoe verder de geluidsgolf zich voortplant en hoe minder de onderwaterecho-afscherming wordt beïnvloed. Sonars van Terfenol-D kunnen voldoen aan de eisen van een hoog vermogen, een klein volume en lage frequenties, waardoor ze zich snel hebben ontwikkeld.

8.2 Elektrische mechanische transducers

Wordt voornamelijk gebruikt voor kleine, gecontroleerde apparaten - actuatoren. Inclusief regelnauwkeurigheden tot op nanometerniveau, evenals servopompen, brandstofinjectiesystemen, remmen, enz. Wordt gebruikt voor militaire auto's, militaire vliegtuigen en ruimtevaartuigen, militaire robots, enz.

8.3 Sensoren en elektronische apparaten

Zoals pocketmagnetometers, sensoren voor het detecteren van verplaatsing, kracht en versnelling, en apparaten met instelbare oppervlakte-akoestische golven. Deze laatste worden gebruikt voor fasesensoren in mijnen, sonar en opslagcomponenten in computers.

9. Overige materialen

Andere materialen zoalszeldzame aardeluminescerende materialen,zeldzame aardewaterstofopslagmaterialen, zeldzame aardreuzenmagnetoresistieve materialen,zeldzame aardemagnetische koelmaterialen, enzeldzame aardeMagneto-optische opslagmaterialen zijn allemaal succesvol toegepast in het moderne leger, waardoor de gevechtseffectiviteit van moderne wapens aanzienlijk is verbeterd. Bijvoorbeeld:zeldzame aardeLuminescente materialen zijn met succes toegepast in nachtzichtapparatuur. In nachtzichtspiegels zetten zeldzame-aardfosforen fotonen (lichtenergie) om in elektronen, die worden versterkt door miljoenen kleine gaatjes in het vlak van de glasvezelmicroscoop, die heen en weer reflecteren van de wand, waardoor er meer elektronen vrijkomen. Sommige zeldzame-aardfosforen aan het uiteinde zetten elektronen weer om in fotonen, zodat het beeld met een oculair kan worden bekeken. Dit proces is vergelijkbaar met dat van een televisiescherm, waarzeldzame aardeFluorescerend poeder zendt een bepaald kleurenbeeld uit op het scherm. De Amerikaanse industrie gebruikt doorgaans niobiumpentoxide, maar om nachtzichtsystemen succesvol te laten zijn, is het zeldzame aardelement nodig.lanthaanis een cruciaal onderdeel. Tijdens de Golfoorlog gebruikten multinationale troepen deze nachtkijkers keer op keer om de doelen van het Iraakse leger te observeren, in ruil voor een kleine overwinning.

10. Conclusie

De ontwikkeling van dezeldzame aardeDe industrie heeft de algehele vooruitgang van de moderne militaire technologie effectief bevorderd, en de verbetering van de militaire technologie heeft ook de voorspoedige ontwikkeling van dezeldzame aardeindustrie. Ik geloof dat met de snelle vooruitgang van de wereldwijde wetenschap en technologie,zeldzame aardeproducten zullen een grotere rol spelen in de ontwikkeling van moderne militaire technologie met hun speciale functies, en enorme economische en uitstekende sociale voordelen opleveren voor dezeldzame aardede industrie zelf.