Zeldzame aarden,bekend als de "schatkamer" van nieuwe materialen, kan als speciaal functioneel materiaal de kwaliteit en prestaties van andere producten aanzienlijk verbeteren, en staat bekend als de "vitamines" 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 heeft een directe invloed op de snelheid en het ontwikkelingsniveau van opkomende hightech-industrieën zoals optische instrumenten, elektronica, ruimtevaart en nucleaire industrie.Deze technologieën zijn met succes toegepast in de militaire technologie, waardoor de ontwikkeling van moderne militaire technologie enorm is bevorderd.
De bijzondere rol die gespeeld wordt doorzeldzame aardenieuwe materialen in de moderne militaire technologie hebben veel aandacht getrokken van regeringen en experts uit verschillende landen, en zijn bijvoorbeeld door relevante afdelingen van landen als de Verenigde Staten en Japan vermeld als een sleutelelement in de ontwikkeling van hightechindustrieën en militaire technologie.
Een korte introductie totZeldzame aardes en hun relatie met militaire en 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 zou moeten liggen in toepassingen zoals laserbereik, 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, voornamelijk ontzwaveling, deoxidatie en gasverwijdering, het elimineren van de invloed van schadelijke onzuiverheden met een laag smeltpunt, het verfijnen van korrel en structuur, het beïnvloeden van het faseovergangspunt van staal en het verbeteren van de hardbaarheid en mechanische eigenschappen ervan.Militair wetenschappelijk en technologisch personeel heeft veel zeldzame aardmetalen ontwikkeld die geschikt zijn voor gebruik in wapens door gebruik te maken van de eigenschappen ervanzeldzame 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 zij achtereenvolgenszeldzame aardepantserstaal zoals 601, 603 en 623, wat een nieuw tijdperk inluidt van belangrijke grondstoffen voor de tankproductie in China op basis van de binnenlandse productie.
1.1.2Zeldzame aardekoolstofstaal
Halverwege de 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 in vergelijking met het originele koolstofstaal, en de impactwaarde bij -40 ℃ is bijna verdubbeld.De patroonhuls met grote diameter, gemaakt van dit staal, heeft door middel van schiettests op de schietbaan bewezen dat hij volledig aan de technische eisen voldoet.Momenteel heeft China het product afgerond en in productie genomen, waarmee China's al lang bestaande wens wordt gerealiseerd om koper in patroonmateriaal te vervangen door staal.
1.1.3 Zeldzame aarde hoog mangaanstaal en zeldzaam aarde gegoten staal
Zeldzame aardestaal met een hoog mangaangehalte wordt gebruikt voor de vervaardiging van tankspoorplatenzeldzame aardegegoten staal wordt gebruikt voor de vervaardiging van staartvleugels, mondingsremmen en structurele artilleriecomponenten voor snelle granaatdoorborende granaten.Dit kan de verwerkingsstappen verminderen, het staalgebruik verbeteren en tactische en technische indicatoren realiseren.
1.2 Toepassing van nodulair gietijzer uit zeldzame aarde in moderne militaire technologie
In het verleden werden de projectielmaterialen voor de voorkamer van China gemaakt van halfstijf gietijzer, gemaakt van hoogwaardig ruwijzer gemengd met 30% tot 40% schroot.Vanwege de lage sterkte, hoge broosheid, lage en niet-scherpe effectieve fragmentatie na explosie en zwakke moordkracht, was de ontwikkeling van projectiellichamen in de voorste kamer ooit beperkt.Sinds 1963 zijn mortiergranaten van verschillende kalibers vervaardigd met behulp van nodulair gietijzer van zeldzame aarde, waardoor hun mechanische eigenschappen 1-2 keer zijn toegenomen, het aantal effectieve fragmenten is vermenigvuldigd en de randen van de fragmenten zijn aangescherpt, waardoor hun moordkracht aanzienlijk is vergroot.De gevechtsgranaat van een bepaald type kanongranaat en veldkanongranaat gemaakt van dit materiaal in ons land heeft een iets beter effectief aantal fragmentatie en een dichtere moordradius dan de stalen granaat.
De toepassing van non-ferrozeldzame aardlegerings zoals magnesium en aluminium in moderne militaire technologie
Zeldzame aardenhebben een hoge chemische activiteit en een grote atoomstraal.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 verbeteren, waardoor alomvattende doelen worden bereikt, zoals het verbeteren van mechanische eigenschappen, fysieke eigenschappen en verwerkingsprestaties.Binnenlandse en buitenlandse materiële arbeiders hebben gebruik gemaakt van de eigenschappen vanzeldzame aardennieuw te ontwikkelenzeldzame aardemagnesiumlegeringen, aluminiumlegeringen, titaniumlegeringen en hogetemperatuurlegeringen.Deze producten worden op grote schaal gebruikt in moderne militaire technologieën zoals straaljagers, aanvalsvliegtuigen, helikopters, onbemande luchtvaartuigen en raketsatellieten.
2.1Zeldzame aardemagnesium legering
Zeldzame aardeMagnesiumlegeringen hebben een hoge specifieke sterkte, kunnen het vliegtuiggewicht verminderen, de tactische prestaties verbeteren en hebben brede toepassingsmogelijkheden.Dezeldzame aardeMagnesiumlegeringen ontwikkeld door China Aviation Industry Corporation (hierna AVIC genoemd) omvatten ongeveer 10 soorten gegoten magnesiumlegeringen en vervormde magnesiumlegeringen, waarvan er vele bij de productie zijn gebruikt en een stabiele kwaliteit hebben.De gegoten magnesiumlegering ZM 6 met zeldzame aardmetalen neodymium als belangrijkste additief is bijvoorbeeld uitgebreid voor gebruik in belangrijke onderdelen zoals achterreductiebehuizingen van helikopters, gevechtsvleugelribben en rotorlodendrukplaten voor 30 kW-generatoren.De zeldzame aardmetalen magnesiumlegering met hoge sterkte BM25, gezamenlijk ontwikkeld door China Aviation Corporation en Nonferrous Metals Corporation, heeft enkele aluminiumlegeringen met gemiddelde sterkte vervangen en is toegepast in impactvliegtuigen.
2.2Zeldzame aardetitanium legering
Begin jaren zeventig verving het Beijing Institute of Aeronautical Materials (ook wel het Instituut genoemd) een deel van aluminium en silicium doorzeldzaam aardmetaal cerium (Ce) in Ti-A1-Mo titaniumlegeringen, waardoor de precipitatie van brosse fasen wordt beperkt en de hittebestendigheid en thermische stabiliteit van de legering worden verbeterd.Op deze basis werd een hoogwaardige gegoten hogetemperatuur-titaniumlegering ZT3 ontwikkeld die cerium bevat.Vergeleken met vergelijkbare internationale legeringen heeft het bepaalde voordelen op het gebied van hittebestendigheid, sterkte en procesprestaties.De daarmee vervaardigde compressorbehuizing wordt gebruikt voor de W PI3 II-motor, waardoor het gewicht van elk vliegtuig met 39 kg wordt verminderd en de stuwkracht-gewichtsverhouding met 1,5% toeneemt.Bovendien worden de verwerkingsstappen met ongeveer 30% verminderd, waardoor aanzienlijke technische en economische voordelen worden behaald, waardoor de leemte wordt opgevuld bij het gebruik van gegoten titanium behuizingen voor luchtvaartmotoren in China onder omstandigheden van 500 ℃.Uit onderzoek is gebleken dat het er kleine zijnceriumoxidedeeltjes in de microstructuur van de ZT3-legeringcerium.Ceriumcombineert een deel zuurstof in de legering om een vuurvast materiaal en een hoge hardheid te vormenzeldzame aardoxidemateriaal, Ce2O3.Deze deeltjes belemmeren de beweging van dislocaties tijdens de vervorming van de legering, waardoor de prestaties van de legering bij hoge temperaturen worden verbeterd.Ceriumvangt enkele gasonzuiverheden op (vooral bij korrelgrenzen), die de legering kunnen versterken terwijl een goede thermische stabiliteit behouden blijft.Dit is de eerste poging om de theorie van moeilijke opgeloste puntversterking toe te passen bij het gieten van titaniumlegeringen.Bovendien heeft het Aviation Materials Institute zich na jaren van onderzoek stabiel en goedkoop ontwikkeldyttriumoxidezand- en poedermaterialen in het precisiegietproces van titaniumlegeringen, met behulp van speciale mineralisatiebehandelingstechnologie.Het heeft goede niveaus bereikt wat betreft soortelijk gewicht, hardheid en stabiliteit ten opzichte van titaniumvloeistof.In termen van het aanpassen en controleren van de prestaties van de schaalmest heeft het een grotere superioriteit getoond.Het opmerkelijke voordeel van het gebruik van yttriumoxide-omhulsels om titaniumgietstukken te vervaardigen is dat, onder omstandigheden waarbij de kwaliteit en het procesniveau van de gietstukken vergelijkbaar zijn met die van het wolfraamoppervlaktelaagproces, het mogelijk is om gietstukken van titaniumlegeringen te vervaardigen die dunner zijn dan die van de wolfraam-oppervlaktelaag. van het wolfraamoppervlaktelaagproces.Momenteel wordt dit proces op grote schaal gebruikt bij de vervaardiging van verschillende vliegtuigen, motoren en civiele gietstukken.
2.3Zeldzame aardealuminium profiel
De HZL206 hittebestendige gegoten aluminiumlegering die zeldzame aardmetalen bevat, ontwikkeld door AVIC, heeft superieure mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur en kamertemperatuur in vergelijking met nikkelhoudende legeringen in het buitenland, en heeft het geavanceerde niveau van vergelijkbare legeringen in het buitenland bereikt.Het wordt nu gebruikt als drukbestendig ventiel voor helikopters en straaljagers met een werktemperatuur van 300 ℃, ter vervanging van staal- en titaniumlegeringen.Verminderd structureel gewicht en is in massaproductie gebracht.De treksterkte vanzeldzame aardealuminium silicium hypereutectische ZL117-legering bij 200-300 ℃ is hoger dan die van West-Duitse zuigerlegeringen KS280 en KS282.De slijtvastheid is 4-5 keer hoger dan die van de algemeen gebruikte zuigerlegeringen ZL108, met een kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt en een goede maatvastheid.Het is gebruikt in luchtvaartaccessoires KY-5, KY-7 luchtcompressoren en motorzuigers voor luchtvaartmodellen.De toevoeging vanzeldzame aardeelementen aan aluminiumlegeringen verbetert de microstructuur en mechanische eigenschappen aanzienlijk.Het werkingsmechanisme van zeldzame aardelementen in aluminiumlegeringen is het vormen van een verspreide verdeling, 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 zijn, als heterogene kristalkernen om korrels en eutectische fasen te verfijnen, ook een soort modificator;Zeldzame aardelementen bevorderen de vorming en verfijning van ijzerrijke fasen, waardoor de schadelijke effecten ervan worden verminderd.α— De hoeveelheid ijzer in een vaste oplossing in A1 neemt af met de toename vanzeldzame aardeBovendien is dit ook gunstig voor het verbeteren van de sterkte en plasticiteit.
De toepassing vanzeldzame aardeverbrandingsmaterialen in moderne militaire technologie
3.1 Puurzeldzame aardmetalen
Zuiverzeldzame aardmetalen, vanwege hun actieve chemische eigenschappen, zijn ze geneigd te reageren met zuurstof, zwavel en stikstof om stabiele verbindingen te vormen.Bij blootstelling aan intense wrijving en schokken kunnen vonken brandbare materialen doen ontbranden.Daarom werd er al in 1908 vuursteen van gemaakt.Het is gebleken dat onder de 17zeldzame aardeelementen, zes elementen inclusiefcerium, lanthaan, neodymium, praseodymium, Samarium, Enyttriumhebben bijzonder goede prestaties bij brandstichting.Mensen hebben de brandstichtingseigenschappen van rzijn aardmetalenin verschillende soorten brandwapens, zoals de US Mark 82 227 kg raket, die gebruik maakt vanzeldzaam aardmetaalvoering, die niet alleen explosieve dodelijke effecten veroorzaakt, maar ook brandstichtingseffecten.De Amerikaanse lucht-grond "Damping Man" raketkop is uitgerust met 108 vierkante staven van zeldzaam aardmetaal als voeringen, ter vervanging van enkele geprefabriceerde fragmenten.Statische explosietests hebben aangetoond dat het vermogen om vliegtuigbrandstof te ontsteken 44% hoger is dan dat van ongevoerde brandstof.
3.2 Gemengdzeldzaam aardmetaals
Vanwege de hoge prijs van puurzeldzame aardmetalen,verschillende landen maken op grote schaal gebruik van goedkoop composietzeldzaam aardmetaals in verbrandingswapens.De composietzeldzaam aardmetaalHet verbrandingsmiddel wordt onder hoge druk in de metalen schaal geladen, met een dichtheid van het verbrandingsmiddel van (1,9 ~ 2,1) x 103 kg/m3, verbrandingssnelheid 1,3-1,5 m/s, vlamdiameter van ongeveer 500 mm, vlamtemperatuur zo hoog als 1715-2000 ℃.Na verbranding is de duur van de gloeilichaamsverwarming langer dan 5 minuten.Tijdens de oorlog in Vietnam lanceerde het Amerikaanse leger een brandgranaat van 40 mm met behulp van een lanceerinrichting, en de ontstekingsvoering aan de binnenkant was gemaakt van een gemengd zeldzaam aardmetaal.Nadat het projectiel is geëxplodeerd, kan elk fragment met een ontstekende voering het doelwit ontsteken.Op dat moment bereikte de maandelijkse productie van de bom 200.000 ronden, met een maximum van 260.000 ronden.
3.3Zeldzame aardeverbrandingslegeringen
Azeldzame aardeEen verbrandingslegering met een gewicht van 100 g kan 200-3000 vonken vormen met een groot dekkingsgebied, wat overeenkomt met de dodelijke straal van pantserdoordringende en pantserdoordringende granaten.Daarom is de ontwikkeling van multifunctionele munitie met verbrandingskracht een van de belangrijkste richtingen geworden voor de ontwikkeling van munitie in binnen- en buitenland.Voor pantserdoordringende en pantserdoordringende granaten vereisen hun tactische prestaties dat ze, na het penetreren van vijandelijk tankpantser, ook hun brandstof en munitie kunnen ontsteken om de tank volledig te vernietigen.Voor granaten is het nodig om militaire voorraden en strategische faciliteiten binnen hun moordbereik te ontsteken.Er wordt gemeld dat een plastic brandbom van zeldzame aardmetalen, gemaakt in de Verenigde Staten, een lichaam heeft van met glasvezel versterkt nylon en een kern van een gemengde zeldzame aardmetaallegering, 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 aardelementen hebben stralingsbestendige eigenschappen.Het National Center for Neutron Cross Sections in de Verenigde Staten gebruikte polymeermaterialen als substraat en maakte twee soorten platen met een dikte van 10 mm, met of zonder toevoeging van zeldzame aardelementen voor tests op het gebied van stralingsbescherming.De resultaten laten zien dat het thermische neutronenafschermende effect vanzeldzame aardepolymeermaterialen zijn 5-6 keer beter dan die vanzeldzame aardegratis polymeermaterialen.De zeldzame aardmetalen met toegevoegde elementen zoalsSamarium, europium, gadolinium, dysprosium, enz. hebben de hoogste neutronenabsorptiedoorsnede en hebben een goed effect op het vangen van neutronen.Momenteel omvatten de belangrijkste toepassingen van zeldzame aardmetalen tegen straling in militaire technologie de volgende aspecten.
4.1.1 Afscherming van nucleaire straling
De Verenigde Staten gebruiken 1% boor en 5% zeldzame aardmetalengadolinium, Samarium, Enlanthaanom een 600 meter dik stralingsbestendig beton te maken voor het afschermen van splijtingsneutronenbronnen in zwembadreactoren.Frankrijk heeft een materiaal ter bescherming tegen zeldzame aardmetalen ontwikkeld door boriden toe te voegen,zeldzame aardeverbindingen, ofzeldzame aardlegeringengrafiet als substraat.Het vulmiddel van dit samengestelde afschermingsmateriaal moet gelijkmatig worden verdeeld en tot geprefabriceerde onderdelen worden verwerkt, die rond het reactorkanaal worden geplaatst volgens de verschillende vereisten van de afschermingsonderdelen.
4.1.2 Afscherming van thermische straling van tanks
Het bestaat uit vier lagen fineer, met een totale dikte van 5-20 cm.De eerste laag is gemaakt van glasvezelversterkte kunststof, waaraan anorganisch poeder is toegevoegd met 2%zeldzame aardeverbindingen als vulstoffen om snelle neutronen te blokkeren en langzame neutronen te absorberen;De tweede en derde lagen voegen boorgrafiet, polystyreen en zeldzame aardelementen toe, goed voor 10% van de totale hoeveelheid vulstof, aan de eerste om neutronen met gemiddelde 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 brandbare absorber voor uraniumbrandstof in kokendwaterreactoren (BWR's).Van alle elementen isgadoliniumheeft het sterkste vermogen om neutronen te absorberen, met ongeveer 4600 doelen per atoom.Elke natuurlijkegadoliniumatoom absorbeert gemiddeld 4 neutronen voordat het faalt.Wanneer gemengd met splijtbaar uranium,gadoliniumkan de verbranding bevorderen, het uraniumverbruik verminderen en de energieproductie verhogen.Gadoliniumoxideproduceert geen schadelijk bijproduct deuterium zoals boorcarbide, en kan tijdens kernreacties compatibel zijn met zowel uraniumbrandstof als het coatingmateriaal ervan.Het voordeel van gebruikengadoliniumin plaats van boor is datgadoliniumkan direct worden gemengd met uranium om uitzetting van de splijtstofstaven te voorkomen.Volgens de statistieken zijn er momenteel wereldwijd 149 geplande kernreactoren, 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 gadoliniumEndysprosiumkunnen worden gebruikt als neutronenvelddetectoren in de lucht- en ruimtevaart- en nucleaire industrie, kleine hoeveelhedenzeldzame aardethuliumEnerbiumkan worden gebruikt als doelmateriaal voor neutronengeneratoren met gesloten buis, enzeldzame aardoxideEuropium-ijzermetaalkeramiek kan worden gebruikt om verbeterde steunplaten voor reactorcontrole te maken.Zeldzame aardegadoliniumHet kan ook worden gebruikt als coatingadditief om neutronenstraling te voorkomen, en gepantserde voertuigen kunnen worden gecoat met speciale coatings die dit bevattengadoliniumoxidekan neutronenstraling voorkomen.Zeldzame aarde ytterbiumwordt gebruikt in apparatuur voor het meten van de geostress veroorzaakt door ondergrondse kernexplosies.Wanneerzeldzame aardHytterbiumwordt onderworpen aan kracht, neemt de weerstand toe en kan de verandering in weerstand worden gebruikt om de druk te berekenen waaraan deze wordt blootgesteld.Koppelenzeldzame aarde gadoliniumfolie afgezet door opdamping en verspringende coating met een spanningsgevoelig element kan worden gebruikt om hoge nucleaire spanningen 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 meest uitgebreide permanente magneetmateriaal.Het heeft meer dan 100 keer hogere magnetische eigenschappen dan het magnetische staal dat in de jaren zeventig in militair materieel werd gebruikt.Momenteel is het een belangrijk materiaal geworden in de moderne elektronische technologiecommunicatie, dat wordt gebruikt in lopende golfbuizen en circulatoren in kunstmatige aardsatellieten, radars en andere velden.Daarom heeft het een aanzienlijke militaire betekenis.
Samariumkobaltmagneten en neodymium-ijzerboriummagneten worden gebruikt voor het focusseren van elektronenbundels in raketgeleidingssystemen.Magneten zijn de belangrijkste focusseringsapparaten voor elektronenstralen en verzenden gegevens naar het stuuroppervlak van de raket.Er zijn ongeveer 5-10 pond (2,27-4,54 kg) magneten in elk focusseringsgeleidingsapparaat van de raket.In aanvulling,zeldzame 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 lichter gewicht vergeleken 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 tegelijkertijd geboren.Tot nu toe is ongeveer 90% van de lasermaterialen hierbij betrokkenzeldzame aarden.Bijvoorbeeld,yttriumAluminium-granaatkristal is een veelgebruikte laser die bij kamertemperatuur een continu hoog vermogen kan bereiken.De toepassing van vastestoflasers in het moderne leger omvat de volgende aspecten.
6.1 Laserbereik
DeneodymiumgedoteerdyttriumAluminium-granaatlaserafstandsmeter ontwikkeld door landen als de Verenigde Staten, Groot-Brittannië, Frankrijk en Duitsland kan afstanden tot 4000 tot 20.000 meter meten met een nauwkeurigheid van 5 meter.De wapensystemen zoals het Amerikaanse MI, het Duitse Leopard II, het Franse Leclerc, het Japanse Type 90, het Israëlische Mekka en de nieuwste door Groot-Brittannië ontwikkelde Challenger 2-tank maken allemaal gebruik van dit type laserafstandsmeter.Momenteel ontwikkelen sommige landen een nieuwe generatie solide laserafstandsmeters voor de veiligheid van het menselijk oog, met een werkgolflengtebereik van 1,5-2,1 μM. Handbediende laserafstandsmeters zijn ontwikkeld met behulp vanholmiumgedoteerdyttriumlithiumfluoridelasers in de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk, met een werkgolflengte van 2,06 μM, tot 3000 m.De Verenigde Staten hebben ook samengewerkt met internationale laserbedrijven om een erbium-gedoteerd middel te ontwikkelenyttriumlithiumfluoridelaser met een golflengte van 1,73 μM's laserafstandsmeter en zwaar uitgerust met troepen.De lasergolflengte van de Chinese militaire afstandsmeter is 1,06 μM, variërend van 200 tot 7000 m.China verkrijgt belangrijke gegevens van lasertelevisietheodolieten bij metingen van het doelbereik tijdens de lancering van langeafstandsraketten, raketten en experimentele communicatiesatellieten.
6.2 Lasergeleiding
Lasergeleide bommen gebruiken lasers voor terminalgeleiding.Voor de bestraling van de doellaser wordt gebruik gemaakt van de Nd · YAG-laser, die tientallen pulsen per seconde uitzendt.De pulsen zijn gecodeerd en de lichtpulsen kunnen de raketreactie zelf sturen, waardoor interferentie door raketlancering en obstakels van de vijand wordt voorkomen.De Amerikaanse militaire GBV-15 zweefbom, ook wel bekend als de "behendige bom".Op dezelfde manier kan het ook worden gebruikt om lasergeleide schalen te vervaardigen.
6.3 Lasercommunicatie
Naast Nd · YAG is de laseropbrengst 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.In aanvulling,yttriumijzer-granaat (Y3Fe5O12) monokristal kan worden gebruikt als verschillende magnetostatische oppervlaktegolfapparaten met behulp van microgolfintegratietechnologie, waardoor de apparaten worden geïntegreerd en geminiaturiseerd, en met speciale toepassingen in radarafstandsbediening, telemetrie, navigatie en elektronische tegenmaatregelen.
7.De toepassing vanZeldzame aardeSupergeleidende materialen in moderne militaire technologie
Wanneer een bepaald materiaal onder een bepaalde temperatuur geen weerstand ondervindt, staat dit bekend als supergeleiding, wat de kritische temperatuur (Tc) is.Supergeleiders zijn een soort antimagnetisch materiaal dat elke poging afstoot om een magnetisch veld onder de kritische temperatuur aan te leggen, bekend als het Meisner-effect.Het toevoegen van zeldzame aardelementen aan supergeleidende materialen kan de kritische temperatuur Tc aanzienlijk verhogen.Dit bevordert de ontwikkeling en toepassing van supergeleidende materialen enorm.In de jaren tachtig voegden ontwikkelde landen zoals de Verenigde Staten en Japan een bepaalde hoeveelheid toezeldzame aardoxides zoalslanthaan, yttrium,europium, Enerbiumaan bariumoxide enkoperoxideverbindingen, die werden gemengd, geperst en gesinterd om supergeleidende keramische materialen te vormen, waardoor de wijdverbreide toepassing van supergeleidende technologie, vooral in militaire toepassingen, uitgebreider werd.
7.1 Supergeleidende geïntegreerde schakelingen
De afgelopen jaren is in het buitenland onderzoek gedaan naar de toepassing van supergeleidende technologie in elektronische computers, en zijn supergeleidende geïntegreerde schakelingen ontwikkeld met behulp van supergeleidende keramische materialen.Als dit type geïntegreerde schakeling wordt gebruikt om supergeleidende computers te vervaardigen, zal deze niet alleen klein van formaat, licht van gewicht en gemakkelijk te gebruiken zijn, maar ook een rekensnelheid hebben die 10 tot 100 keer sneller is dan halfgeleidercomputers, met drijvende-kommabewerkingen. bereiken van 300 tot 1 biljoen keer per seconde.Daarom voorspelt het Amerikaanse leger dat zodra supergeleidende computers worden geïntroduceerd, deze een ‘multiplier’ zullen worden voor de gevechtseffectiviteit van het C1-systeem in het leger.
7.2 Supergeleidende magnetische exploratietechnologie
Magnetisch gevoelige componenten gemaakt van supergeleidende keramische materialen hebben een klein volume, waardoor integratie en array gemakkelijk te realiseren is.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 onderzeeëroorlogvoering.
Naar verluidt heeft de Amerikaanse marine besloten om hiermee een teledetectiesatelliet te ontwikkelenzeldzame aardesupergeleidend materiaal om traditionele teledetectietechnologie te demonstreren en te verbeteren.Deze satelliet genaamd Naval Earth Image Observatory werd in 2000 gelanceerd.
8.Toepassing vanZeldzame aardeGigantische magnetostrictieve materialen in moderne militaire technologie
Zeldzame aardegigantische magnetostrictieve materialen zijn een nieuw type functioneel materiaal dat eind jaren tachtig in het buitenland werd ontwikkeld.Het gaat vooral om zeldzame aardijzerverbindingen.Dit type materiaal heeft een veel grotere 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 wordt het grote of gigantische magnetostrictieve materialen genoemd.Van alle commerciële materialen hebben gigantische magnetostrictieve materialen van zeldzame aardmetalen de hoogste spanningswaarde en energie onder fysieke actie.Vooral met de succesvolle ontwikkeling van de magnetostrictieve legering Terfenol-D 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 kunnen worden bereikt.Momenteel wordt het veel gebruikt op verschillende gebieden, van brandstofsystemen, vloeistofklepbediening, micropositionering tot mechanische actuatoren voor ruimtetelescopen en vliegtuigvleugelregelaars.De ontwikkeling van Terfenol-D-materiaaltechnologie heeft baanbrekende vooruitgang geboekt op het gebied van elektromechanische conversietechnologie.En het heeft een belangrijke rol gespeeld in de ontwikkeling van geavanceerde technologie, militaire technologie en de modernisering van traditionele industrieën.De toepassing van magnetostrictieve materialen van zeldzame aardmetalen in het moderne leger omvat voornamelijk de volgende aspecten:
8.1 Sonar
De algemene emissiefrequentie van sonar ligt boven de 2 kHz, maar laagfrequente sonar onder deze frequentie heeft zijn speciale voordelen: hoe lager de frequentie, hoe kleiner de verzwakking, hoe verder de geluidsgolf zich voortplant en hoe minder de onderwaterecho-afscherming wordt beïnvloed.Sonars gemaakt van Terfenol-D-materiaal kunnen voldoen aan de eisen van hoog vermogen, klein volume en lage frequentie, dus hebben ze zich snel ontwikkeld.
8.2 Elektrisch-mechanische transducers
Hoofdzakelijk gebruikt voor kleine apparaten met gecontroleerde werking - actuatoren.Inclusief regelnauwkeurigheid tot op nanometerniveau, evenals servopompen, brandstofinjectiesystemen, remmen, enz. Gebruikt voor militaire auto's, militaire vliegtuigen en ruimtevaartuigen, militaire robots, enz.
8.3 Sensoren en elektronische apparaten
Zoals zakmagnetometers, sensoren voor het detecteren van verplaatsing, kracht en versnelling, en afstembare oppervlakte-akoestische golfapparaten.Dit laatste wordt gebruikt voor fasesensoren in mijnen, sonar en opslagcomponenten in computers.
9. Overige materialen
Andere materialen zoalszeldzame aardelichtgevende materialen,zeldzame aardematerialen voor waterstofopslag, gigantische magnetoresistieve materialen van zeldzame aardmetalen,zeldzame aardemagnetische koelmaterialen, enzeldzame aardeMagneto-optische opslagmaterialen zijn allemaal met succes toegepast in het moderne leger, waardoor de gevechtseffectiviteit van moderne wapens aanzienlijk is verbeterd.Bijvoorbeeld,zeldzame aardeluminescerende materialen zijn met succes toegepast op nachtkijkers.In nachtkijkspiegels 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 vanaf de muur, waardoor meer elektronen vrijkomen.Sommige zeldzame aardfosforen aan de achterkant zetten elektronen weer om in fotonen, zodat het beeld met een oculair kan worden gezien.Dit proces is vergelijkbaar met dat van een televisieschermzeldzame aardefluorescerend poeder zendt een bepaald kleurenbeeld uit op het scherm.De Amerikaanse industrie maakt doorgaans gebruik van niobiumpentoxide, maar voor het succes van nachtzichtsystemen wordt het zeldzame aardelement gebruiktlanthaanis een cruciaal onderdeel.In de Golfoorlog gebruikten multinationale strijdkrachten deze nachtkijkers om keer op keer de doelen van het Iraakse leger te observeren, in ruil voor een kleine overwinning.
10. Conclusie
De ontwikkeling van dezeldzame aardeDe industrie heeft op effectieve wijze de alomvattende vooruitgang van de moderne militaire technologie 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 mondiale 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 uitzonderlijke sociale voordelen opleveren voor dezeldzame aardeindustrie zelf.
Posttijd: 29 november 2023