Sjeldne jordarter,kjent som "skattekisten" av nye materialer, som et spesielt funksjonelt materiale, kan forbedre kvaliteten og ytelsen til andre produkter betraktelig, og er kjent som "vitaminene" i moderne industri. De er ikke bare mye brukt i tradisjonelle industrier som metallurgi, petrokjemikalier, glasskeramikk, ullspinning, lær og landbruk, men spiller også en uunnværlig rolle i materialer som fluorescens, magnetisme, laser, fiberoptisk kommunikasjon, hydrogenlagringsenergi, superledning, etc. Det påvirker direkte hastigheten og utviklingsnivået til nye høyteknologiske industrier som optiske instrumenter, elektronikk, romfart og kjernekraftindustri. Disse teknologiene har blitt brukt med hell i militærteknologi, noe som i stor grad fremmer utviklingen av moderne militærteknologi.
Den spesielle rollen som spilles avsjeldne jordarterNye materialer i moderne militærteknologi har fått stor oppmerksomhet fra myndigheter og eksperter i forskjellige land, og de er blant annet oppført som et nøkkelelement i utviklingen av høyteknologiske industrier og militærteknologi av relevante departementer i land som USA og Japan.
En kort introduksjon tilSjeldne jordarterog deres forhold til militæret og nasjonalt forsvar
Strengt tatt har alle sjeldne jordartsmetaller visse militære anvendelser, men den viktigste rollen de spiller i nasjonalt forsvar og militære felt bør være i anvendelser som laseravstandsmåling, laserveiledning og laserkommunikasjon.
Anvendelsen avsjeldne jordarterstål ogsjeldne jordarterduktilt jern i moderne militærteknologi
1.1 Anvendelse avSjeldne jordarterStål i moderne militærteknologi
Funksjonen omfatter to aspekter: rensing og legering, hovedsakelig avsvovling, deoksidering og fjerning av gass, eliminering av påvirkningen av skadelige urenheter med lavt smeltepunkt, raffinering av korn og struktur, påvirkning av faseovergangspunktet til stål og forbedring av herdbarheten og de mekaniske egenskapene. Militærvitenskapelig og teknologisk personell har utviklet mange sjeldne jordartsmaterialer som er egnet for bruk i våpen ved å utnytte egenskapene tilsjeldne jordarter.
1.1.1 Panserstål
Så tidlig som på 1960-tallet begynte Kinas våpenindustri å undersøke bruken av sjeldne jordarter i panserstål og våpenstål, og produserte suksessivtsjeldne jordarterPansringsstål som 601, 603 og 623, som innleder en ny æra med viktige råvarer for tankproduksjon i Kina basert på innenlandsk produksjon.
1.1.2Sjeldne jordarterkarbonstål
På midten av 1960-tallet økte Kina med 0,05 %sjeldne jordarterelementer til et bestemt karbonstål av høy kvalitet for å produseresjeldne jordarterKarbonstål. Den laterale slagverdien til dette sjeldne jordartsstålet er økt med 70 % til 100 % sammenlignet med det originale karbonstålet, og slagverdien ved -40 ℃ er nesten doblet. Patronhylsene med stor diameter laget av dette stålet har blitt bevist gjennom skytetester på skytebanen å oppfylle de tekniske kravene fullt ut. Kina har for tiden ferdigstilt og satt det i produksjon, og dermed realisert Kinas mangeårige ønske om å erstatte kobber med stål i patronmaterialet.
1.1.3 Sjeldent jordartsstål med høyt manganinnhold og støpt stål med sjeldne jordarter
Sjeldne jordarterhøymanganstål brukes til å produsere tanksporplater, menssjeldne jordarterStøpt stål brukes til å produsere halevinger, munningsbremser og artilleristrukturkomponenter for høyhastighets granatgjennomtrengende granater. Dette kan redusere prosesstrinn, forbedre stålutnyttelsen og oppnå taktiske og tekniske indikatorer.
1.2 Anvendelse av sjeldne jordartsmetaller, nodulært støpejern, i moderne militærteknologi
Tidligere var Kinas materialer til fremre kammerprosjektiler laget av halvstivt støpejern laget av høykvalitets råjern blandet med 30 % til 40 % skrapstål. På grunn av lav styrke, høy sprøhet, lav og ikke-skarp effektiv fragmentering etter eksplosjon, og svak drepekraft, var utviklingen av fremre kammerprosjektilhus begrenset. Siden 1963 har forskjellige kalibre av bombekastergranater blitt produsert med sjeldne jordartsmetaller, som har økt deres mekaniske egenskaper med 1-2 ganger, mangedoblet antallet effektive fragmenter og skjerpet kantene på fragmentene, noe som har forbedret deres drepekraft betraktelig. Kampgranater til en viss type kanongranater og feltkanongranater laget av dette materialet i vårt land har et litt bedre effektivt antall fragmenter og tett dreperadius enn stålgranater.
Anvendelsen av ikke-jernholdige materialersjeldne jordartslegeringersom magnesium og aluminium i moderne militærteknologi
Sjeldne jordarterhar høy kjemisk aktivitet og store atomradier. Når de tilsettes ikke-jernholdige metaller og legeringer derav, kan de forfine kornstørrelsen, forhindre segregering, fjerne gass, urenheter og rense, og forbedre den metallografiske strukturen, og dermed oppnå omfattende mål som forbedring av mekaniske egenskaper, fysiske egenskaper og prosesseringsytelse. Innenlandske og utenlandske materialarbeidere har utnyttet egenskapene tilsjeldne jordarterå utvikle nyesjeldne jordartermagnesiumlegeringer, aluminiumslegeringer, titanlegeringer og høytemperaturlegeringer. Disse produktene har blitt mye brukt i moderne militærteknologi som jagerfly, angrepsfly, helikoptre, ubemannede luftfartøyer og missilsatellitter.
2.1Sjeldne jordartermagnesiumlegering
Sjeldne jordarterMagnesiumlegeringer har høy spesifikk styrke, kan redusere flyvekt, forbedre taktisk ytelse og har brede bruksmuligheter.sjeldne jordarterMagnesiumlegeringer utviklet av China Aviation Industry Corporation (heretter referert til som AVIC) inkluderer omtrent 10 kvaliteter av støpte magnesiumlegeringer og deformerte magnesiumlegeringer, hvorav mange har blitt brukt i produksjon og har stabil kvalitet. For eksempel har ZM 6 støpt magnesiumlegering med sjeldne jordartsmetaller neodym som hovedtilsetning blitt utvidet til å brukes i viktige deler som bakre reduksjonshus for helikoptre, jagervingeribber og rotortrykkplater for 30 kW generatorer. Den sjeldne jordartsmetaller med høy styrke, magnesiumlegeringen BM25, utviklet i fellesskap av China Aviation Corporation og Nonferrous Metals Corporation, har erstattet noen aluminiumlegeringer med middels styrke og har blitt brukt i kollisjonsfly.
2.2Sjeldne jordartertitanlegering
Tidlig på 1970-tallet erstattet Beijing Institute of Aeronautical Materials (referert til som instituttet) noe aluminium og silisium medsjeldent jordmetall cerium (Ce) i Ti-A1-Mo titanlegeringer, noe som begrenser utfellingen av sprø faser og forbedrer legeringens varmebestandighet og termiske stabilitet. På dette grunnlaget ble det utviklet en høyytelsesstøpt høytemperatur titanlegering ZT3 som inneholder cerium. Sammenlignet med lignende internasjonale legeringer har den visse fordeler innen varmebestandighet, styrke og prosessytelse. Kompressorhuset som er produsert med den brukes til W PI3 II-motoren, noe som reduserer vekten på hvert fly med 39 kg og øker skyvekraft-til-vekt-forholdet med 1,5 %. I tillegg reduseres prosesstrinnene med omtrent 30 %, noe som oppnår betydelige tekniske og økonomiske fordeler, og fyller gapet ved å bruke støpte titanhus til flymotorer i Kina under 500 ℃-forhold. Forskning har vist at det er småceriumoksidpartikler i mikrostrukturen til ZT3-legeringen som inneholdercerium.Ceriumkombinerer en del av oksygenet i legeringen for å danne et ildfast materiale med høy hardhetsjeldne jordartsoksidermateriale, Ce2O3. Disse partiklene hindrer bevegelsen av dislokasjoner under legeringsdeformasjon, noe som forbedrer legeringens høytemperaturytelse.Ceriumfanger opp noen gassforurensninger (spesielt ved korngrenser), noe som kan styrke legeringen samtidig som den opprettholder god termisk stabilitet. Dette er det første forsøket på å anvende teorien om vanskelig løsningspunktstyrking i støping av titanlegeringer. I tillegg har Aviation Materials Institute, etter årevis med forskning, utviklet stabile og rimeligeyttriumoksidSand- og pulvermaterialer i presisjonsstøpeprosessen for titanlegeringsløsning, ved bruk av spesiell mineraliseringsbehandlingsteknologi. Den har oppnådd gode nivåer i spesifikk vekt, hardhet og stabilitet overfor titanvæske. Når det gjelder justering og kontroll av ytelsen til skalloppslemmingen, har den vist større overlegenhet. Den enestående fordelen med å bruke yttriumoksidskall til å produsere titanstøpegods er at det, under forhold der kvaliteten og prosessnivået på støpegodset er sammenlignbart med wolframoverflatelagsprosessen, er mulig å produsere titanlegeringsstøpegods som er tynnere enn wolframoverflatelagsprosessen. For tiden har denne prosessen blitt mye brukt i produksjon av forskjellige fly, motorer og sivile støpegods.
2.3Sjeldne jordarteraluminiumslegering
Den varmebestandige støpte aluminiumlegeringen HZL206 som inneholder sjeldne jordarter, utviklet av AVIC, har overlegne mekaniske egenskaper ved høy temperatur og romtemperatur sammenlignet med nikkelholdige legeringer i utlandet, og har nådd det avanserte nivået for lignende legeringer i utlandet. Den brukes nå som en trykkbestandig ventil for helikoptre og jagerfly med en arbeidstemperatur på 300 ℃, og erstatter stål- og titanlegeringer. Redusert strukturvekt og har blitt satt i masseproduksjon. Strekkfastheten tilsjeldne jordarterDen hypereutektiske aluminium-silisium-legeringen ZL117 er høyere ved 200–300 ℃ enn for de vesttyske stempellegeringene KS280 og KS282. Slitestyrken er 4–5 ganger høyere enn for vanlige stempellegeringer ZL108, med en liten lineær utvidelseskoeffisient og god dimensjonsstabilitet. Den har blitt brukt i flytilbehør som KY-5 og KY-7 luftkompressorer og stempler til flymodellmotorer. Tilsetningen avsjeldne jordarterTilsetning av sjeldne jordartselementer i aluminiumslegeringer forbedrer mikrostrukturen og de mekaniske egenskapene betydelig. Virkningsmekanismen til sjeldne jordartselementer i aluminiumslegeringer er å danne en spredt fordeling, og små aluminiumforbindelser spiller en betydelig rolle i å styrke den andre fasen; Tilsetning avsjeldne jordarterElementer spiller en rolle i avgassing og rensing, og reduserer dermed antallet porer i legeringen og forbedrer ytelsen;Sjeldne jordarterAluminiumforbindelser, som heterogene krystallkjerner for å raffinere korn og eutektiske faser, er også en type modifikator; Sjeldne jordartsmetaller fremmer dannelsen og raffineringen av jernrike faser, og reduserer deres skadelige effekter. α— Mengden jern i fast løsning i A1 avtar med økningen avsjeldne jordartertillegg, noe som også er gunstig for å forbedre styrke og plastisitet.
Anvendelsen avsjeldne jordarterforbrenningsmaterialer i moderne militærteknologi
3.1 Rensjeldne jordmetaller
Rensjeldne jordmetallerPå grunn av sine aktive kjemiske egenskaper er de tilbøyelige til å reagere med oksygen, svovel og nitrogen for å danne stabile forbindelser. Når de utsettes for intens friksjon og støt, kan gnister antenne brennbare materialer. Derfor ble det allerede i 1908 laget til flint. Det har blitt funnet at blant de 17sjeldne jordarterelementer, seks elementer inkludertcerium, lantan, neodym, praseodym, samarium, ogyttriumhar spesielt god brannstiftelsesytelse. Folk har endret brannstiftelsesegenskapene til rer jordmetallertil ulike typer brannvåpen, som det amerikanske Mark 82 227 kg-missilet, som brukersjeldent jordmetallforing, som ikke bare produserer eksplosive drepende effekter, men også brannstiftende effekter. Det amerikanske luft-til-bakke-rakettstridshodet «Damping Man» er utstyrt med 108 firkantede stenger av sjeldne jordmetaller som foringer, og erstatter noen prefabrikkerte fragmenter. Statiske sprengningstester har vist at dens evne til å antenne flydrivstoff er 44 % høyere enn for uforede.
3.2 Blandetsjeldent jordmetalls
På grunn av den høye prisen på rensjeldne jordmetaller,forskjellige land bruker mye billig komposittsjeldent jordmetalls i forbrenningsvåpen. Komposittensjeldent jordmetallForbrenningsmiddel lastes inn i metallskallet under høyt trykk, med en forbrenningsmiddeltetthet på (1,9~2,1) × 103 kg/m3, forbrenningshastighet 1,3–1,5 m/s, flammediameter på omtrent 500 mm, flammetemperatur så høy som 1715–2000 ℃. Etter forbrenning er varigheten av glødelegemets oppvarming lenger enn 5 minutter. Under Vietnamkrigen avfyrte det amerikanske militæret en 40 mm branngranat ved hjelp av en utskytningsrakett, og tennforingen inni var laget av et blandet sjeldent jordmetall. Etter at prosjektilet eksploderer, kan hvert fragment med en tennforing antenne målet. På den tiden nådde den månedlige produksjonen av bomben 200 000 skudd, med et maksimum på 260 000 skudd.
3.3Sjeldne jordarterforbrenningslegeringer
Asjeldne jordarterEn forbrenningslegering som veier 100 g kan danne 200–3000 gnister med et stort dekningsområde, som tilsvarer dreperadiusen til pansergjennomtrengende og pansergjennomtrengende granater. Derfor har utviklingen av multifunksjonell ammunisjon med forbrenningskraft blitt en av hovedretningene for ammunisjonsutvikling i inn- og utland. For pansergjennomtrengende og pansergjennomtrengende granater krever deres taktiske ytelse at de etter å ha penetrert fiendens tankpanser også kan antenne drivstoff og ammunisjon for å fullstendig ødelegge tanken. For granater kreves det at de antenner militære forsyninger og strategiske anlegg innenfor deres drepeområde. Det rapporteres at en plastbombe av sjeldne jordmetaller laget i USA har et hus laget av glassfiberforsterket nylon og en kjerne av en blandet sjeldne jordmetalllegering, som brukes til å ha bedre effekter mot mål som inneholder flydrivstoff og lignende materialer.
Anvendelse av 4Sjeldne jordarterMaterialer i militær beskyttelse og kjernefysisk teknologi
4.1 Anvendelse innen militær beskyttelsesteknologi
Sjeldne jordartsmetaller har strålingsbestandige egenskaper. National Center for Neutron Cross Sections i USA brukte polymermaterialer som substrat og laget to typer plater med en tykkelse på 10 mm med eller uten tilsetning av sjeldne jordartsmetaller for strålingsbeskyttelsestesting. Resultatene viser at den termiske nøytronskjermingseffekten tilsjeldne jordarterpolymermaterialer er 5–6 ganger bedre ennsjeldne jordarterfrie polymermaterialer. De sjeldne jordartsmaterialene med tilsatte elementer somsamarium, europium, gadolinium, dysprosiumosv. har det høyeste tverrsnittet av nøytronabsorpsjon og har en god effekt på å fange nøytroner. For tiden inkluderer de viktigste bruksområdene for strålingsbeskyttelsesmaterialer av sjeldne jordarter innen militærteknologi følgende aspekter.
4.1.1 Skjerming mot kjernefysisk stråling
USA bruker 1 % bor og 5 % sjeldne jordartsmetallergadolinium, samarium, oglantanå lage en 600 m tykk strålingsbestandig betong for skjerming av fisjonsnøytronkilder i svømmebassengreaktorer. Frankrike har utviklet et strålingsbeskyttelsesmateriale med sjeldne jordarter ved å tilsette borider,sjeldne jordarterforbindelser, ellersjeldne jordartslegeringertil grafitt som substrat. Fyllstoffet i dette komposittskjermingsmaterialet må fordeles jevnt og lages til prefabrikkerte deler, som plasseres rundt reaktorkanalen i henhold til de ulike kravene til skjermingsdelene.
4.1.2 Termisk strålingsskjerming av tanken
Den består av fire lag med finér, med en total tykkelse på 5–20 cm. Det første laget er laget av glassfiberforsterket plast, tilsatt uorganisk pulver med 2 %.sjeldne jordarterforbindelser som fyllstoffer for å blokkere raske nøytroner og absorbere langsomme nøytroner; Det andre og tredje laget tilsetter borgrafitt, polystyren og sjeldne jordartsmetaller som utgjør 10 % av den totale fyllstoffmengden til det førstnevnte for å blokkere nøytroner med mellomliggende energi og absorbere termiske nøytroner; Det fjerde laget bruker grafitt i stedet for glassfiber, og tilsetter 25 %sjeldne jordarterforbindelser for å absorbere termiske nøytroner.
4.1.3 Andre
Søknadsjeldne jordarterAntistrålingsbelegg på stridsvogner, skip, tilfluktsrom og annet militært utstyr kan ha en antistrålingseffekt.
4.2 Anvendelse innen kjernekraftteknologi
Sjeldne jordarteryttriumoksidkan brukes som en brennbar absorber for uranbrensel i kokvannsreaktorer (BWR). Blant alle elementene,gadoliniumhar den sterkeste evnen til å absorbere nøytroner, med omtrent 4600 mål per atom. Hver naturliggadoliniumAtomet absorberer gjennomsnittlig 4 nøytroner før det svikter. Når det blandes med klyvbart uran,gadoliniumkan fremme forbrenning, redusere uranforbruket og øke energiproduksjonen.Gadoliniumoksidproduserer ikke skadelig biprodukt deuterium som borkarbid, og kan være kompatibel med både uranbrensel og dets beleggmateriale under kjernereaksjoner. Fordelen med å brukegadoliniumi stedet for bor er detgadoliniumkan blandes direkte med uran for å forhindre utvidelse av kjernefysiske brenselstenger. Ifølge statistikk er det for tiden 149 planlagte kjernereaktorer over hele verden, hvorav 115 trykkvannsreaktorer bruker sjeldne jordarter.gadoliniumoksid. Sjeldne jordartersamarium, europium, ogdysprosiumhar blitt brukt som nøytronabsorbere i nøytronoppdrettere.Sjeldne jordarter yttriumhar et lite innfangningstverrsnitt i nøytroner og kan brukes som rørmateriale for smeltede saltreaktorer. Tynne folier med tilsattsjeldne jordarter gadoliniumogdysprosiumkan brukes som nøytronfeltdetektorer innen luftfart og kjernekraft, små mengder avsjeldne jordartertuliumogerbiumkan brukes som målmaterialer for forseglede rør-nøytrongeneratorer, ogsjeldne jordartsoksiderEuropium jernmetallkeramikk kan brukes til å lage forbedrede støtteplater for reaktorkontroll.Sjeldne jordartergadoliniumkan også brukes som et beleggtilsetningsstoff for å forhindre nøytronstråling, og pansrede kjøretøy belagt med spesielle belegg som inneholdergadoliniumoksidkan forhindre nøytronstråling.Sjeldne jordarter ytterbiumbrukes i utstyr for måling av geospenning forårsaket av underjordiske atomeksplosjoner. Nårsjeldent ørehytterbiumutsettes for kraft, øker motstanden, og endringen i motstand kan brukes til å beregne trykket den utsettes for. Koblingsjeldne jordarter gadoliniumFolie avsatt ved dampavsetning og forskjøvet belegg med et spenningsfølsomt element kan brukes til å måle høy kjernespenning.
5, Anvendelse avSjeldne jordarterPermanente magnetmaterialer i moderne militærteknologi
Desjeldne jordarterPermanentmagnetmateriale, hyllet som den nye generasjonen magnetiske konger, er for tiden kjent som det permanentmagnetmaterialet med høyest omfattende ytelse. Det har mer enn 100 ganger høyere magnetiske egenskaper enn magnetisk stål som ble brukt i militært utstyr på 1970-tallet. I dag har det blitt et viktig materiale i moderne elektronisk kommunikasjonsteknologi, brukt i vandrebølgerør og sirkulasjonspumper i kunstige jordsatellitter, radarer og andre felt. Derfor har det betydelig militær betydning.
SamariumKoboltmagneter og neodym-jern-bor-magneter brukes til elektronstrålefokusering i missilstyringssystemer. Magneter er de viktigste fokuseringsenhetene for elektronstråler og overfører data til missilets kontrollflate. Det er omtrent 2,27–4,54 kg magneter i hver fokuseringsstyringsenhet på missilet. I tillegg,sjeldne jordarterMagneter brukes også til å drive elektriske motorer og rotere roret til styrte missiler. Fordelene deres ligger i deres sterkere magnetiske egenskaper og lettere vekt sammenlignet med de originale aluminium-nikkel-koboltmagnetene.
6. Anvendelse avSjeldne jordarterLasermaterialer i moderne militærteknologi
Laser er en ny type lyskilde som har god monokromatiskhet, retningsvirkning og koherens, og kan oppnå høy lysstyrke. Laser ogsjeldne jordarterlasermaterialer ble født samtidig. Så langt involverer omtrent 90 % av lasermaterialersjeldne jordarterFor eksempel,yttriumAluminium granatkrystall er en mye brukt laser som kan oppnå kontinuerlig høy effekt ved romtemperatur. Bruken av faststofflasere i moderne militære omfatter følgende aspekter.
6.1 Laseravstandsmåling
DeneodymdopetyttriumEn laseravstandsmåler i aluminiumsgranat utviklet av land som USA, Storbritannia, Frankrike og Tyskland kan måle avstander på opptil 4000 til 20 000 meter med en nøyaktighet på 5 meter. Våpensystemer som den amerikanske MI, Tysklands Leopard II, Frankrikes Leclerc, Japans Type 90, Israels Mekka og den nyeste britiskutviklede Challenger 2-stridsvognen bruker alle denne typen laseravstandsmåler. For tiden utvikler noen land en ny generasjon solide laseravstandsmålere for sikkerhet av det menneskelige øyet, med et arbeidsbølgelengdeområde på 1,5–2,1 μM. Håndholdte laseravstandsmålere er utviklet ved hjelp avholmiumdopetyttriumlitiumfluoridlasere i USA og Storbritannia, med en arbeidsbølgelengde på 2,06 μM, som strekker seg opptil 3000 m. USA har også samarbeidet med internasjonale laserselskaper for å utvikle en erbiumdopetyttriumLitiumfluoridlaser med en bølgelengde på 1,73 μM laseravstandsmåler og tungt utstyrt med tropper. Laserbølgelengden til Kinas militære avstandsmåler er 1,06 μM, og strekker seg fra 200 til 7000 m. Kina innhenter viktige data fra laser-TV-teodolitter i målavstandsmålinger under oppskytning av langtrekkende raketter, missiler og eksperimentelle kommunikasjonssatellitter.
6.2 Laserveiledning
Laserstyrte bomber bruker lasere for terminal veiledning. Nd-YAG-laseren, som sender ut dusinvis av pulser per sekund, brukes til å bestråle mållaseren. Pulsene er kodet, og lyspulsene kan selvstyre missilresponsen, og dermed forhindre forstyrrelser fra missiloppskyting og hindringer satt av fienden. Det amerikanske militæret GBV-15 glidebomben, også kjent som "dexterous bomb". På samme måte kan den også brukes til å produsere laserstyrte granater.
6.3 Laserkommunikasjon
I tillegg til Nd · YAG, laserutgangen til litiumneodymFosfatkrystall (LNP) er polarisert og enkel å modulere, noe som gjør den til et av de mest lovende mikrolasermaterialene. Den er egnet som lyskilde for fiberoptisk kommunikasjon og forventes å bli brukt i integrert optikk og kosmisk kommunikasjon. I tillegg,yttriumJerngranat (Y3Fe5O12) enkeltkrystall kan brukes som forskjellige magnetostatiske overflatebølgeenheter ved hjelp av mikrobølgeintegrasjonsteknologi, noe som gjør enhetene integrerte og miniatyriserte, og har spesielle bruksområder innen radarfjernkontroll, telemetri, navigasjon og elektroniske mottiltak.
7. Anvendelsen avSjeldne jordarterSuperledende materialer i moderne militærteknologi
Når et bestemt materiale opplever null motstand under en viss temperatur, kalles det superledning, som er den kritiske temperaturen (Tc). Superledere er en type antimagnetisk materiale som avviser ethvert forsøk på å påføre et magnetfelt under den kritiske temperaturen, kjent som Meisner-effekten. Å tilsette sjeldne jordartsmetaller til superledende materialer kan øke den kritiske temperaturen Tc betraktelig. Dette fremmer utviklingen og anvendelsen av superledende materialer i stor grad. På 1980-tallet la utviklede land som USA og Japan til en viss mengdesjeldne jordartsoksiderslik somlantan, yttrium,europium, ogerbiumtil bariumoksid ogkobberoksidforbindelser, som ble blandet, presset og sintret for å danne superledende keramiske materialer, noe som gjorde den utbredte anvendelsen av superledende teknologi, spesielt i militære applikasjoner, mer omfattende.
7.1 Superledende integrerte kretser
I de senere år har det blitt forsket på anvendelsen av superledende teknologi i elektroniske datamaskiner i utlandet, og superledende integrerte kretser har blitt utviklet ved hjelp av superledende keramiske materialer. Hvis denne typen integrert krets brukes til å produsere superledende datamaskiner, vil den ikke bare være liten i størrelse, lett i vekt og praktisk å bruke, men også ha en beregningshastighet som er 10 til 100 ganger raskere enn halvlederdatamaskiner, med flyttalloperasjoner som når 300 til 1 billion ganger per sekund. Derfor spår det amerikanske militæret at når superledende datamaskiner blir introdusert, vil de bli en "multiplikator" for kampeffektiviteten til C1-systemet i militæret.
7.2 Superledende magnetisk utforskningsteknologi
Magnetisk følsomme komponenter laget av superledende keramiske materialer har et lite volum, noe som gjør det enkelt å oppnå integrering og array. De kan danne flerkanals- og flerparameterdeteksjonssystemer, noe som øker enhetens informasjonskapasitet betraktelig og forbedrer deteksjonsavstanden og nøyaktigheten til den magnetiske detektoren betraktelig. Bruken av superledende magnetometre kan ikke bare oppdage bevegelige mål som stridsvogner, kjøretøy og ubåter, men også måle størrelsen deres, noe som fører til betydelige endringer i taktikk og teknologier som antitank- og antiubåtkrigføring.
Det er rapportert at den amerikanske marinen har besluttet å utvikle en fjernmålingssatellitt ved hjelp av dette.sjeldne jordartersuperledende materiale for å demonstrere og forbedre tradisjonell fjernmålingsteknologi. Denne satellitten, kalt Naval Earth Image Observatory, ble skutt opp i 2000.
8. Anvendelse avSjeldne jordarterGigantiske magnetostriktive materialer i moderne militærteknologi
Sjeldne jordarterGigante magnetostriktive materialer er en ny type funksjonelt materiale som ble utviklet i utlandet på slutten av 1980-tallet. De refererer hovedsakelig til sjeldne jordartsjernforbindelser. Denne typen materiale har en mye større magnetostriktiv verdi enn jern, nikkel og andre materialer, og dens magnetostriktive koeffisient er omtrent 102–103 ganger høyere enn for generelle magnetostriktive materialer, så det kalles store eller gigantiske magnetostriktive materialer. Blant alle kommersielle materialer har sjeldne jordartskjempemagnetostriktive materialer den høyeste tøyningsverdien og energien under fysisk påvirkning. Spesielt med den vellykkede utviklingen av Terfenol-D magnetostriktive legeringer har en ny æra for magnetostriktive materialer åpnet seg. Når Terfenol-D plasseres i et magnetfelt, er størrelsesvariasjonen større enn for vanlige magnetiske materialer, noe som muliggjør visse presisjonsmekaniske bevegelser. For tiden er det mye brukt på forskjellige felt, fra drivstoffsystemer, væskeventilkontroll, mikroposisjonering til mekaniske aktuatorer for romteleskoper og flyvingeregulatorer. Utviklingen av Terfenol-D materialteknologi har gjort banebrytende fremskritt innen elektromekanisk konverteringsteknologi. Og det har spilt en viktig rolle i utviklingen av banebrytende teknologi, militærteknologi og moderniseringen av tradisjonelle industrier. Bruken av magnetostriktive materialer av sjeldne jordarter i moderne militære omfatter hovedsakelig følgende aspekter:
8.1 Ekkolodd
Den generelle emisjonsfrekvensen til sonarer er over 2 kHz, men lavfrekvente sonarer under denne frekvensen har sine spesielle fordeler: jo lavere frekvens, desto mindre dempning, desto lenger forplanter lydbølgen seg, og desto mindre påvirkes ekkoskjermingen under vann. Sonarer laget av Terfenol-D-materiale kan oppfylle kravene til høy effekt, lite volum og lav frekvens, så de har utviklet seg raskt.
8.2 Elektriske mekaniske transdusere
Brukes hovedsakelig til små kontrollerte enheter – aktuatorer. Inkluderer kontrollnøyaktighet på nanometernivå, samt servopumper, drivstoffinnsprøytningssystemer, bremser osv. Brukes til militærbiler, militærfly og -romfartøy, militærroboter osv.
8.3 Sensorer og elektroniske enheter
Slik som lommemagnetometre, sensorer for å detektere forskyvning, kraft og akselerasjon, og avstembare akustiske overflatebølgeenheter. Sistnevnte brukes til fasesensorer i gruver, sonar og lagringskomponenter i datamaskiner.
9. Andre materialer
Andre materialer som f.eks.sjeldne jordarterselvlysende materialer,sjeldne jordarterhydrogenlagringsmaterialer, sjeldne jordartskjempemagnetoresistive materialer,sjeldne jordartermagnetiske kjølematerialer, ogsjeldne jordarterMagneto-optiske lagringsmaterialer har alle blitt brukt med hell i moderne militære, noe som har forbedret kampeffektiviteten til moderne våpen betraktelig. For eksempel,sjeldne jordarterLysende materialer har blitt brukt med hell i nattsynsenheter. I nattsynsspeil omdanner sjeldne jordartsfosforer fotoner (lysenergi) til elektroner, som forsterkes gjennom millioner av små hull i det fiberoptiske mikroskopplanet, og reflekteres frem og tilbake fra veggen, noe som frigjør flere elektroner. Noen sjeldne jordartsfosforer i bakenden omdanner elektroner tilbake til fotoner, slik at bildet kan sees med et okular. Denne prosessen ligner på den på en TV-skjerm, dersjeldne jordarterfluorescerende pulver sender ut et bestemt fargebilde på skjermen. Den amerikanske industrien bruker vanligvis niobpentoksid, men for at nattsynssystemer skal lykkes, må det sjeldne jordartsmetallenlantaner en avgjørende komponent. I Gulfkrigen brukte multinasjonale styrker disse nattkikkertbrillene til å observere målene til den irakiske hæren gang på gang, i bytte mot en liten seier.
10. Konklusjon
Utviklingen avsjeldne jordarterIndustrien har effektivt fremmet den omfattende fremgangen innen moderne militærteknologi, og forbedringen av militærteknologi har også drevet den velstående utviklingen avsjeldne jordarterindustri. Jeg tror at med den raske utviklingen innen verdensvitenskap og teknologi,sjeldne jordarterprodukter vil spille en større rolle i utviklingen av moderne militærteknologi med sine spesielle funksjoner, og bringe enorme økonomiske og enestående sosiale fordeler tilsjeldne jordarterindustrien selv.
Publisert: 29. november 2023