Zastosowanie materiałów ziem rzadkich w nowoczesnej technologii wojskowej

Ziemie rzadkie,znane jako "skarbnica" nowych materiałów, jako specjalny materiał funkcjonalny, może znacznie poprawić jakość i wydajność innych produktów i są znane jako "witaminy" nowoczesnego przemysłu. Są one nie tylko szeroko stosowane w tradycyjnych gałęziach przemysłu, takich jak metalurgia, petrochemia, ceramika szklana, przędzenie wełny, skóra i rolnictwo, ale również odgrywają niezastąpioną rolę w materiałach takich jak fluorescencja, magnetyzm, laser, komunikacja światłowodowa, energia magazynowania wodoru, nadprzewodnictwo itp. Bezpośrednio wpływa na szybkość i poziom rozwoju powstających gałęzi przemysłu high-tech, takich jak instrumenty optyczne, elektronika, przemysł lotniczy i jądrowy. Technologie te zostały pomyślnie zastosowane w technologii wojskowej, znacznie promując rozwój nowoczesnej technologii wojskowej.

Szczególna rola jaką odgrywaziemia rzadkaNowe materiały stosowane w nowoczesnej technologii wojskowej przyciągnęły dużą uwagę rządów i ekspertów z różnych krajów, czego przykładem jest umieszczenie ich na liście kluczowych elementów rozwoju przemysłu high-tech i technologii wojskowej przez odpowiednie departamenty w takich krajach, jak Stany Zjednoczone i Japonia.

Krótkie wprowadzenie doRzadkie metale ziem rzadkichi ich związek z wojskiem i obroną narodową
Ściśle rzecz biorąc, wszystkie pierwiastki ziem rzadkich mają pewne zastosowania militarne, jednak najważniejszą rolę, jaką odgrywają w obronie narodowej i wojsku, stanowią zastosowania takie jak laserowy pomiar odległości, naprowadzanie laserowe i komunikacja laserowa.

Zastosowanieziemia rzadkastal iziemia rzadkażeliwo sferoidalne w nowoczesnej technologii wojskowej

1.1 ZastosowanieRzadkie metale ziem rzadkichStal w nowoczesnej technologii wojskowej

Funkcja obejmuje dwa aspekty: oczyszczanie i stopowanie, głównie odsiarczanie, odtlenianie i usuwanie gazów, eliminowanie wpływu szkodliwych zanieczyszczeń o niskiej temperaturze topnienia, rafinowanie ziarna i struktury, wpływanie na punkt przejścia fazowego stali i poprawa jej hartowności i właściwości mechanicznych. Personel naukowo-techniczny wojska opracował wiele materiałów ziem rzadkich nadających się do stosowania w broni, wykorzystując właściwościziemia rzadka.

1.1.1 Stal pancerna

Już na początku lat 60. XX wieku chiński przemysł zbrojeniowy rozpoczął badania nad zastosowaniem metali ziem rzadkich w stali pancernej i stali na broń, a następnie sukcesywnie produkowałziemia rzadkastal pancerna taka jak 601, 603 i 623, zapoczątkowując nową erę kluczowych surowców do produkcji czołgów w Chinach w oparciu o produkcję krajową.

1.1.2Rzadka ziemiastal węglowa

W połowie lat 60. XX wieku Chiny zwiększyły produkcję o 0,05%ziemia rzadkaelementów do określonej wysokiej jakości stali węglowej w celu produkcjiziemia rzadkastal węglowa. Wartość uderzenia bocznego tej stali ziem rzadkich jest zwiększona o 70% do 100% w porównaniu do oryginalnej stali węglowej, a wartość uderzenia w temperaturze -40 ℃ jest prawie podwojona. Łuska naboju o dużej średnicy wykonana z tej stali została udowodniona w testach strzeleckich na strzelnicy, że w pełni spełnia wymagania techniczne. Obecnie Chiny ją sfinalizowały i wprowadziły do ​​produkcji, realizując długoletnie pragnienie Chin, aby zastąpić miedź stalą w materiale naboju.

1.1.3 Stal ziem rzadkich o wysokiej zawartości manganu i stal odlewana ziem rzadkich

Rzadka ziemiado produkcji płyt gąsienicowych czołgów stosuje się stal wysokomanganową,ziemia rzadkastaliwo jest używane do produkcji skrzydeł ogonowych, hamulców wylotowych i elementów konstrukcyjnych artylerii do pocisków przebijających pociski o dużej prędkości. Może to zmniejszyć liczbę etapów przetwarzania, poprawić wykorzystanie stali i osiągnąć wskaźniki taktyczne i techniczne.

1.2 Zastosowanie żeliwa sferoidalnego z metali ziem rzadkich w nowoczesnej technologii wojskowej

W przeszłości chińskie materiały na pociski komory przedniej były wykonane z półsztywnego żeliwa wykonanego z wysokiej jakości surówki zmieszanej z 30% do 40% złomu stalowego. Ze względu na niską wytrzymałość, wysoką kruchość, niską i nieostre efektywne rozdrobnienie po wybuchu oraz słabą siłę rażenia, rozwój korpusów pocisków komory przedniej był kiedyś ograniczony. Od 1963 roku różne kalibry pocisków moździerzowych były produkowane z rzadkiego żeliwa ciągliwego, co zwiększyło ich właściwości mechaniczne 1-2 razy, zwielokrotniło liczbę efektywnych odłamków i zaostrzyło krawędzie odłamków, znacznie zwiększając ich siłę rażenia. Pocisk bojowy pewnego rodzaju pocisku armatniego i polowego wykonanego z tego materiału w naszym kraju ma nieco lepszą efektywną liczbę odłamków i gęsty promień rażenia niż pocisk stalowy.

Zastosowanie metali nieżelaznychstop metali ziem rzadkichtakie jak magnez i aluminium w nowoczesnej technologii wojskowej

Ziemie rzadkiemają wysoką aktywność chemiczną i duże promienie atomowe. Dodane do metali nieżelaznych i ich stopów mogą udoskonalić wielkość ziarna, zapobiegać segregacji, usuwać gaz, zanieczyszczenia i oczyszczać oraz poprawiać strukturę metalograficzną, osiągając w ten sposób kompleksowe cele, takie jak poprawa właściwości mechanicznych, właściwości fizycznych i wydajności przetwarzania. Krajowi i zagraniczni pracownicy zajmujący się materiałami wykorzystali właściwościmetale ziem rzadkichrozwijać noweziemia rzadkastopy magnezu, stopy aluminium, stopy tytanu i stopy wysokotemperaturowe. Produkty te są szeroko stosowane w nowoczesnych technologiach wojskowych, takich jak myśliwce, samoloty szturmowe, śmigłowce, bezzałogowe statki powietrzne i satelity rakietowe.

2.1Rzadka ziemiastop magnezu

Rzadka ziemiastopy magnezu mają wysoką wytrzymałość właściwą, mogą zmniejszyć masę samolotu, poprawić wydajność taktyczną i mają szerokie perspektywy zastosowania.ziemia rzadkastopy magnezu opracowane przez China Aviation Industry Corporation (zwane dalej AVIC) obejmują około 10 gatunków odlewanych stopów magnezu i odkształconych stopów magnezu, z których wiele zostało wykorzystanych w produkcji i ma stabilną jakość. Na przykład odlewany stop magnezu ZM 6 z metalem ziem rzadkich neodymem jako głównym dodatkiem został rozszerzony do stosowania w ważnych częściach, takich jak tylne obudowy redukcyjne śmigłowców, żebra skrzydeł myśliwców i płyty dociskowe wirnika do generatorów o mocy 30 kW. Wysokowytrzymały stop magnezu ziem rzadkich BM25 opracowany wspólnie przez China Aviation Corporation i Nonferrous Metals Corporation zastąpił niektóre stopy aluminium o średniej wytrzymałości i został zastosowany w samolotach uderzeniowych.

2.2Rzadka ziemiastop tytanu

Na początku lat 70. Pekiński Instytut Materiałów Lotniczych (dalej Instytut) zastąpił część aluminium i krzemumetal ziem rzadkich cer (Ce) w stopach tytanu Ti-A1-Mo, ograniczając wydzielanie kruchych faz i poprawiając odporność cieplną stopu i stabilność termiczną. Na tej podstawie opracowano wysokowydajny odlewany stop tytanu wysokotemperaturowego ZT3 zawierający cer. W porównaniu z podobnymi międzynarodowymi stopami ma on pewne zalety w zakresie odporności cieplnej, wytrzymałości i wydajności procesu. Obudowa sprężarki wyprodukowana z niego jest stosowana w silniku W PI3 II, co zmniejsza wagę każdego samolotu o 39 kg i zwiększa stosunek ciągu do masy o 1,5%. Ponadto etapy przetwarzania są zmniejszone o około 30%, co zapewnia znaczne korzyści techniczne i ekonomiczne, wypełniając lukę w stosowaniu odlewanych obudów tytanowych w silnikach lotniczych w Chinach w warunkach 500 ℃. Badania wykazały, że istnieją niewielkietlenek cerucząstki w mikrostrukturze stopu ZT3 zawierającegocer.Cerłączy część tlenu w stopie, tworząc materiał ogniotrwały o wysokiej twardościtlenek ziem rzadkichmateriał, Ce2O3. Cząsteczki te utrudniają ruch dyslokacji podczas odkształcania stopu, poprawiając jego właściwości w wysokich temperaturach.Cerwychwytuje niektóre zanieczyszczenia gazowe (szczególnie na granicach ziaren), które mogą wzmacniać stop, zachowując jednocześnie dobrą stabilność termiczną. Jest to pierwsza próba zastosowania teorii trudnego wzmocnienia punktowego rozpuszczalnikiem w odlewniczych stopach tytanu. Ponadto, po latach badań, Instytut Materiałów Lotniczych opracował stabilne i niedrogietlenek itrupiasek i materiały proszkowe w procesie precyzyjnego odlewania stopu tytanu, przy użyciu specjalnej technologii obróbki mineralizacyjnej. Osiągnięto dobre poziomy ciężaru właściwego, twardości i stabilności w stosunku do ciekłego tytanu. Pod względem regulacji i kontroli wydajności zawiesiny powłoki, wykazała ona większą wyższość. Wybitną zaletą stosowania powłoki tlenku itru do produkcji odlewów tytanowych jest to, że w warunkach, w których jakość i poziom procesu odlewów są porównywalne z procesem warstwy powierzchniowej wolframu, możliwe jest wytwarzanie odlewów ze stopu tytanu, które są cieńsze niż te z procesem warstwy powierzchniowej wolframu. Obecnie proces ten jest szeroko stosowany w produkcji różnych samolotów, silników i odlewów cywilnych.

2.3Rzadka ziemiastop aluminium

Odporny na ciepło stop aluminium odlewanego HZL206 zawierający pierwiastki ziem rzadkich opracowany przez AVIC ma lepsze właściwości mechaniczne w wysokiej temperaturze i temperaturze pokojowej w porównaniu do stopów zawierających nikiel za granicą i osiągnął zaawansowany poziom podobnych stopów za granicą. Jest obecnie stosowany jako zawór odporny na ciśnienie w śmigłowcach i myśliwcach o temperaturze roboczej 300 ℃, zastępując stal i stopy tytanu. Zmniejszono masę konstrukcyjną i wprowadzono do masowej produkcji. Wytrzymałość na rozciąganieziemia rzadkaaluminium krzem hipereutektyczny stop ZL117 w temperaturze 200-300 ℃ jest wyższy niż w przypadku zachodnioniemieckich stopów tłokowych KS280 i KS282. Jego odporność na zużycie jest 4-5 razy wyższa niż w przypadku powszechnie stosowanych stopów tłokowych ZL108, przy małym współczynniku rozszerzalności liniowej i dobrej stabilności wymiarowej. Był stosowany w akcesoriach lotniczych, sprężarkach powietrza KY-5, KY-7 i tłokach silników modeli lotniczych. Dodanieziemia rzadkapierwiastków do stopów aluminium znacząco poprawia mikrostrukturę i właściwości mechaniczne. Mechanizm działania pierwiastków ziem rzadkich w stopach aluminium polega na tworzeniu rozproszonego rozkładu, a małe związki aluminium odgrywają znaczącą rolę we wzmacnianiu drugiej fazy; Dodatekziemia rzadkapierwiastki odgrywają rolę w odgazowywaniu i oczyszczaniu, zmniejszając w ten sposób liczbę porów w stopie i poprawiając jego właściwości;Rzadka ziemiaZwiązki glinu, jako heterogeniczne jądra krystaliczne do rafinacji ziaren i faz eutektycznych, są również rodzajem modyfikatora; Pierwiastki ziem rzadkich wspomagają tworzenie i rafinację faz bogatych w żelazo, zmniejszając ich szkodliwe działanie. α— Ilość stałego roztworu żelaza w A1 zmniejsza się wraz ze wzrostemziemia rzadkadodatek, który jest także korzystny dla poprawy wytrzymałości i plastyczności.

Zastosowanieziemia rzadkamateriały spalające w nowoczesnej technologii wojskowej

3.1 Czystymetale ziem rzadkich

Czystymetale ziem rzadkich, ze względu na swoje aktywne właściwości chemiczne, są podatne na reakcje z tlenem, siarką i azotem, tworząc stabilne związki. Poddane intensywnemu tarciu i uderzeniom iskry mogą zapalić materiały łatwopalne. Dlatego już w 1908 roku zaczęto z niego wytwarzać krzemienie. Stwierdzono, że wśród 17ziemia rzadkaelementy, w tym sześć elementówcer, lantan, neodymowy, prazeodym, samar, Iitrmają szczególnie dobre właściwości podpalające. Ludzie zmienili właściwości podpalające rsą metalami ziemnymido różnych typów broni zapalającej, takiej jak amerykańska rakieta Mark 82 o masie 227 kg, która wykorzystujemetal ziem rzadkichwykładzina, która nie tylko powoduje wybuchowe efekty zabijania, ale także efekty podpalenia. Amerykańska głowica rakietowa powietrze-ziemia „Damping Man” jest wyposażona w 108 kwadratowych prętów z metali ziem rzadkich jako wykładziny, zastępując niektóre prefabrykowane fragmenty. Statyczne testy detonacyjne wykazały, że jej zdolność do zapalania paliwa lotniczego jest o 44% wyższa niż w przypadku niewkładanych.

3.2 Mieszanemetal ziem rzadkichs

Ze względu na wysoką cenę czystegometale ziem rzadkich,w wielu krajach powszechnie stosuje się niedrogie materiały kompozytowemetal ziem rzadkichs w broniach spalinowych. Kompozytmetal ziem rzadkichśrodek spalania ładowany jest do metalowej powłoki pod wysokim ciśnieniem, przy gęstości środka spalania wynoszącej (1,9~2,1) × 103 kg/m3, prędkości spalania 1,3-1,5 m/s, średnicy płomienia około 500 mm, temperaturze płomienia sięgającej 1715-2000 ℃. Po spaleniu czas nagrzewania się rozżarzonego ciała jest dłuższy niż 5 minut. Podczas wojny w Wietnamie wojsko amerykańskie wystrzeliło 40-milimetrowy granat zapalający za pomocą wyrzutni, a wyściółka zapłonowa wewnątrz była wykonana z mieszanego metalu ziem rzadkich. Po eksplozji pocisku każdy odłamek z wyściółką zapalającą może zapalić cel. W tym czasie miesięczna produkcja bomby osiągnęła 200000 naboi, przy maksymalnej liczbie 260000 naboi.

3.3Rzadka ziemiastopy spalania

Aziemia rzadkastop spalania o masie 100 g może utworzyć 200-3000 iskier o dużym zasięgu, co odpowiada promieniowi rażenia pocisków przeciwpancernych i przeciwpancernych. Dlatego rozwój wielofunkcyjnej amunicji o mocy spalania stał się jednym z głównych kierunków rozwoju amunicji w kraju i za granicą. W przypadku pocisków przeciwpancernych i przeciwpancernych ich taktyczne osiągi wymagają, aby po przebiciu pancerza czołgu wroga mogły również zapalić paliwo i amunicję, aby całkowicie zniszczyć czołg. W przypadku granatów wymagane jest zapalenie zapasów wojskowych i obiektów strategicznych w zasięgu ich rażenia. Podaje się, że plastikowa bomba zapalająca z metali ziem rzadkich wyprodukowana w Stanach Zjednoczonych ma korpus wykonany z nylonu wzmocnionego włóknem szklanym i rdzeń ze stopu ziem rzadkich, który jest używany w celu uzyskania lepszych efektów przeciwko celom zawierającym paliwo lotnicze i podobne materiały.

Zastosowanie 4Rzadkie metale ziem rzadkichMateriały w ochronie wojskowej i technologii nuklearnej

4.1 Zastosowanie w technologii ochrony wojskowej

Pierwiastki ziem rzadkich mają właściwości odporne na promieniowanie. Narodowe Centrum Przekrojów Neutronowych w Stanach Zjednoczonych wykorzystało materiały polimerowe jako podłoże i wykonało dwa rodzaje płyt o grubości 10 mm z dodatkiem lub bez dodatku pierwiastków ziem rzadkich do testów ochrony przed promieniowaniem. Wyniki pokazują, że efekt ekranowania neutronów termicznychziemia rzadkamateriały polimerowe są 5-6 razy lepsze odziemia rzadkawolne materiały polimerowe. Materiały ziem rzadkich z dodanymi pierwiastkami, takimi jaksamar, europ, gadolin, dysproz, itp. mają najwyższy przekrój absorpcji neutronów i mają dobry wpływ na wychwytywanie neutronów. Obecnie główne zastosowania materiałów przeciwradiacyjnych ziem rzadkich w technologii wojskowej obejmują następujące aspekty.

4.1.1 Osłona przed promieniowaniem jądrowym

Stany Zjednoczone wykorzystują 1% boru i 5% pierwiastków ziem rzadkichgadolin, samar, Ilantanaby wykonać beton odporny na promieniowanie o grubości 600 m do ekranowania źródeł neutronów rozszczepienia w reaktorach basenowych. Francja opracowała materiał chroniący przed promieniowaniem ziem rzadkich poprzez dodanie borków,ziemia rzadkazwiązki lubstopy metali ziem rzadkichdo grafitu jako podłoża. Wypełniacz tego kompozytowego materiału ekranującego musi być równomiernie rozłożony i wykonany w postaci prefabrykowanych części, które są umieszczane wokół kanału reaktora zgodnie z różnymi wymaganiami części ekranujących.

4.1.2 Osłona zbiornika przed promieniowaniem cieplnym

Składa się z czterech warstw forniru o łącznej grubości 5-20 cm. Pierwsza warstwa wykonana jest z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem szklanym, z dodatkiem proszku nieorganicznego z dodatkiem 2%ziemia rzadkazwiązki jako wypełniacze blokujące szybkie neutrony i pochłaniające wolne neutrony; Druga i trzecia warstwa dodają grafit borowy, polistyren i pierwiastki ziem rzadkich stanowiące 10% całkowitej ilości wypełniacza do pierwszej, aby blokować neutrony o średniej energii i pochłaniać neutrony termiczne; Czwarta warstwa wykorzystuje grafit zamiast włókna szklanego i dodaje 25%ziemia rzadkazwiązki pochłaniające neutrony termiczne.

4.1.3 Inne

Zastosowanieziemia rzadkaPowłoki antyradiacyjne na czołgach, statkach, schronach i innym sprzęcie wojskowym mogą mieć działanie antyradiacyjne.

4.2 Zastosowanie w technologii jądrowej

Rzadka ziemiatlenek itrumoże być stosowany jako absorber palny dla paliwa uranowego w reaktorach z wrzącą wodą (BWR). Spośród wszystkich pierwiastków,gadolinma najsilniejszą zdolność pochłaniania neutronów, z około 4600 celami na atom. Każdy naturalnygadolinatom pochłania średnio 4 neutrony przed awarią. Po zmieszaniu z rozszczepialnym uranem,gadolinmoże promować spalanie, zmniejszać zużycie uranu i zwiększać produkcję energii.Tlenek gadolinunie wytwarza szkodliwego produktu ubocznego deuteru, takiego jak węglik boru, i może być kompatybilny zarówno z paliwem uranowym, jak i materiałem jego powłoki podczas reakcji jądrowych. Zaleta korzystania zgadolinzamiast boru jest togadolinmoże być bezpośrednio mieszany z uranem, aby zapobiec rozszerzaniu się prętów paliwowych. Według statystyk, obecnie na świecie planowanych jest 149 reaktorów jądrowych, z czego 115 reaktorów wodnych ciśnieniowych wykorzystuje metale ziem rzadkichtlenek gadolinu. Rzadka ziemiasamar, europ, Idysprozzostały wykorzystane jako pochłaniacze neutronów w reaktorach powielających neutrony.Rzadka ziemia itrma mały przekrój czynny wychwytu neutronów i może być stosowany jako materiał rurowy do reaktorów z solą stopioną. Cienkie folie z dodatkiemziemia rzadka gadolinIdysprozmogą być stosowane jako detektory pola neutronowego w inżynierii przemysłu lotniczego i jądrowego, w małych ilościachziemia rzadkatulIerbmogą być stosowane jako materiały tarczowe dla generatorów neutronów z uszczelnioną rurą itlenek ziem rzadkichCeramika metaliczna z europem i żelazem może być stosowana do produkcji ulepszonych płyt wsporczych układu sterowania reaktora.Rzadka ziemiagadolinmoże być również stosowany jako dodatek do powłok zapobiegający promieniowaniu neutronowemu oraz w pojazdach opancerzonych powlekanych specjalnymi powłokami zawierającymitlenek gadolinumoże zapobiegać promieniowaniu neutronowemu.Rzadka ziemia iterbjest stosowany w urządzeniach do pomiaru naprężeń geostatycznych wywołanych podziemnymi eksplozjami jądrowymi. Kiedyrzadka ziemiaHiterbjest poddawany sile, opór wzrasta, a zmiana oporu może być użyta do obliczenia ciśnienia, któremu jest poddawany. Łączenieziemia rzadka gadolinFolia nanoszona metodą osadzania z fazy gazowej i stopniowe pokrywanie warstwą elementu wrażliwego na naprężenia mogą być wykorzystywane do pomiaru wysokich naprężeń jądrowych.

5. ZastosowanieRzadkie metale ziem rzadkichMateriały z magnesami trwałymi w nowoczesnej technologii wojskowej

Tenziemia rzadkamateriał z magnesem trwałym, okrzyknięty nową generacją królów magnetycznych, jest obecnie znany jako materiał z magnesem trwałym o najwyższej wydajności. Posiada ponad 100 razy lepsze właściwości magnetyczne niż stal magnetyczna stosowana w sprzęcie wojskowym w latach 70. XX wieku. Obecnie stał się ważnym materiałem w nowoczesnej komunikacji technologii elektronicznej, stosowanym w rurach z falą bieżącą i cyrkulatorach w sztucznych satelitach Ziemi, radarach i innych dziedzinach. Dlatego ma on znaczące znaczenie wojskowe.

Samarmagnesy kobaltowe i magnesy neodymowo-żelazowo-borowe są używane do ogniskowania wiązki elektronów w systemach naprowadzania pocisków. Magnesy są głównymi urządzeniami ogniskującymi wiązki elektronów i przesyłają dane do powierzchni sterującej pocisku. W każdym urządzeniu ogniskującym pocisku znajduje się około 5-10 funtów (2,27-4,54 kg) magnesów. Ponadto,ziemia rzadkamagnesy są również używane do napędzania silników elektrycznych i obracania steru pocisków kierowanych. Ich zalety leżą w silniejszych właściwościach magnetycznych i mniejszej wadze w porównaniu do oryginalnych magnesów aluminiowo-niklowo-kobaltowych.

6. ZastosowanieRzadkie metale ziem rzadkichMateriały laserowe w nowoczesnej technologii wojskowej

Laser to nowy typ źródła światła, który charakteryzuje się dobrą monochromatycznością, kierunkowością i spójnością, a także może osiągnąć wysoką jasność. Laser iziemia rzadkamateriały laserowe narodziły się jednocześnie. Do tej pory około 90% materiałów laserowych obejmujemetale ziem rzadkich. Na przykład,itrkryształ granatu aluminiowego jest szeroko stosowanym laserem, który może osiągnąć ciągłą wysoką moc wyjściową w temperaturze pokojowej. Zastosowanie laserów półprzewodnikowych w nowoczesnym wojsku obejmuje następujące aspekty.

6.1 Dalmierz laserowy

Tenneodymowydopingowanyitraluminiowy granatowy dalmierz laserowy opracowany przez takie kraje jak Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Francja i Niemcy może mierzyć odległości do 4000 do 20000 metrów z dokładnością 5 metrów. Systemy uzbrojenia takie jak amerykański MI, niemiecki Leopard II, francuski Leclerc, japoński Type 90, izraelski Mecca i najnowszy brytyjski czołg Challenger 2 wykorzystują ten typ dalmierza laserowego. Obecnie niektóre kraje opracowują nową generację solidnych dalmierzy laserowych dla bezpieczeństwa ludzkiego oka, z roboczym zakresem długości fali 1,5-2,1 μ M. Ręczne dalmierze laserowe zostały opracowane przy użyciuholmdopingowanyitrlasery z fluorku litu w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii, o roboczej długości fali 2,06 μM, sięgającej do 3000 m. Stany Zjednoczone współpracowały również z międzynarodowymi firmami laserowymi w celu opracowania lasera domieszkowanego erbemitrlaser litowo-fluorkowy o długości fali 1,73 μ M, dalmierz laserowy i silnie wyposażony w wojska. Długość fali lasera chińskiego wojskowego dalmierza wynosi 1,06 μ M, w zakresie od 200 do 7000 m. Chiny uzyskują ważne dane z laserowych teodolity telewizyjnych podczas pomiarów zasięgu celu podczas wystrzeliwania rakiet dalekiego zasięgu, pocisków i eksperymentalnych satelitów komunikacyjnych.

6.2 Naprowadzanie laserowe

Bomby naprowadzane laserowo wykorzystują lasery do naprowadzania końcowego. Laser Nd · YAG, który emituje dziesiątki impulsów na sekundę, jest używany do napromieniowania lasera docelowego. Impulsy są kodowane, a impulsy świetlne mogą samodzielnie naprowadzać odpowiedź pocisku, zapobiegając w ten sposób zakłóceniom spowodowanym przez wystrzelenie pocisku i przeszkody ustawione przez wroga. Amerykańska bomba szybowcowa GBV-15, znana również jako „bomba zręcznościowa”. Podobnie, może być również używana do produkcji pocisków naprowadzanych laserowo.

6.3 Komunikacja laserowa

Oprócz Nd · YAG, wyjście lasera litowegoneodymowykryształ fosforanowy (LNP) jest spolaryzowany i łatwy do modulacji, co czyni go jednym z najbardziej obiecujących materiałów mikrolaserowych. Nadaje się jako źródło światła do komunikacji światłowodowej i oczekuje się, że będzie stosowany w zintegrowanej optyce i komunikacji kosmicznej. Ponadto,itrMonokryształ granatu żelaznego (Y3Fe5O12) może być stosowany jako różnorodne urządzenia magnetostatyczne wykorzystujące technologię integracji mikrofal, co pozwala na integrację i miniaturyzację urządzeń oraz znajduje szczególne zastosowanie w zdalnym sterowaniu radarem, telemetrii, nawigacji i elektronicznych środkach zaradczych.

7.ZastosowanieRzadkie metale ziem rzadkichMateriały nadprzewodzące w nowoczesnej technologii wojskowej

Kiedy pewien materiał doświadcza zerowego oporu poniżej pewnej temperatury, nazywa się to nadprzewodnictwem, które jest temperaturą krytyczną (Tc). Nadprzewodniki to rodzaj materiału antymagnetycznego, który odpycha wszelkie próby zastosowania pola magnetycznego poniżej temperatury krytycznej, znanej jako efekt Meisnera. Dodanie pierwiastków ziem rzadkich do materiałów nadprzewodzących może znacznie zwiększyć temperaturę krytyczną Tc. To znacznie sprzyja rozwojowi i stosowaniu materiałów nadprzewodzących. W latach 80. kraje rozwinięte, takie jak Stany Zjednoczone i Japonia, dodały pewną ilośćtlenek ziem rzadkichtakie jaklantan, itr,europ, Ierbdo tlenku baru itlenek miedzizwiązki, które mieszano, prasowano i spiekano w celu utworzenia nadprzewodzących materiałów ceramicznych, co przyczyniło się do szerszego zastosowania technologii nadprzewodzącej, zwłaszcza w zastosowaniach wojskowych.

7.1 Nadprzewodzące układy scalone

W ostatnich latach badania nad zastosowaniem technologii nadprzewodzącej w komputerach elektronicznych były prowadzone za granicą, a nadprzewodzące układy scalone zostały opracowane przy użyciu nadprzewodzących materiałów ceramicznych. Jeśli ten typ układu scalonego zostanie użyty do produkcji komputerów nadprzewodzących, nie tylko będzie on mały, lekki i wygodny w użyciu, ale także będzie miał prędkość obliczeniową od 10 do 100 razy szybszą niż komputery półprzewodnikowe, przy czym operacje zmiennoprzecinkowe osiągną 300 do 1 biliona razy na sekundę. Dlatego wojsko USA przewiduje, że po wprowadzeniu komputerów nadprzewodzących staną się one „mnożnikiem” skuteczności bojowej systemu C1 w wojsku.

7.2 Technologia eksploracji magnetycznej nadprzewodzącej

Magnetycznie wrażliwe komponenty wykonane z nadprzewodzących materiałów ceramicznych mają małą objętość, co ułatwia integrację i układ. Mogą tworzyć wielokanałowe i wieloparametrowe systemy detekcji, znacznie zwiększając pojemność informacji jednostkowej i znacznie poprawiając odległość wykrywania i dokładność detektora magnetycznego. Zastosowanie nadprzewodzących magnetometrów pozwala nie tylko wykrywać ruchome cele, takie jak czołgi, pojazdy i okręty podwodne, ale także mierzyć ich rozmiar, co prowadzi do znaczących zmian w taktyce i technologiach, takich jak walka przeciwpancerna i przeciwpodwodna.

Doniesiono, że Marynarka Wojenna USA zdecydowała się na opracowanie satelity teledetekcyjnego wykorzystującego tę technologięziemia rzadkanadprzewodzący materiał do demonstracji i ulepszania tradycyjnej technologii teledetekcji. Ten satelita, zwany Naval Earth Image Observatory, został wystrzelony w 2000 r.

8.ZastosowanieRzadkie metale ziem rzadkichGigantyczne materiały magnetostrykcyjne w nowoczesnej technologii wojskowej

Rzadka ziemiagigantyczne materiały magnetostrykcyjne to nowy typ funkcjonalnego materiału, który został opracowany pod koniec lat 80. za granicą. Dotyczy to głównie związków żelaza ziem rzadkich. Ten typ materiału ma znacznie większą wartość magnetostrykcyjną niż żelazo, nikiel i inne materiały, a jego współczynnik magnetostrykcyjny jest około 102-103 razy wyższy niż w przypadku ogólnych materiałów magnetostrykcyjnych, dlatego nazywa się go dużym lub gigantycznym materiałem magnetostrykcyjnym. Spośród wszystkich materiałów komercyjnych, gigantyczne materiały magnetostrykcyjne ziem rzadkich mają najwyższą wartość odkształcenia i energię pod wpływem działania fizycznego. Zwłaszcza dzięki udanemu opracowaniu stopu magnetostrykcyjnego Terfenolu-D, rozpoczęła się nowa era materiałów magnetostrykcyjnych. Gdy Terfenol-D zostanie umieszczony w polu magnetycznym, jego zmienność wielkości jest większa niż w przypadku zwykłych materiałów magnetycznych, co umożliwia osiągnięcie pewnych precyzyjnych ruchów mechanicznych. Obecnie jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach, od układów paliwowych, sterowania zaworami cieczy, mikropozycjonowania po siłowniki mechaniczne teleskopów kosmicznych i regulatory skrzydeł samolotów. Rozwój technologii materiałowej Terfenol-D dokonał przełomowego postępu w technologii konwersji elektromechanicznej. Odegrał on ważną rolę w rozwoju najnowocześniejszej technologii, technologii wojskowej i modernizacji tradycyjnych gałęzi przemysłu. Zastosowanie materiałów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich w nowoczesnym wojsku obejmuje głównie następujące aspekty:

8.1 Sonar

Ogólna częstotliwość emisji sonaru wynosi powyżej 2 kHz, ale sonar niskiej częstotliwości poniżej tej częstotliwości ma swoje szczególne zalety: im niższa częstotliwość, tym mniejsze tłumienie, tym dalej rozprzestrzenia się fala dźwiękowa i tym mniejszy wpływ ma ekranowanie podwodnego echa. Sonary wykonane z materiału Terfenol-D mogą spełniać wymagania dużej mocy, małej głośności i niskiej częstotliwości, więc rozwijają się szybko.

8.2 Przetworniki elektryczno-mechaniczne

Stosowane głównie do małych urządzeń sterowanych - siłowników. W tym dokładność sterowania sięgająca poziomu nanometrów, a także pomp serwo, układów wtrysku paliwa, hamulców itp. Stosowane w samochodach wojskowych, samolotach wojskowych i statkach kosmicznych, robotach wojskowych itp.

8.3 Czujniki i urządzenia elektroniczne

Takie jak kieszonkowe magnetometry, czujniki do wykrywania przemieszczenia, siły i przyspieszenia oraz strojone urządzenia do pomiaru powierzchniowych fal akustycznych. Te ostatnie są używane w czujnikach fazowych w kopalniach, sonarach i komponentach pamięci masowej w komputerach.

9. Inne materiały

Inne materiały takie jakziemia rzadkamateriały luminescencyjne,ziemia rzadkamateriały do ​​magazynowania wodoru, materiały magnetorezystancyjne o gigantycznych rozmiarach ziem rzadkich,ziemia rzadkamateriały chłodnicze magnetyczne iziemia rzadkamateriały do ​​magazynowania magnetooptycznego zostały pomyślnie zastosowane w nowoczesnej armii, znacznie poprawiając skuteczność bojową nowoczesnej broni. Na przykład,ziemia rzadkamateriały luminescencyjne zostały pomyślnie zastosowane w urządzeniach noktowizyjnych. W lustrach noktowizyjnych luminofory ziem rzadkich zamieniają fotony (energię świetlną) na elektrony, które są wzmacniane przez miliony małych otworów w płaszczyźnie mikroskopu światłowodowego, odbijając się tam i z powrotem od ściany, uwalniając więcej elektronów. Niektóre luminofory ziem rzadkich na końcu zamieniają elektrony z powrotem na fotony, dzięki czemu obraz można zobaczyć za pomocą okularu. Proces ten jest podobny do tego zachodzącego na ekranie telewizora, gdzieziemia rzadkaproszek fluorescencyjny emituje na ekran obraz o określonym kolorze. Amerykański przemysł zazwyczaj wykorzystuje pięciotlenek niobu, ale aby systemy noktowizyjne odniosły sukces, pierwiastek ziem rzadkichlantanjest kluczowym elementem. Podczas wojny w Zatoce Perskiej siły międzynarodowe używały tych gogli noktowizyjnych do obserwowania celów armii irackiej wielokrotnie, w zamian za małe zwycięstwo.

10.Wnioski

Rozwójziemia rzadkaprzemysł skutecznie promował wszechstronny postęp nowoczesnej technologii wojskowej, a udoskonalenie technologii wojskowej napędzało również pomyślny rozwójziemia rzadkaprzemysłu. Wierzę, że wraz z szybkim postępem światowej nauki i technologii,ziemia rzadkaprodukty będą odgrywać większą rolę w rozwoju nowoczesnej technologii wojskowej dzięki swoim specjalnym funkcjom i przyniosą ogromne korzyści ekonomiczne i wybitne korzyści społeczneziemia rzadkasamego przemysłu.