Zastosowanie materiałów ziem rzadkich w nowoczesnej technologii wojskowej

Ziem rzadkich,znane jako „skarbnica” nowych materiałów, jako specjalny materiał funkcjonalny, mogą znacznie poprawić jakość i wydajność innych produktów i są znane jako „witaminy” współczesnego przemysłu.Są nie tylko szeroko stosowane w tradycyjnych gałęziach przemysłu, takich jak metalurgia, petrochemia, ceramika szklana, przędzenie wełny, skóra i rolnictwo, ale także 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 zaawansowanych technologii, takich jak instrumenty optyczne, elektronika, przemysł lotniczy i nuklearny.Technologie te znalazły z sukcesem zastosowanie w technice wojskowej, w dużym stopniu przyczyniając się do rozwoju nowoczesnej techniki wojskowej.

Szczególną rolę odgrywaziemia rzadkanowe materiały we współczesnej technologii wojskowej cieszą się dużym zainteresowaniem rządów i ekspertów z różnych krajów, m.in. są wymieniane jako kluczowy element rozwoju przemysłu zaawansowanych technologii i technologii wojskowej przez odpowiednie departamenty takich krajów, jak Stany Zjednoczone i Japonia.

Krótkie wprowadzenie doRzadka Ziemiai ich związek z obroną wojskową i narodową
Ściśle mówiąc, wszystkie pierwiastki ziem rzadkich mają określone zastosowania wojskowe, ale najważniejszą rolę, jaką odgrywają w obronie narodowej i na polach wojskowych, powinny być zastosowania takie jak namierzanie odległości laserem, naprowadzanie laserowe i komunikacja laserowa.

Zastosowanieziemia rzadkastal iziemia rzadkażeliwo sferoidalne w nowoczesnej technologii wojskowej

1.1 ZastosowanieRzadka ZiemiaStal w nowoczesnej technologii wojskowej

Funkcja ta obejmuje dwa aspekty: oczyszczanie i tworzenie stopów, głównie odsiarczanie, odtlenianie i usuwanie gazów, eliminowanie wpływu szkodliwych zanieczyszczeń o niskiej temperaturze topnienia, rozdrobnienie ziarna i struktury, wpływanie na punkt przejścia fazowego stali oraz poprawę jej hartowności i właściwości mechanicznych.Wojskowy personel naukowy i techniczny opracował wiele materiałów ziem rzadkich nadających się do zastosowania w broni, wykorzystując właściwościziemia rzadka.

1.1.1 Stal pancerna

Już na początku lat sześćdziesiątych chiński przemysł zbrojeniowy zaczął badać zastosowanie pierwiastków ziem rzadkich w stali pancernej i stali armatniej i sukcesywnie produkowałziemia rzadkastali pancernej, takiej jak 601, 603 i 623, rozpoczynając nową erę kluczowych surowców do produkcji czołgów w Chinach w oparciu o produkcję krajową.

1.1.2Rzadka ziemiaStal węglowa

W połowie lat sześćdziesiątych Chiny dodały 0,05%ziemia rzadkaelementy do produkcji określonej wysokiej jakości stali węglowejziemia rzadkaStal węglowa.Wartość uderzenia bocznego tej stali ziem rzadkich jest zwiększona o 70% do 100% w porównaniu z oryginalną stalą węglową, a wartość uderzenia w temperaturze -40 ℃ jest prawie dwukrotnie większa.Wykonana z tej stali łuska o dużej średnicy została sprawdzona w testach strzeleckich na strzelnicy, że w pełni spełnia wymagania techniczne.Obecnie w Chinach sfinalizowano i wprowadzono go do produkcji, realizując wieloletnie pragnienie Chin zastąpienia miedzi stalą w materiale wkładów.

1.1.3 Stal wysokomanganowa i staliwo ziem rzadkich

Rzadka ziemiaDo produkcji płyt gąsienic czołgów wykorzystuje się stal wysokomanganowąziemia rzadkastaliwo służy do produkcji skrzydeł ogonowych, hamulców wylotowych i elementów konstrukcyjnych artylerii do szybkich pocisków przeciwpancernych.Może to skrócić etapy przetwarzania, poprawić wykorzystanie stali i osiągnąć wskaźniki taktyczne i techniczne.

1.2 Zastosowanie żeliwa sferoidalnego ziem rzadkich w nowoczesnej technologii wojskowej

W przeszłości chińskie materiały na pociski komory przedniej były wykonane z półsztywnego żeliwa z wysokiej jakości surówki zmieszanej z 30–40% złomu stalowego.Ze względu na niską wytrzymałość, wysoką kruchość, niewielką i nieostrą efektywną fragmentację po eksplozji oraz słabą siłę zabijania, rozwój korpusów pocisków w komorze przedniej był kiedyś ograniczony.Od 1963 roku produkowano łuski moździerzowe różnych kalibrów przy użyciu żeliwa sferoidalnego ziem rzadkich, które 1-2 razy zwiększało ich właściwości mechaniczne, zwielokrotniało liczbę skutecznych odłamków i zaostrzało krawędzie odłamków, znacznie zwiększając ich siłę zabójczą.Pocisk bojowy określonego rodzaju łuski do armat i łusek do dział polowych wykonany z tego materiału w naszym kraju ma nieco lepszą efektywną liczbę odłamków i większy promień zabijania niż łuska stalowa.

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

Ziem rzadkichmają wysoką aktywność chemiczną i duże promienie atomowe.Dodane do metali nieżelaznych i ich stopów mogą udoskonalić wielkość ziaren, zapobiegać segregacji, usuwać gazy, zanieczyszczenia i oczyszczać oraz poprawiać strukturę metalograficzną, osiągając w ten sposób kompleksowe cele, takie jak poprawa właściwości mechanicznych, fizycznych i wydajności przetwarzania.Krajowi i zagraniczni pracownicy materialni wykorzystali właściwościpierwiastki ziem rzadkichopracować noweziemia rzadkastopy magnezu, stopy aluminium, stopy tytanu i stopy wysokotemperaturowe.Produkty te znalazły szerokie zastosowanie w nowoczesnych technologiach wojskowych, takich jak myśliwce, samoloty szturmowe, helikoptery, bezzałogowe statki powietrzne i satelity rakietowe.

2.1Rzadka ziemiaze stopu magnezu

Rzadka ziemiastopy magnezu mają wysoką wytrzymałość właściwą, mogą zmniejszyć masę samolotu, poprawić wydajność taktyczną i mają szerokie perspektywy zastosowania.Theziemia rzadkastopy magnezu opracowane przez China Aviation Industry Corporation (zwaną 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 neodymem metalu ziem rzadkich jako głównym dodatkiem został rozszerzony tak, aby można go było stosować w ważnych częściach, takich jak obudowy tylnych reduktorów helikopterów, żebra skrzydeł myśliwców i płyty dociskowe ołowiu wirnika generatorów o mocy 30 kW.Wysokowytrzymały stop magnezu BM25 zawierający pierwiastki ziem rzadkich 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 ziemiastopu tytanu

We wczesnych latach siedemdziesiątych Pekiński Instytut Materiałów Lotniczych (zwany dalej Instytutem) zastąpił część aluminium i krzemumetal ziem rzadkich cer (Ce) w stopach tytanu Ti-A1-Mo, ograniczając wytrącanie się faz kruchych i poprawiając odporność cieplną i stabilność termiczną stopu.Na tej podstawie opracowano wysokowydajny odlewany wysokotemperaturowy stop tytanu ZT3 zawierający cer.W porównaniu z podobnymi stopami międzynarodowymi ma pewne zalety w zakresie odporności na ciepło, wytrzymałości i wydajności procesu.Wyprodukowana z niego obudowa sprężarki stosowana jest w silniku W PI3 II, redukując masę każdego samolotu o 39 kg i zwiększając stosunek ciągu do masy o 1,5%.Ponadto etapy przetwarzania zostały zmniejszone o około 30%, osiągając znaczne korzyści techniczne i ekonomiczne, wypełniając lukę związaną ze stosowaniem odlewanych obudów tytanowych do silników lotniczych w Chinach w warunkach 500 ℃.Badania wykazały, że są małetlenek cerucząstki w mikrostrukturze stopu ZT3 zawierającegocer.Cerłączy część tlenu w stopie, tworząc materiał ogniotrwały i o wysokiej twardościtlenek pierwiastka ziem rzadkichmateriał, Ce2O3.Cząsteczki te utrudniają ruch dyslokacji podczas odkształcania stopu, poprawiając jego właściwości użytkowe w wysokich temperaturach.Cerwychwytuje część zanieczyszczeń gazowych (szczególnie na granicach ziaren), co może wzmocnić stop przy zachowaniu dobrej stabilności termicznej.Jest to pierwsza próba zastosowania teorii trudnego wzmacniania punktu rozpuszczonego w odlewaniu stopów tytanu.Ponadto po latach badań Instytut Materiałów Lotniczych opracował stabilną i niedrogą konstrukcjętlenek itrumateriały piaskowe i proszkowe w procesie precyzyjnego odlewania roztworem stopu tytanu, przy użyciu specjalnej technologii obróbki mineralizacji.Osiągnął dobry poziom ciężaru właściwego, twardości i stabilności cieczy tytanowej.Pod względem regulacji i kontrolowania wydajności szlamu łupinowego wykazał on większą wyższość.Wyjątkową 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 wytwarzania warstwy wierzchniej wolframu, możliwe jest wytwarzanie cieńszych odlewów ze stopów tytanu niż te procesu warstwy wierzchniej wolframu.Obecnie proces ten jest szeroko stosowany w produkcji różnych samolotów, silników i odlewów cywilnych.

2.3Rzadka ziemiastop aluminium

Odporny na wysoką temperaturę odlewany stop aluminium HZL206 zawierający pierwiastki ziem rzadkich opracowany przez AVIC ma doskonałe właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach i temperaturze pokojowej w porównaniu ze stopami zawierającymi nikiel dostępnymi za granicą i osiągnął zaawansowany poziom podobnych stopów za granicą.Obecnie stosowany jest jako zawór odporny na ciśnienie do helikopterów i myśliwców o temperaturze roboczej 300℃, zastępując stopy stali i tytanu.Zmniejszono masę konstrukcyjną i wprowadzono do masowej produkcji.Wytrzymałość na rozciąganieziemia rzadkaNadeutektyczny stop aluminium i krzemu ZL117 w temperaturze 200-300 ℃ jest wyższy niż zachodnioniemieckich stopów tłokowych KS280 i KS282.Jego odporność na zużycie jest 4-5 razy większa niż powszechnie stosowanych stopów tłokowych ZL108, przy małym współczynniku rozszerzalności liniowej i dobrej stabilności wymiarowej.Stosowany był w akcesoriach lotniczych, sprężarkach powietrza KY-5, KY-7 oraz tłokach silników modeli lotniczych.Dodatekziemia rzadkapierwiastki do stopów aluminium znacząco poprawiają mikrostrukturę i właściwości mechaniczne.Mechanizm działania pierwiastków ziem rzadkich w stopach aluminium polega na tworzeniu rozproszonego rozkładu, a drobne związki aluminium odgrywają znaczącą rolę we wzmocnieniu drugiej fazy;Dodatekziemia rzadkapierwiastki odgrywają rolę w odgazowaniu i oczyszczaniu, zmniejszając w ten sposób liczbę porów w stopie i poprawiając jego działanie;Rzadka ziemiazwiązki glinu, jako heterogeniczne zarodki krystaliczne do rozdrobnienia ziaren i faz eutektycznych, są również rodzajem modyfikatora;Pierwiastki ziem rzadkich sprzyjają tworzeniu i uszlachetnianiu faz bogatych w żelazo, zmniejszając ich szkodliwe działanie.α — Ilość żelaza w roztworze stałym w A1 zmniejsza się wraz ze wzrostemziemia rzadkadodatek, który korzystnie wpływa również na poprawę wytrzymałości i plastyczności.

Zastosowanieziemia rzadkamateriały palne we współczesnej technologii wojskowej

3.1 Czystymetale ziem rzadkich

Czystymetale ziem rzadkich, ze względu na swoje aktywne właściwości chemiczne, mają skłonność do reakcji z tlenem, siarką i azotem, tworząc trwałe związki.Poddane intensywnemu tarciu i uderzeniu iskry mogą spowodować zapalenie materiałów łatwopalnych.Dlatego już w 1908 roku przerabiano go na krzemień.Ustalono, że wśród 17ziemia rzadkaelementy, w tym sześć elementówcer, lantan, neodym, prazeodym, samar, Iitrmają szczególnie dobre wyniki w zakresie podpaleń.Ludzie zwrócili właściwości podpalenia rsą metalami ziemnymiw różnego rodzaju broń zapalającą, taką jak amerykańska rakieta Mark 82 227 kg, która wykorzystujemetal ziem rzadkichpodszewka, która powoduje nie tylko wybuchowe efekty śmiercionośne, ale także skutki podpalenia.Amerykańska głowica rakietowa powietrze-ziemia „Damping Man” jest wyposażona w 108 kwadratowych prętów z metali ziem rzadkich jako wykładziny, które zastępują niektóre prefabrykowane fragmenty.Statyczne testy strzałowe wykazały, że jego zdolność do zapalania paliwa lotniczego jest o 44% większa niż w przypadku paliw bez podszewki.

3.2 Mieszanemetal ziem rzadkichs

Ze względu na wysoką cenę czystegometale ziem rzadkich,różne kraje powszechnie stosują niedrogi kompozytmetal ziem rzadkichw broni spalinowej.Kompozytmetal ziem rzadkichśrodek palny ładowany jest do metalowego płaszcza pod wysokim ciśnieniem, o 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 dochodzącej do 1715-2000 ℃.Po spaleniu czas nagrzewania ciała żarem przekracza 5 minut.Podczas wojny w Wietnamie armia amerykańska wystrzeliła granat zapalający kal. 40 mm za pomocą wyrzutni, a okładzina zapłonowa wewnątrz została wykonana z mieszanego metalu ziem rzadkich.Po eksplozji pocisku każdy fragment z zapalającą wkładką może podpalić cel.W tym czasie miesięczna produkcja bomby osiągnęła 200 000 sztuk, maksymalnie 260 000 sztuk.

3.3Rzadka ziemiastopy spalania

Aziemia rzadkastop spalania o masie 100 g może wytworzyć 200-3000 iskier o dużym obszarze krycia, co odpowiada promieniowi zabijania pocisków przeciwpancernych i przeciwpancernych.Dlatego rozwój amunicji wielofunkcyjnej o mocy spalania stał się jednym z głównych kierunków rozwoju amunicji w kraju i za granicą.W przypadku pocisków przeciwpancernych i pocisków przeciwpancernych ich skuteczność taktyczna wymaga, aby po przebiciu pancerza czołgu wroga mogły one również zapalić paliwo i amunicję, aby całkowicie zniszczyć czołg.W przypadku granatów wymagane jest podpalenie zaopatrzenia wojskowego i obiektów strategicznych znajdujących się w zasięgu ich zabijania.Doniesiono, że plastikowa bomba zapalająca z metalami ziem rzadkich wyprodukowana w Stanach Zjednoczonych ma korpus wykonany z nylonu wzmocnionego włóknem szklanym i rdzeń ze stopu mieszanych metali ziem rzadkich, który zapewnia lepsze działanie przeciwko celom zawierającym paliwo lotnicze i podobne materiały.

Zastosowanie 4Rzadka ZiemiaMateriały w ochronie wojska i technologii nuklearnej

4.1 Zastosowanie w wojskowej technologii ochrony

Pierwiastki ziem rzadkich mają właściwości odporne na promieniowanie.Narodowe Centrum Przekrojów Neutronowych w USA wykorzystało materiały polimerowe jako podłoże i wykonało dwa rodzaje płytek o grubości 10 mm z dodatkiem pierwiastków ziem rzadkich lub bez nich do testów ochrony przed promieniowaniem.Wyniki pokazują, że efekt termicznego ekranowania neutronówziemia rzadkaMateriały polimerowe są 5-6 razy lepsze niż materiały polimeroweziemia rzadkawolne materiały polimerowe.Materiały ziem rzadkich z dodanymi pierwiastkami, takimi jaksamar, europ, gadolin, dysprozitp. 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, Ilantando wykonania betonu odpornego na promieniowanie o grubości 600 m do osłony źródeł neutronów rozszczepialnych w reaktorach basenowych.Francja opracowała materiał chroniący przed promieniowaniem ziem rzadkich poprzez dodanie borków,ziemia rzadkazwiązki lubstopy metali ziem rzadkichna grafit jako podłoże.Wypełniacz tego kompozytowego materiału ekranującego musi być równomiernie rozprowadzony i uformowany w prefabrykowane części, które są umieszczane wokół kanału reaktora zgodnie z różnymi wymaganiami części ekranujących.

4.1.2 Osłona radiacyjna 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 2% proszku nieorganicznegoziemia rzadkazwiązki jako wypełniacze blokujące szybkie neutrony i absorbujące 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 energii pośredniej i absorbować neutrony termiczne;Czwarta warstwa wykorzystuje grafit zamiast włókna szklanego i dodaje 25%ziemia rzadkazwiązki pochłaniające neutrony termiczne.

4.1.3 Inne

Stosowanieziemia rzadkapowłoki przeciwradiacyjne na czołgach, statkach, schronach i innym sprzęcie wojskowym mogą mieć działanie przeciwradiacyjne.

4.2 Zastosowanie w technologii jądrowej

Rzadka ziemiatlenek itrumoże być stosowany jako palny absorber paliwa uranowego w reaktorach wrzącej wody (BWR).Wśród wszystkich elementów,gadolinma największą zdolność pochłaniania neutronów, z około 4600 celami na atom.Każdy naturalnygadolinatom przed awarią pochłania średnio 4 neutrony.Po zmieszaniu z rozszczepialnym uranem,gadolinmoże sprzyjać spalaniu, 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 powłoki podczas reakcji jądrowych.Zaleta używaniagadolinzamiast borugadolinmożna bezpośrednio mieszać z uranem, aby zapobiec rozszerzaniu się prętów paliwowych.Według statystyk na świecie planowanych jest obecnie 149 reaktorów jądrowych, z czego 115 ciśnieniowych reaktorów wodnych wykorzystuje pierwiastki ziem rzadkichtlenek gadolinu. Rzadka ziemiasamar, europ, Idysprozbyły stosowane jako pochłaniacze neutronów w generatorach neutronów.Rzadka ziemia itrma mały przekrój wychwytu neutronów i może być stosowany jako materiał na rury do reaktorów na stopioną sól.Cienkie folie z dodatkiemziemia rzadka gadolinIdysprozmogą być stosowane jako detektory pola neutronowego w inżynierii lotniczej i nuklearnej, w niewielkich ilościachziemia rzadkatulIerbmogą być stosowane jako materiały docelowe w generatorach neutronów z zamkniętą lampą oraztlenek pierwiastka ziem rzadkichDo produkcji ulepszonych płyt wsporczych do sterowania reaktorem można zastosować ceramikę metalowo-żelazową z dodatkiem europu i żelaza.Rzadka ziemiagadolinmoże być również stosowany jako dodatek powłokowy zapobiegający promieniowaniu neutronowemu oraz pojazdom opancerzonym pokrytym specjalnymi powłokami zawierającymitlenek gadolinumoże zapobiegać promieniowaniu neutronowemu.Rzadka ziemia iterbjest stosowany w sprzęcie do pomiaru geostresu powodowanego przez podziemne eksplozje jądrowe.Gdyrzadka ziemiaHiterbjest poddawany działaniu siły, opór wzrasta, a zmianę oporu można wykorzystać do obliczenia ciśnienia, któremu jest poddawane.Łączenieziemia rzadka gadolinfolia osadzona przez naparowywanie i naprzemienna powłoka z elementem wrażliwym na naprężenia może być stosowana do pomiaru wysokiego naprężenia jądrowego.

5, ZastosowanieRzadka ZiemiaMateriały z magnesami trwałymi w nowoczesnej technologii wojskowej

Theziemia rzadkaMateriał z magnesami trwałymi, okrzyknięty nową generacją królów magnetycznych, jest obecnie znany jako materiał z magnesami trwałymi o najwyższej, wszechstronnej wydajności.Ma ponad 100 razy wyższe właściwości magnetyczne niż stal magnetyczna stosowana w sprzęcie wojskowym w latach 70. XX wieku.Obecnie stał się ważnym materiałem w komunikacji w nowoczesnych technologiach elektronicznych, stosowanym w lampach z falą bieżącą i cyrkulatorach w sztucznych satelitach Ziemi, radarach i innych polach.Dlatego ma duże znaczenie militarne.

SamarMagnesy kobaltowe i magnesy neodymowo-żelazowo-borowe służą do skupiania wiązki elektronów w systemach naprowadzania rakiet.Magnesy są głównymi urządzeniami skupiającymi wiązki elektronów i przesyłają dane na powierzchnię sterową rakiety.W każdym urządzeniu naprowadzającym pocisku znajduje się około 5–10 funtów (2,27–4,54 kg) magnesów.Ponadto,ziemia rzadkamagnesy służą również do napędzania silników elektrycznych i obracania steru rakiet kierowanych.Ich zalety polegają na silniejszych właściwościach magnetycznych i mniejszej wadze w porównaniu z oryginalnymi magnesami aluminiowymi, niklowo-kobaltowymi.

6.ZastosowanieRzadka ZiemiaMateriały laserowe w nowoczesnej technologii wojskowej

Laser to nowy typ źródła światła, który charakteryzuje się dobrą monochromatycznością, kierunkowością i spójnością oraz może osiągnąć wysoką jasność.Laserowe iziemia rzadkamateriały laserowe narodziły się jednocześnie.Jak dotąd dotyczy to około 90% materiałów laserowychpierwiastki ziem rzadkich.Na przykład,itrKryształ granatu aluminiowego jest szeroko stosowanym laserem, który może osiągnąć ciągłą wysoką moc wyjściową w temperaturze pokojowej.Zastosowanie laserów na ciele stałym we współczesnym wojsku obejmuje następujące aspekty.

6.1 Dalmierz laserowy

TheneodymdomieszkowanyitrDalmierz laserowy z granatem aluminiowym opracowany przez takie kraje jak Stany Zjednoczone, Wielka Brytania, Francja i Niemcy może mierzyć odległości od 4000 do 20000 metrów z dokładnością do 5 metrów.Systemy uzbrojenia, takie jak amerykański MI, niemiecki Leopard II, francuski Leclerc, japoński Type 90, izraelski Mekka i najnowszy brytyjski czołg Challenger 2, wszystkie wykorzystują tego typu dalmierz laserowy.Obecnie w niektórych krajach opracowuje się nową generację dalmierzy laserowych na stałe, zapewniających bezpieczeństwo ludzkiego oka, o roboczym zakresie długości fal 1,5–2,1 μM. Ręczne dalmierze laserowe zostały opracowane przy użyciuholmdomieszkowanyitrlasery z fluorkiem litu w Stanach Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii o roboczej długości fali 2,06 μM i zasięgu do 3000 m.Stany Zjednoczone współpracowały także z międzynarodowymi firmami zajmującymi się laserami w celu opracowania środka domieszkowanego erbemitrlaser z fluorkiem litu o długości fali 1,73 μM i dalmierz laserowy silnie wyposażony w żołnierzy.Długość fali lasera chińskiego dalmierza wojskowego wynosi 1,06 μM i mieści się w zakresie od 200 do 7000 m.Chiny uzyskują ważne dane z teodolitów telewizji laserowej podczas pomiarów zasięgu celu podczas wystrzeliwania rakiet, pocisków rakietowych i eksperymentalnych satelitów komunikacyjnych dalekiego zasięgu.

6.2 Naprowadzanie laserem

Bomby naprowadzane laserowo wykorzystują lasery do naprowadzania terminala.Do naświetlania lasera docelowego wykorzystuje się laser Nd·YAG, który emituje kilkadziesiąt impulsów na sekundę.Impulsy są kodowane, a impulsy świetlne mogą samodzielnie sterować reakcją rakiety, zapobiegając w ten sposób zakłóceniom spowodowanym wystrzeleniem rakiety i przeszkodami ustawionymi przez wroga.Amerykańska wojskowa bomba szybowcowa GBV-15, znana również jako „bomba zręczna”.Podobnie można go również wykorzystać do produkcji pocisków naprowadzanych laserowo.

6.3 Komunikacja laserowa

Oprócz Nd · YAG, moc lasera litowegoneodymKryształ fosforanowy (LNP) jest spolaryzowany i łatwy do modulowania, 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 różne magnetostatyczne urządzenia fal powierzchniowych wykorzystujące technologię integracji mikrofal, dzięki czemu urządzenia są zintegrowane i miniaturyzowane oraz mają specjalne zastosowania w zdalnym sterowaniu radarem, telemetrii, nawigacji i elektronicznych środkach zaradczych.

7. ZastosowanieRzadka ZiemiaMateriały nadprzewodzące we współczesnej technologii wojskowej

Kiedy określony materiał wykazuje zerową rezystancję poniżej określonej temperatury, nazywa się to nadprzewodnictwem, czyli temperaturą krytyczną (Tc).Nadprzewodniki to rodzaj materiału antymagnetycznego, który odpycha wszelkie próby przyłożenia 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 zastosowaniu materiałów nadprzewodzących.W latach 80. kraje rozwinięte, takie jak Stany Zjednoczone i Japonia, dodały pewną ilośćtlenek pierwiastka ziem rzadkichjest taki jaklantan, itr,europ, Ierbna tlenek baru itlenek miedzizwiązki, które mieszano, prasowano i spiekano w celu utworzenia nadprzewodzących materiałów ceramicznych, dzięki czemu powszechne zastosowanie technologii nadprzewodnictwa, szczególnie w zastosowaniach wojskowych, stało się szersze.

7.1 Nadprzewodzące układy scalone

W ostatnich latach badania nad zastosowaniem technologii nadprzewodzącej w komputerach elektronicznych prowadzono za granicą, a nadprzewodzące układy scalone opracowywano z wykorzystaniem nadprzewodzących materiałów ceramicznych.Jeśli ten typ układu scalonego zostanie zastosowany do produkcji komputerów nadprzewodnikowych, będzie on nie tylko mały, lekki i wygodny w użyciu, ale także będzie miał prędkość obliczeniową 10 do 100 razy większą niż komputery półprzewodnikowe, z operacjami zmiennoprzecinkowymi osiągając od 300 do 1 biliona razy na sekundę.Dlatego wojsko USA przewiduje, że po wprowadzeniu komputerów nadprzewodzących staną się one „zwielokrotniaczem” skuteczności bojowej systemu C1 w wojsku.

7.2 Technologia nadprzewodzących badań magnetycznych

Elementy wrażliwe na działanie pola magnetycznego, wykonane z nadprzewodzących materiałów ceramicznych, mają niewielką objętość, co ułatwia integrację i układ.Mogą tworzyć wielokanałowe i wieloparametrowe systemy detekcji, znacznie zwiększając pojemność informacyjną jednostki i znacznie poprawiając odległość wykrywania i dokładność detektora magnetycznego.Zastosowanie magnetometrów nadprzewodzących pozwala nie tylko wykrywać ruchome cele, takie jak czołgi, pojazdy i łodzie podwodne, ale także mierzyć ich rozmiar, co prowadzi do znaczących zmian w taktyce i technologiach, takich jak walka przeciwpancerna i łódź podwodna.

Doniesiono, że Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zdecydowała się opracować przy użyciu tego satelitę teledetekcyjnegoziemia rzadkamateriału nadprzewodzącego w celu zademonstrowania i udoskonalenia tradycyjnej technologii teledetekcji.Satelita o nazwie Naval Earth Image Observatory został wystrzelony w 2000 roku.

8.ZastosowanieRzadka ZiemiaGigantyczne materiały magnetostrykcyjne we współczesnej technologii wojskowej

Rzadka ziemiagigantyczne materiały magnetostrykcyjne to nowy rodzaj materiału funkcjonalnego, opracowany za granicą pod koniec lat 80. XX wieku.Dotyczy to głównie związków żelaza ziem rzadkich.Ten rodzaj 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 dużymi lub gigantycznymi materiałami magnetostrykcyjnymi.Spośród wszystkich materiałów komercyjnych, gigantyczne materiały magnetostrykcyjne zawierające pierwiastki ziem rzadkich mają najwyższą wartość odkształcenia i energię pod działaniem fizycznym.Zwłaszcza wraz z pomyślnym opracowaniem stopu magnetostrykcyjnego Terfenol-D otworzyła się nowa era materiałów magnetostrykcyjnych.Po umieszczeniu terfenolu-D w polu magnetycznym zmiany jego wielkości są większe 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 mechaniczne siłowniki do teleskopów kosmicznych i regulatory skrzydeł samolotów.Rozwój technologii materiału Terfenol-D spowodował przełomowy postęp w technologii konwersji elektromechanicznej.Odegrał także ważną rolę w rozwoju najnowocześniejszych technologii, technologii wojskowej i modernizacji tradycyjnych gałęzi przemysłu.Zastosowanie materiałów magnetostrykcyjnych ziem rzadkich we współczesnym wojsku obejmuje głównie następujące aspekty:

8.1 Sonaru

Ogólna częstotliwość emisji sonaru wynosi powyżej 2 kHz, ale sonar o niskiej częstotliwości poniżej tej częstotliwości ma swoje szczególne zalety: im niższa częstotliwość, tym mniejsze tłumienie, tym dalej rozchodzi się fala dźwiękowa i tym mniejszy wpływ na podwodną osłonę echa.Sonary wykonane z materiału Terfenol-D mogą spełniać wymagania dotyczące dużej mocy, małej objętości i niskiej częstotliwości, dlatego szybko się rozwinęły.

8.2 Przetworniki elektromechaniczne

Stosowane głównie w małych urządzeniach o kontrolowanym działaniu - siłownikach.Obejmuje to dokładność sterowania sięgającą nanometrów, a także serwopompy, układy wtrysku paliwa, hamulce itp. Stosowane w samochodach wojskowych, wojskowych samolotach i statkach kosmicznych, robotach wojskowych itp.

8.3 Czujniki i urządzenia elektroniczne

Takie jak magnetometry kieszonkowe, czujniki do wykrywania przemieszczenia, siły i przyspieszenia oraz przestrajalne urządzenia wykorzystujące fale akustyczne powierzchniowe.Ten ostatni jest używany w czujnikach fazy w kopalniach, sonarach i elementach magazynujących w komputerach.

9. Inne materiały

Inne materiały, npziemia rzadkamateriały luminescencyjne,ziemia rzadkamateriały do ​​magazynowania wodoru, gigantyczne materiały magnetorezystancyjne pierwiastków ziem rzadkich,ziemia rzadkamagnetyczne materiały chłodnicze orazziemia rzadkaWszystkie magnetooptyczne materiały magazynujące zostały z powodzeniem zastosowane we współczesnej armii, znacznie poprawiając skuteczność bojową nowoczesnej broni.Na przykład,ziemia rzadkaMateriały luminescencyjne zostały z powodzeniem zastosowane w noktowizorach.W lusterkach noktowizyjnych luminofory ziem rzadkich przekształcają fotony (energię świetlną) w elektrony, które są wzmacniane przez miliony małych dziur w płaszczyźnie mikroskopu światłowodowego, odbijając się tam i z powrotem od ściany, uwalniając więcej elektronów.Niektóre luminofory ziem rzadkich na końcu przekształcają elektrony z powrotem w fotony, dzięki czemu obraz można zobaczyć przez okular.Proces ten przypomina ekran telewizora, gdzieziemia rzadkaproszek fluorescencyjny emituje na ekranie obraz o określonym kolorze.Amerykański przemysł zazwyczaj wykorzystuje pięciotlenek niobu, ale aby systemy noktowizyjne odniosły sukces, wykorzystuje się pierwiastek ziem rzadkichlantanjest kluczowym elementem.Podczas wojny w Zatoce Perskiej siły międzynarodowe używały tych gogli noktowizyjnych do ciągłej obserwacji celów armii irackiej w zamian za niewielkie zwycięstwo.

10.Zakończenie

Rozwójziemia rzadkaprzemysł skutecznie przyczynił się do wszechstronnego postępu nowoczesnej technologii wojskowej, a udoskonalenie technologii wojskowej przyczyniło się także do pomyślnego rozwojuziemia rzadkaprzemysł.Wierzę, że wraz z szybkim postępem światowej nauki i technologii,ziemia rzadkaprodukty odegrają większą rolę w rozwoju nowoczesnej technologii wojskowej wraz z ich specjalnymi funkcjami i przyniosą ogromne korzyści gospodarcze i społeczneziemia rzadkasam przemysł.