L'applicazione dei materiali delle terre rare nella moderna tecnologia militare

Terre rare,Conosciuti come il "tesoro" dei nuovi materiali, in quanto materiali funzionali speciali, possono migliorare notevolmente la qualità e le prestazioni di altri prodotti e sono conosciuti come le "vitamine" dell'industria moderna. Non solo sono ampiamente utilizzati in settori tradizionali come la metallurgia, la petrolchimica, la vetroceramica, la filatura della lana, la lavorazione del cuoio e l'agricoltura, ma svolgono anche un ruolo indispensabile in materiali come la fluorescenza, il magnetismo, i laser, le comunicazioni in fibra ottica, l'accumulo di idrogeno, la superconduttività, ecc. Influenzano direttamente la velocità e il livello di sviluppo di settori emergenti ad alta tecnologia come la strumentazione ottica, l'elettronica, l'industria aerospaziale e l'industria nucleare. Queste tecnologie sono state applicate con successo alla tecnologia militare, promuovendo notevolmente lo sviluppo della moderna tecnologia militare.

Il ruolo speciale svolto daterre rareI nuovi materiali impiegati nella moderna tecnologia militare hanno attirato grande attenzione da parte dei governi e degli esperti di vari paesi, tanto da essere indicati come elementi chiave nello sviluppo delle industrie ad alta tecnologia e della tecnologia militare dai dipartimenti competenti di paesi come gli Stati Uniti e il Giappone.

Una breve introduzione aTerre raree il loro rapporto con la difesa militare e nazionale
In senso stretto, tutti gli elementi delle terre rare hanno determinate applicazioni militari, ma il ruolo più critico che svolgono in ambito militare e di difesa nazionale dovrebbe riguardare applicazioni quali la misurazione della distanza laser, la guida laser e la comunicazione laser.

L'applicazione diterre rareacciaio eterre rareghisa duttile nella moderna tecnologia militare

1.1 Applicazione diTerre rareL'acciaio nella moderna tecnologia militare

La funzione comprende due aspetti: purificazione e legatura, principalmente desolforazione, deossidazione e rimozione dei gas, eliminando l'influenza delle impurità nocive a basso punto di fusione, raffinando il grano e la struttura, influenzando il punto di transizione di fase dell'acciaio e migliorandone la temprabilità e le proprietà meccaniche. Il personale scientifico e tecnologico militare ha sviluppato molti materiali di terre rare adatti all'uso nelle armi sfruttando le proprietà diterre rare.

1.1.1 Acciaio per armature

Già all'inizio degli anni '60, l'industria bellica cinese iniziò a ricercare l'applicazione delle terre rare nell'acciaio per armature e nell'acciaio per armi da fuoco, e successivamente produsseterre rareacciai per armature come 601, 603 e 623, che inaugurano una nuova era di materie prime essenziali per la produzione di carri armati in Cina, basata sulla produzione nazionale.

1.1.2Terre rareacciaio al carbonio

A metà degli anni '60, la Cina ha aggiunto lo 0,05%terre rareelementi di un certo acciaio al carbonio di alta qualità per produrreterre rareAcciaio al carbonio. Il valore di impatto laterale di questo acciaio al carbonio è aumentato dal 70% al 100% rispetto all'acciaio al carbonio originale, e il valore di impatto a -40 °C è quasi raddoppiato. Il bossolo di grande diametro realizzato con questo acciaio ha dimostrato, attraverso test di tiro in poligono, di soddisfare pienamente i requisiti tecnici. Attualmente, la Cina lo ha finalizzato e avviato la produzione, realizzando il desiderio di lunga data del Paese di sostituire il rame con l'acciaio nei materiali delle cartucce.

1.1.3 Acciaio ad alto tenore di manganese e acciaio fuso in terre rare

Terre rarel'acciaio ad alto contenuto di manganese viene utilizzato per produrre le piastre dei binari dei carri armati, mentreterre rareL'acciaio fuso viene utilizzato per la produzione di ali di coda, freni di bocca e componenti strutturali di artiglieria per proiettili perforanti ad alta velocità. Questo può ridurre le fasi di lavorazione, migliorare l'utilizzo dell'acciaio e raggiungere risultati tattici e tecnici.

1.2 Applicazione della ghisa nodulare di terre rare nella moderna tecnologia militare

In passato, i materiali dei proiettili per camera anteriore in Cina erano realizzati in ghisa semirigida composta da ghisa di alta qualità mescolata con il 30%-40% di rottami d'acciaio. A causa della sua bassa resistenza, dell'elevata fragilità, della bassa e non affilata frammentazione efficace dopo l'esplosione e del debole potere distruttivo, lo sviluppo di corpi proiettili per camera anteriore era in passato limitato. Dal 1963, vari calibri di proiettili da mortaio sono stati prodotti utilizzando ghisa duttile con terre rare, che ne ha aumentato le proprietà meccaniche di 1-2 volte, moltiplicato il numero di frammenti efficaci e affilato i bordi, aumentandone notevolmente il potere distruttivo. Nel nostro Paese, il proiettile da combattimento di un certo tipo di proiettile da cannone e di cannone da campagna realizzato con questo materiale presenta un numero di frammenti efficaci leggermente migliore e un raggio di distruzione più denso rispetto al proiettile in acciaio.

L'applicazione dei non ferrosilega di terre rarecome il magnesio e l'alluminio nella moderna tecnologia militare

terre rarePresentano un'elevata attività chimica e ampi raggi atomici. Aggiunti ai metalli non ferrosi e alle loro leghe, possono affinare la granulometria, prevenire la segregazione, rimuovere gas e impurità, purificare e migliorare la struttura metallografica, raggiungendo così obiettivi globali come il miglioramento delle proprietà meccaniche, fisiche e delle prestazioni di lavorazione. I lavoratori dei materiali, nazionali ed esteri, hanno sfruttato le proprietà diterre rareper sviluppare nuoviterre rareLeghe di magnesio, leghe di alluminio, leghe di titanio e leghe ad alta temperatura. Questi prodotti sono stati ampiamente utilizzati nelle moderne tecnologie militari come aerei da combattimento, aerei d'assalto, elicotteri, veicoli aerei senza pilota e satelliti missilistici.

2.1Terre rarelega di magnesio

Terre rarele leghe di magnesio hanno un'elevata resistenza specifica, possono ridurre il peso degli aerei, migliorare le prestazioni tattiche e avere ampie prospettive di applicazione.terre rareLe leghe di magnesio sviluppate da China Aviation Industry Corporation (di seguito denominata AVIC) includono circa 10 gradi di leghe di magnesio fuse e leghe di magnesio deformate, molte delle quali sono state utilizzate in produzione e presentano una qualità stabile. Ad esempio, la lega di magnesio fuso ZM 6 con neodimio, un metallo delle terre rare, come additivo principale è stata ampliata per essere utilizzata in componenti importanti come gli alloggiamenti di riduzione posteriori degli elicotteri, le centine alari dei caccia e le piastre di pressione in piombo del rotore per generatori da 30 kW. La lega di magnesio ad alta resistenza alle terre rare BM25, sviluppata congiuntamente da China Aviation Corporation e Nonferrous Metals Corporation, ha sostituito alcune leghe di alluminio a media resistenza ed è stata utilizzata negli aerei da impatto.

2.2Terre rarelega di titanio

Nei primi anni '70, l'Istituto di Materiali Aeronautici di Pechino (chiamato Istituto) sostituì parte dell'alluminio e del silicio conmetallo delle terre rare cerio (Ce) nelle leghe di titanio Ti-A1-Mo, limitando la precipitazione di fasi fragili e migliorando la resistenza al calore e la stabilità termica della lega. Su questa base, è stata sviluppata una lega di titanio fuso ad alte prestazioni e ad alta temperatura ZT3 contenente cerio. Rispetto a leghe internazionali simili, presenta alcuni vantaggi in termini di resistenza al calore, resistenza e prestazioni di processo. La carcassa del compressore realizzata con questa lega viene utilizzata per il motore W PI3 II, riducendo il peso di ciascun velivolo di 39 kg e aumentando il rapporto spinta/peso dell'1,5%. Inoltre, le fasi di lavorazione sono ridotte di circa il 30%, ottenendo significativi vantaggi tecnici ed economici, colmando il divario nell'utilizzo di carcasse in titanio fuso per motori aeronautici in Cina a temperature di 500 °C. La ricerca ha dimostrato che esistono piccoleossido di cerioparticelle nella microstruttura della lega ZT3 contenentecerio.Ceriocombina una porzione di ossigeno nella lega per formare un materiale refrattario e ad alta durezzaossido di terre raremateriale, Ce2O3. Queste particelle ostacolano il movimento delle dislocazioni durante la deformazione della lega, migliorandone le prestazioni ad alta temperatura.CerioCattura alcune impurità gassose (specialmente ai bordi dei grani), che possono rafforzare la lega mantenendo una buona stabilità termica. Questo è il primo tentativo di applicare la teoria del rafforzamento del punto di soluto difficile nella fusione di leghe di titanio. Inoltre, dopo anni di ricerca, l'Aviation Materials Institute ha sviluppato un materiale stabile ed economico.ossido di ittrioMateriali in sabbia e polvere nel processo di fusione di precisione in soluzione di lega di titanio, utilizzando una speciale tecnologia di trattamento di mineralizzazione. Ha raggiunto buoni livelli di peso specifico, durezza e stabilità rispetto al titanio liquido. In termini di regolazione e controllo delle prestazioni della poltiglia in conchiglia, ha dimostrato una maggiore superiorità. Il vantaggio eccezionale dell'utilizzo della poltiglia in ossido di ittrio per la produzione di getti in titanio è che, in condizioni in cui la qualità e il livello di processo dei getti sono paragonabili a quelli del processo di strato superficiale in tungsteno, è possibile produrre getti in lega di titanio più sottili di quelli ottenuti con il processo di strato superficiale in tungsteno. Attualmente, questo processo è ampiamente utilizzato nella produzione di vari getti per aeromobili, motori e componenti civili.

2.3Terre rarelega di alluminio

La lega di alluminio fuso resistente al calore HZL206 contenente terre rare, sviluppata da AVIC, presenta proprietà meccaniche superiori alle alte temperature e a temperatura ambiente rispetto alle leghe contenenti nichel prodotte all'estero, raggiungendo il livello avanzato di leghe simili prodotte all'estero. Viene ora utilizzata come valvola resistente alla pressione per elicotteri e jet da combattimento con una temperatura di esercizio di 300 °C, in sostituzione di acciaio e leghe di titanio. Ha un peso strutturale ridotto ed è stata avviata la produzione in serie. La resistenza alla trazione diterre rareLa lega ipereutettica di alluminio e silicio ZL117 a 200-300 °C è superiore a quella delle leghe per pistoni della Germania Occidentale KS280 e KS282. La sua resistenza all'usura è 4-5 volte superiore a quella delle leghe per pistoni ZL108 comunemente utilizzate, con un basso coefficiente di dilatazione lineare e una buona stabilità dimensionale. È stata utilizzata negli accessori aeronautici KY-5, nei compressori d'aria KY-7 e nei pistoni dei motori per modellismo aeronautico. L'aggiunta diterre rareL'aggiunta di elementi alle leghe di alluminio ne migliora significativamente la microstruttura e le proprietà meccaniche. Il meccanismo d'azione degli elementi delle terre rare nelle leghe di alluminio consiste nel formare una distribuzione dispersa, e i piccoli composti di alluminio svolgono un ruolo significativo nel rafforzare la seconda fase; l'aggiunta diterre raregli elementi svolgono un ruolo nella degassificazione e nella purificazione, riducendo così il numero di pori nella lega e migliorandone le prestazioni;Terre rareI composti di alluminio, come nuclei cristallini eterogenei per raffinare i grani e le fasi eutettiche, sono anche un tipo di modificatore; gli elementi delle terre rare promuovono la formazione e la raffinazione delle fasi ricche di ferro, riducendone gli effetti dannosi. α— La quantità di soluzione solida di ferro in A1 diminuisce con l'aumento diterre rareInoltre, è utile anche per migliorare la resistenza e la plasticità.

L'applicazione diterre raremateriali di combustione nella moderna tecnologia militare

3.1 Purometalli delle terre rare

Purometalli delle terre rareGrazie alle loro proprietà chimiche attive, tendono a reagire con ossigeno, zolfo e azoto per formare composti stabili. Se sottoposte a intenso attrito e impatto, le scintille possono incendiare materiali infiammabili. Pertanto, già nel 1908, veniva trasformata in selce. È stato scoperto che tra i 17terre rareelementi, sei elementi compresicerio, lantanio, neodimio, praseodimio, samario, Eittriohanno una resistenza agli incendi particolarmente buona. Le persone hanno trasformato le proprietà di resistenza agli incendi di rsono metalli terrosiin vari tipi di armi incendiarie, come il missile statunitense Mark 82 da 227 kg, che utilizzametallo delle terre rarerivestimento, che non solo produce effetti esplosivi letali, ma anche incendiari. La testata missilistica americana aria-terra "Damping Man" è dotata di 108 barre quadrate di terre rare come rivestimenti, in sostituzione di alcuni frammenti prefabbricati. Test di brillamento statico hanno dimostrato che la sua capacità di incendiare il carburante per aerei è superiore del 44% rispetto a quella di quelle non rivestite.

3.2 Mistometallo delle terre rares

A causa dell'elevato prezzo del purometalli delle terre rare,vari paesi utilizzano ampiamente materiali compositi poco costosimetallo delle terre rarenelle armi a combustione. Il compositometallo delle terre rareL'agente di combustione viene caricato nel guscio metallico ad alta pressione, con una densità dell'agente di combustione di (1,9~2,1) × 103 kg/m³, una velocità di combustione di 1,3-1,5 m/s, un diametro della fiamma di circa 500 mm e una temperatura della fiamma fino a 1715-2000 °C. Dopo la combustione, la durata del riscaldamento del corpo incandescente è superiore a 5 minuti. Durante la guerra del Vietnam, l'esercito statunitense lanciò una granata incendiaria da 40 mm utilizzando un lanciagranate, il cui rivestimento interno era costituito da un metallo misto di terre rare. Dopo l'esplosione del proiettile, ogni frammento con rivestimento innesco può incendiare il bersaglio. A quel tempo, la produzione mensile della bomba raggiungeva i 200.000 colpi, con un massimo di 260.000 colpi.

3.3Terre rareleghe di combustione

Aterre rareUna lega di combustione del peso di 100 g può generare 200-3000 scintille con un'ampia area di copertura, equivalente al raggio di distruzione di proiettili perforanti e perforanti. Pertanto, lo sviluppo di munizioni multifunzionali con potenza di combustione è diventato una delle principali direzioni di sviluppo delle munizioni in patria e all'estero. Per i proiettili perforanti e perforanti, le loro prestazioni tattiche richiedono che, dopo aver penetrato la corazza del carro armato nemico, possano anche incendiare il carburante e le munizioni per distruggerlo completamente. Per le granate, è necessario incendiare rifornimenti militari e strutture strategiche entro il loro raggio di distruzione. È stato segnalato che una bomba incendiaria in terre rare di plastica prodotta negli Stati Uniti ha un corpo in nylon rinforzato con fibra di vetro e un nucleo in lega mista di terre rare, che viene utilizzato per avere un'efficacia migliore contro bersagli contenenti carburante per aerei e materiali simili.

Applicazione di 4Terre rareMateriali per la protezione militare e la tecnologia nucleare

4.1 Applicazione nella tecnologia di protezione militare

Gli elementi delle terre rare hanno proprietà di resistenza alle radiazioni. Il National Center for Neutron Cross Sections negli Stati Uniti ha utilizzato materiali polimerici come substrato e ha realizzato due tipi di piastre con uno spessore di 10 mm, con o senza l'aggiunta di elementi delle terre rare, per i test di radioprotezione. I risultati mostrano che l'effetto schermante dei neutroni termici diterre rarei materiali polimerici sono 5-6 volte migliori di quelli diterre raremateriali polimerici liberi. I materiali delle terre rare con elementi aggiunti comesamario, europio, gadolinio, disprosio, ecc. hanno la più alta sezione d'urto di assorbimento dei neutroni e hanno un buon effetto sulla cattura dei neutroni. Attualmente, le principali applicazioni dei materiali antiradiazioni a base di terre rare nella tecnologia militare includono i seguenti aspetti.

4.1.1 Schermatura delle radiazioni nucleari

Gli Stati Uniti utilizzano l'1% di boro e il 5% di terre raregadolinio, samario, ElantanioPer realizzare un calcestruzzo resistente alle radiazioni spesso 600 m per schermare le sorgenti di neutroni da fissione nei reattori delle piscine. La Francia ha sviluppato un materiale di protezione dalle radiazioni a base di terre rare aggiungendo boruri,terre rarecomposti, oleghe di terre rarealla grafite come substrato. Il riempitivo di questo materiale schermante composito deve essere distribuito uniformemente e trasformato in componenti prefabbricati, che vengono posizionati attorno al canale del reattore in base alle diverse esigenze dei componenti schermanti.

4.1.2 Schermatura delle radiazioni termiche del serbatoio

È costituito da quattro strati di impiallacciatura, con uno spessore totale di 5-20 cm. Il primo strato è in plastica rinforzata con fibra di vetro, con aggiunta di polvere inorganica al 2%.terre rarecomposti come riempitivi per bloccare i neutroni veloci e assorbire i neutroni lenti; Il secondo e il terzo strato aggiungono boro grafite, polistirene ed elementi di terre rare che rappresentano il 10% della quantità totale di riempitivo al primo per bloccare i neutroni di energia intermedia e assorbire i neutroni termici; Il quarto strato utilizza grafite al posto della fibra di vetro e aggiunge il 25%terre rarecomposti per assorbire i neutroni termici.

4.1.3 Altri

Applicazioneterre rareI rivestimenti anti-radiazioni applicati a carri armati, navi, rifugi e altre attrezzature militari possono avere un effetto anti-radiazioni.

4.2 Applicazione nella tecnologia nucleare

Terre rareossido di ittriopuò essere utilizzato come assorbitore combustibile per il combustibile all'uranio nei reattori ad acqua bollente (BWR). Tra tutti gli elementi,gadolinioha la più forte capacità di assorbire neutroni, con circa 4600 bersagli per atomo. Ogni atomo naturalegadoliniol'atomo assorbe in media 4 neutroni prima di rompersi. Se mescolato con uranio fissile,gadoliniopuò favorire la combustione, ridurre il consumo di uranio e aumentare la produzione di energia.ossido di gadolinionon produce deuterio, un sottoprodotto nocivo come il carburo di boro, e può essere compatibile sia con il combustibile all'uranio che con il suo materiale di rivestimento durante le reazioni nucleari. Il vantaggio dell'utilizzogadolinioinvece del boro è quellogadolinioPuò essere miscelato direttamente con l'uranio per impedire l'espansione delle barre di combustibile nucleare. Secondo le statistiche, attualmente sono previsti 149 reattori nucleari in tutto il mondo, di cui 115 reattori ad acqua pressurizzata che utilizzano terre rare.ossido di gadolinio. Terre raresamario, europio, Edisprosiosono stati utilizzati come assorbitori di neutroni nei neutroni autofertilizzanti.Terre rare ittrioha una piccola sezione di cattura dei neutroni e può essere utilizzato come materiale per tubi nei reattori a sali fusi. Lamine sottili con aggiuntaterre rare gadolinioEdisprosiopossono essere utilizzati come rilevatori di campi di neutroni nell'ingegneria aerospaziale e nucleare, piccole quantità diterre raretulioEerbiopossono essere utilizzati come materiali bersaglio per generatori di neutroni a tubo sigillato eossido di terre rareLa ceramica metallica di ferro-europio può essere utilizzata per realizzare piastre di supporto migliorate per il controllo del reattore.Terre raregadoliniopuò anche essere utilizzato come additivo di rivestimento per prevenire le radiazioni di neutroni e veicoli blindati rivestiti con rivestimenti speciali contenentiossido di gadoliniopuò prevenire la radiazione di neutroni.Terre rare itterbioviene utilizzato nelle apparecchiature per la misurazione dello stress geofisico causato dalle esplosioni nucleari sotterranee. Quandoterra raraHitterbioè sottoposto a forza, la resistenza aumenta e la variazione di resistenza può essere utilizzata per calcolare la pressione a cui è sottoposto. Collegamentoterre rare gadolinioPer misurare elevati stress nucleari è possibile utilizzare un foglio depositato mediante deposizione da vapore e un rivestimento sfalsato con un elemento sensibile allo stress.

5. Applicazione diTerre rareMateriali magnetici permanenti nella moderna tecnologia militare

ILterre rareIl materiale magnetico permanente, acclamato come la nuova generazione di re del magnetismo, è attualmente noto come il materiale magnetico permanente dalle prestazioni più elevate. Presenta proprietà magnetiche oltre 100 volte superiori a quelle dell'acciaio magnetico utilizzato nelle apparecchiature militari negli anni '70. Attualmente, è diventato un materiale importante nelle moderne tecnologie di comunicazione elettronica, utilizzato nei tubi a onde progressive e nei circolatori di satelliti artificiali terrestri, radar e altri campi. Pertanto, riveste un'importanza militare significativa.

SamarioI magneti al cobalto e i magneti al neodimio-ferro-boro vengono utilizzati per la focalizzazione del fascio di elettroni nei sistemi di guida missilistica. I magneti sono i principali dispositivi di focalizzazione dei fasci di elettroni e trasmettono i dati alla superficie di controllo del missile. Ci sono circa 2,27-4,54 kg di magneti in ciascun dispositivo di focalizzazione del missile. Inoltre,terre rareI magneti vengono utilizzati anche per azionare motori elettrici e ruotare il timone dei missili guidati. I loro vantaggi risiedono nelle loro proprietà magnetiche più elevate e nel peso ridotto rispetto ai magneti originali in alluminio-nichel-cobalto.

6. Applicazione diTerre rareMateriali laser nella moderna tecnologia militare

Il laser è un nuovo tipo di sorgente luminosa che ha una buona monocromaticità, direzionalità e coerenza e può raggiungere un'elevata luminosità. Il laser eterre rareI materiali laser sono nati contemporaneamente. Finora, circa il 90% dei materiali laser coinvolgeterre rare. Per esempio,ittrioIl cristallo di granato di alluminio è un laser ampiamente utilizzato in grado di fornire un'elevata potenza continua a temperatura ambiente. L'applicazione dei laser a stato solido in ambito militare moderno include i seguenti aspetti.

6.1 Misurazione della distanza laser

ILneodimiodrogatoittrioIl telemetro laser a granato di alluminio sviluppato da paesi come Stati Uniti, Gran Bretagna, Francia e Germania può misurare distanze fino a 4000-20000 metri con una precisione di 5 metri. Sistemi d'arma come l'MI americano, il Leopard II tedesco, il Leclerc francese, il Type 90 giapponese, il Mecca israeliano e il più recente carro armato Challenger 2 sviluppato in Gran Bretagna utilizzano tutti questo tipo di telemetro laser. Attualmente, alcuni paesi stanno sviluppando una nuova generazione di telemetri laser solidi per la sicurezza dell'occhio umano, con un intervallo di lunghezza d'onda di lavoro di 1,5-2,1 μM. Telemetri laser portatili sono stati sviluppati utilizzandoolmiodrogatoittrioLaser al fluoruro di litio negli Stati Uniti e nel Regno Unito, con una lunghezza d'onda di lavoro di 2,06 μM e una portata fino a 3000 m. Gli Stati Uniti hanno anche collaborato con aziende laser internazionali per sviluppare un laser drogato all'erbio.ittrioLaser al fluoruro di litio con una lunghezza d'onda di 1,73 μM, telemetro laser ampiamente equipaggiato con le truppe. La lunghezza d'onda laser del telemetro militare cinese è di 1,06 μM, con un range da 200 a 7000 m. La Cina ottiene dati importanti dai teodoliti televisivi laser per le misurazioni della distanza del bersaglio durante il lancio di razzi a lungo raggio, missili e satelliti sperimentali per comunicazioni.

6.2 Guida laser

Le bombe a guida laser utilizzano i laser per la guida terminale. Il laser Nd·YAG, che emette decine di impulsi al secondo, viene utilizzato per irradiare il laser bersaglio. Gli impulsi sono codificati e gli impulsi luminosi possono autoguidare la risposta del missile, impedendo così interferenze dovute al lancio del missile e agli ostacoli posti dal nemico. La bomba aliante GBV-15 dell'esercito statunitense, nota anche come "bomba dexterous", può essere utilizzata anche per produrre proiettili a guida laser.

6.3 Comunicazione laser

Oltre al Nd·YAG, l'uscita laser del litioneodimioIl cristallo di fosfato (LNP) è polarizzato e facilmente modulabile, il che lo rende uno dei materiali più promettenti per i microlaser. È adatto come sorgente luminosa per le comunicazioni in fibra ottica e si prevede che troverà applicazione nell'ottica integrata e nella comunicazione cosmica. Inoltre,ittrioIl monocristallo di granato di ferro (Y3Fe5O12) può essere utilizzato come vari dispositivi magnetostatici a onde superficiali utilizzando la tecnologia di integrazione a microonde, rendendo i dispositivi integrati e miniaturizzati e trovando applicazioni speciali nel controllo remoto dei radar, nella telemetria, nella navigazione e nelle contromisure elettroniche.

7. L'applicazione diTerre rareMateriali superconduttori nella moderna tecnologia militare

Quando un determinato materiale presenta resistenza nulla al di sotto di una certa temperatura, si parla di superconduttività, ovvero la temperatura critica (Tc). I superconduttori sono un tipo di materiale antimagnetico che respinge qualsiasi tentativo di applicare un campo magnetico al di sotto della temperatura critica, noto come effetto Meisner. L'aggiunta di terre rare ai materiali superconduttori può aumentare notevolmente la temperatura critica Tc. Ciò ha notevolmente favorito lo sviluppo e l'applicazione di materiali superconduttori. Negli anni '80, paesi sviluppati come gli Stati Uniti e il Giappone hanno aggiunto una certa quantità di...ossido di terre rarecome ad esempiolantanio, ittrio,europio, Eerbioall'ossido di bario eossido di ramecomposti che venivano miscelati, pressati e sinterizzati per formare materiali ceramici superconduttori, rendendo più ampia l'applicazione della tecnologia superconduttrice, soprattutto nelle applicazioni militari.

7.1 Circuiti integrati superconduttori

Negli ultimi anni, la ricerca sull'applicazione della tecnologia superconduttiva nei computer elettronici è stata condotta all'estero e sono stati sviluppati circuiti integrati superconduttori utilizzando materiali ceramici superconduttori. Se questo tipo di circuito integrato venisse utilizzato per produrre computer superconduttori, non solo sarebbe di piccole dimensioni, leggero e pratico da usare, ma avrebbe anche una velocità di elaborazione da 10 a 100 volte superiore a quella dei computer a semiconduttore, con operazioni in virgola mobile che raggiungono da 300 a 1 trilione di volte al secondo. Pertanto, l'esercito statunitense prevede che, una volta introdotti, i computer superconduttori diventeranno un "moltiplicatore" per l'efficacia in combattimento del sistema C1 in ambito militare.

7.2 Tecnologia di esplorazione magnetica superconduttiva

I componenti magnetici sensibili realizzati in materiali ceramici superconduttori presentano un volume ridotto, che ne facilita l'integrazione e la disposizione in serie. Possono formare sistemi di rilevamento multicanale e multiparametrico, aumentando notevolmente la capacità di informazione dell'unità e migliorando significativamente la distanza di rilevamento e la precisione del rilevatore magnetico. L'uso di magnetometri superconduttori non solo consente di rilevare bersagli in movimento come carri armati, veicoli e sottomarini, ma anche di misurarne le dimensioni, portando a cambiamenti significativi nelle tattiche e nelle tecnologie, come la guerra anticarro e antisommergibile.

Si segnala che la Marina degli Stati Uniti ha deciso di sviluppare un satellite di telerilevamento utilizzando questoterre rareMateriale superconduttore per dimostrare e migliorare la tecnologia tradizionale di telerilevamento. Questo satellite, chiamato Naval Earth Image Observatory, è stato lanciato nel 2000.

8.Applicazione diTerre rareMateriali magnetostrittivi giganti nella moderna tecnologia militare

Terre rareI materiali magnetostrittivi giganti sono un nuovo tipo di materiale funzionale sviluppato all'estero alla fine degli anni '80. Si riferiscono principalmente a composti di ferro delle terre rare. Questo tipo di materiale ha un valore magnetostrittivo molto maggiore rispetto a ferro, nichel e altri materiali, e il suo coefficiente magnetostrittivo è circa 102-103 volte superiore a quello dei materiali magnetostrittivi generali, per questo motivo vengono definiti materiali magnetostrittivi giganti o di grandi dimensioni. Tra tutti i materiali commerciali, i materiali magnetostrittivi giganti delle terre rare presentano il più elevato valore di deformazione e di energia sotto azione fisica. Soprattutto con il successo dello sviluppo della lega magnetostrittiva Terfenol-D, si è aperta una nuova era per i materiali magnetostrittivi. Quando il Terfenol-D viene immerso in un campo magnetico, la sua variazione dimensionale è maggiore rispetto a quella dei materiali magnetici ordinari, il che consente di ottenere movimenti meccanici di precisione. Attualmente, è ampiamente utilizzato in vari campi, dai sistemi di alimentazione, al controllo delle valvole dei liquidi, al microposizionamento, agli attuatori meccanici per telescopi spaziali e ai regolatori alari degli aeromobili. Lo sviluppo della tecnologia dei materiali Terfenol-D ha compiuto progressi rivoluzionari nella tecnologia di conversione elettromeccanica. Ha inoltre svolto un ruolo importante nello sviluppo di tecnologie all'avanguardia, nella tecnologia militare e nella modernizzazione delle industrie tradizionali. L'applicazione dei materiali magnetostrittivi a base di terre rare nelle moderne applicazioni militari comprende principalmente i seguenti aspetti:

8.1 Sonar

La frequenza di emissione generale del sonar è superiore a 2 kHz, ma il sonar a bassa frequenza al di sotto di questa frequenza presenta vantaggi specifici: più bassa è la frequenza, minore è l'attenuazione, maggiore è la distanza di propagazione dell'onda sonora e minore è l'impatto sulla schermatura dell'eco subacquea. I sonar realizzati in Terfenol-D soddisfano i requisiti di alta potenza, volume ridotto e bassa frequenza, per cui si sono sviluppati rapidamente.

8.2 Trasduttori elettrici-meccanici

Utilizzato principalmente per piccoli dispositivi ad azione controllata - attuatori. Include una precisione di controllo che raggiunge il livello nanometrico, così come servopompe, sistemi di iniezione del carburante, freni, ecc. Utilizzato per auto militari, aerei e veicoli spaziali militari, robot militari, ecc.

8.3 Sensori e dispositivi elettronici

Come magnetometri tascabili, sensori per il rilevamento di spostamento, forza e accelerazione e dispositivi a onde acustiche di superficie sintonizzabili. Questi ultimi vengono utilizzati per sensori di fase nelle miniere, sonar e componenti di archiviazione nei computer.

9. Altri materiali

Altri materiali cometerre raremateriali luminescenti,terre raremateriali di stoccaggio dell'idrogeno, materiali magnetoresistivi giganti delle terre rare,terre raremateriali di refrigerazione magnetica eterre rareI materiali di accumulo magneto-ottici sono stati tutti applicati con successo nell'esercito moderno, migliorando notevolmente l'efficacia in combattimento delle armi moderne. Ad esempio,terre rareI materiali luminescenti sono stati applicati con successo ai dispositivi per la visione notturna. Negli specchi per la visione notturna, i fosfori di terre rare convertono i fotoni (energia luminosa) in elettroni, che vengono amplificati attraverso milioni di piccoli fori nel piano del microscopio a fibre ottiche, riflettendosi avanti e indietro dalla parete, rilasciando altri elettroni. Alcuni fosfori di terre rare all'estremità posteriore riconvertono gli elettroni in fotoni, rendendo l'immagine visibile con un oculare. Questo processo è simile a quello di uno schermo televisivo, doveterre rareLa polvere fluorescente emette un'immagine a colori specifica sullo schermo. L'industria americana utilizza tipicamente il pentossido di niobio, ma per il successo dei sistemi di visione notturna è necessario l'elemento delle terre rare.lantanioè una componente cruciale. Durante la Guerra del Golfo, le forze multinazionali utilizzarono questi visori notturni per osservare ripetutamente i bersagli dell'esercito iracheno, in cambio di una piccola vittoria.

10. Conclusione

Lo sviluppo delterre rarel'industria ha promosso efficacemente il progresso globale della moderna tecnologia militare, e il miglioramento della tecnologia militare ha anche guidato lo sviluppo prospero dell'terre rareindustria. Credo che con il rapido progresso della scienza e della tecnologia mondiale,terre rarei prodotti svolgeranno un ruolo sempre più importante nello sviluppo della moderna tecnologia militare con le loro funzioni speciali e apporteranno enormi benefici economici e sociali eccezionali all'terre rarel'industria stessa.