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

Terre rare,conosciuti come il "tesoro" di nuovi materiali, in quanto materiale funzionale speciale, 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 nelle industrie tradizionali come la metallurgia, la petrolchimica, la ceramica del vetro, la filatura della lana, il cuoio e l'agricoltura, ma svolgono anche un ruolo indispensabile in materiali come fluorescenza, magnetismo, laser, comunicazione in fibra ottica, energia di stoccaggio dell'idrogeno, superconduttività, ecc., influenza direttamente la velocità e il livello di sviluppo delle industrie emergenti ad alta tecnologia come gli strumenti ottici, l'elettronica, l'aerospaziale e l'industria nucleare.Queste tecnologie sono state applicate con successo nella tecnologia militare, promuovendo notevolmente lo sviluppo della moderna tecnologia militare.

Il ruolo speciale svolto daterra raraI nuovi materiali nella moderna tecnologia militare hanno attirato grande attenzione da parte di governi ed esperti di vari paesi, essendo stati elencati come un elemento chiave nello sviluppo delle industrie high-tech e della tecnologia militare dai dipartimenti competenti di paesi come gli Stati Uniti e il Giappone.

Una breve introduzione aTerra rarae il loro rapporto con la difesa militare e nazionale
A rigor di termini, tutti gli elementi delle terre rare hanno determinate applicazioni militari, ma il ruolo più critico che svolgono nella difesa nazionale e nei campi militari dovrebbe essere in applicazioni come la portata laser, la guida laser e la comunicazione laser.

L'applicazione diterra raraacciaio eterra raraferro duttile nella moderna tecnologia militare

1.1 Applicazione diTerra raraL'acciaio nella moderna tecnologia militare

La funzione comprende due aspetti: purificazione e lega, principalmente desolforazione, disossidazione e rimozione del gas, eliminando l'influenza delle impurità nocive a basso punto di fusione, affinando 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 diterra rara.

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, e successivamente produsseterra raraacciaio per armature come 601, 603 e 623, inaugurando una nuova era di materie prime chiave per la produzione di carri armati in Cina basata sulla produzione nazionale.

1.1.2Terra raraacciaio al carbonio

A metà degli anni ’60, la Cina aumentò lo 0,05%terra raraelementi per un certo acciaio al carbonio di alta qualità da produrreterra raraacciaio al carbonio.Il valore di impatto laterale di questo acciaio delle terre rare è aumentato dal 70% al 100% rispetto all'acciaio al carbonio originale e il valore di impatto a -40 ℃ è quasi raddoppiato.Il bossolo di grande diametro realizzato in questo acciaio ha dimostrato, attraverso test di tiro al poligono, di soddisfare pienamente i requisiti tecnici.Attualmente, la Cina lo ha finalizzato e messo in produzione, realizzando il desiderio di lunga data della Cina di sostituire il rame con l'acciaio nel materiale delle cartucce.

1.1.3 Acciaio ad alto contenuto di manganese e terre rare

Terra raral'acciaio ad alto contenuto di manganese viene utilizzato per produrre piastre per cingoli per cisterne, mentreterra raral'acciaio fuso viene utilizzato per produrre ali di coda, freni di bocca e componenti strutturali di artiglieria per proiettili perforanti ad alta velocità.Ciò può ridurre le fasi di lavorazione, migliorare l’utilizzo dell’acciaio e ottenere indicatori tattici e tecnici.

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

In passato, i materiali dei proiettili della camera anteriore della Cina erano realizzati in ghisa semirigida di ghisa di alta qualità mescolata con il 30%-40% di rottami di acciaio.A causa della sua bassa resistenza, elevata fragilità, frammentazione efficace bassa e non tagliente dopo l'esplosione e debole potere letale, lo sviluppo di corpi di proiettili a camera anteriore era un tempo limitato.Dal 1963, vari calibri di proiettili di mortaio sono stati prodotti utilizzando ferro duttile delle terre rare, che ha aumentato le loro proprietà meccaniche di 1-2 volte, ha moltiplicato il numero di frammenti efficaci e ha affilato i bordi dei frammenti, aumentando notevolmente il loro potere letale.I proiettili da combattimento di un certo tipo di proiettili per cannoni e proiettili da campo realizzati con questo materiale nel nostro paese hanno un numero efficace di frammentazione e un raggio di uccisione denso leggermente migliori rispetto ai proiettili in acciaio.

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

Terre rarehanno un'elevata attività chimica e ampi raggi atomici.Quando aggiunti ai metalli non ferrosi e alle loro leghe, possono affinare la dimensione dei grani, prevenire la segregazione, rimuovere gas, impurità e purificare e migliorare la struttura metallografica, raggiungendo così obiettivi completi come il miglioramento delle proprietà meccaniche, delle proprietà fisiche e delle prestazioni di lavorazione.I lavoratori materiali nazionali e stranieri hanno utilizzato le proprietà diterre rareper svilupparne di nuoviterra raraleghe 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.

2.1Terra raralega di magnesio

Terra rarale leghe di magnesio hanno un'elevata resistenza specifica, possono ridurre il peso dell'aereo, migliorare le prestazioni tattiche e avere ampie prospettive di applicazione.ILterra rarale leghe di magnesio sviluppate dalla China Aviation Industry Corporation (di seguito denominata AVIC) comprendono circa 10 gradi di leghe di magnesio fuso e leghe di magnesio deformate, molte delle quali sono state utilizzate nella produzione e hanno una qualità stabile.Ad esempio, la lega di magnesio fuso ZM 6 con neodimio metallico delle terre rare come additivo principale è stata ampliata per essere utilizzata in parti importanti come gli involucri di riduzione posteriori degli elicotteri, le centine delle ali dei caccia e le piastre di pressione in piombo dei rotori per generatori da 30 kW.La lega di magnesio ad alta resistenza BM25 di terre rare sviluppata congiuntamente da China Aviation Corporation e Nonferrous Metals Corporation ha sostituito alcune leghe di alluminio a media resistenza ed è stata applicata negli aerei da impatto.

2.2Terra raraLega di titanio

All'inizio degli anni '70, l'Istituto dei materiali aeronautici di Pechino (denominato 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 fusa ad alta temperatura ZT3 ad alte prestazioni contenente cerio.Rispetto a leghe internazionali simili, presenta alcuni vantaggi in termini di resistenza al calore, resistenza e prestazioni del processo.L'involucro del compressore prodotto con esso viene utilizzato per il motore W PI3 II, riducendo il peso di ciascun aereo di 39 kg e aumentando il rapporto spinta/peso dell'1,5%.Inoltre, le fasi di lavorazione sono ridotte di circa il 30%, ottenendo notevoli vantaggi tecnici ed economici, colmando il divario derivante dall’utilizzo di involucri in titanio fuso per motori aeronautici in Cina in condizioni di temperatura di 500 ℃.La ricerca ha dimostrato che ce ne sono di piccoliossido di cerioparticelle nella microstruttura della lega ZT3 contenentecerio.Ceriocombina una parte di ossigeno nella lega per formare un materiale refrattario e di elevata durezzaossido di terre raremateriale, Ce2O3.Queste particelle ostacolano il movimento delle dislocazioni durante la deformazione della lega, migliorando le prestazioni della lega alle alte temperature.Ceriocattura alcune impurità del gas (soprattutto ai bordi del grano), che possono rafforzare la lega pur mantenendo una buona stabilità termica.Questo è il primo tentativo di applicare la teoria del difficile rafforzamento del punto di soluto nella fusione di leghe di titanio.Inoltre, dopo anni di ricerca, l'Aviation Materials Institute ha sviluppato materiali stabili ed economiciossido di ittriomateriali in sabbia e polvere nel processo di fusione di precisione della soluzione in lega di titanio, utilizzando una speciale tecnologia di trattamento di mineralizzazione.Ha raggiunto buoni livelli di gravità specifica, durezza e stabilità rispetto al titanio liquido.In termini di regolazione e controllo delle prestazioni del liquame di guscio, ha mostrato una maggiore superiorità.L'eccezionale vantaggio dell'utilizzo del guscio di ossido di ittrio per produrre getti di titanio è che, in condizioni in cui la qualità e il livello di processo dei getti sono paragonabili a quelli del processo dello strato superficiale di tungsteno, è possibile produrre getti di leghe di titanio più sottili di quelli del processo dello strato superficiale di tungsteno.Attualmente, questo processo è stato ampiamente utilizzato nella produzione di vari aerei, motori e getti civili.

2.3Terra raraLega di alluminio

La lega di alluminio pressofuso resistente al calore HZL206 contenente terre rare sviluppata da AVIC ha proprietà meccaniche superiori alle alte temperature e alla temperatura ambiente rispetto alle leghe contenenti nichel all'estero e ha raggiunto il livello avanzato di leghe simili all'estero.Ora viene utilizzata come valvola resistente alla pressione per elicotteri e aerei da combattimento con una temperatura di esercizio di 300 ℃, in sostituzione dell'acciaio e delle leghe di titanio.Peso strutturale ridotto ed è stato messo in produzione di massa.La resistenza alla trazione diterra raraLa lega ipereutettica ZL117 di alluminio e silicio a 200-300 ℃ 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 comunemente utilizzate ZL108, con un piccolo coefficiente di dilatazione lineare e una buona stabilità dimensionale.È stato utilizzato negli accessori aeronautici, nei compressori d'aria KY-5, KY-7 e nei pistoni dei motori dei modelli aeronautici.L'aggiunta diterra raraelementi alle leghe di alluminio migliorano significativamente la microstruttura e le proprietà meccaniche.Il meccanismo d'azione degli elementi delle terre rare nelle leghe di alluminio è quello di formare una distribuzione dispersa e piccoli composti di alluminio svolgono un ruolo significativo nel rafforzamento della seconda fase;L'aggiunta diterra raragli elementi svolgono un ruolo nel degasaggio e nella purificazione, riducendo così il numero di pori nella lega e migliorandone le prestazioni;Terra raraAnche i composti di alluminio, come nuclei cristallini eterogenei per raffinare i grani e le fasi eutettiche, sono un tipo di modificatore;Gli elementi delle terre rare promuovono la formazione e il raffinamento delle fasi ricche di ferro, riducendone gli effetti dannosi.α— La quantità di ferro in soluzione solida in A1 diminuisce con l'aumentare diterra raraInoltre, che è utile anche per migliorare la resistenza e la plasticità.

L'applicazione diterra raramateriali di combustione nella moderna tecnologia militare

3.1 Purometalli delle terre rare

Purometalli delle terre rare, a causa delle 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, fu trasformato in selce.È stato riscontrato che tra i 17terra raraelementi, sei elementi inclusicerio, lantanio, neodimio, praseodimio, samario, Eittriohanno prestazioni particolarmente buone contro gli incendi dolosi.Le persone hanno incendiato le proprietà 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 ma anche incendi dolosi.La testata del razzo aria-terra americano "Damping Man" è dotata di 108 barre quadrate di metalli delle terre rare come rivestimenti, che sostituiscono alcuni frammenti prefabbricati.Test di sabbiatura statica hanno dimostrato che la sua capacità di accendere il carburante per aerei è superiore del 44% rispetto a quello senza rivestimento.

3.2 Mistometallo delle terre rares

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

3.3Terra raraleghe di combustione

Aterra rarauna lega di combustione del peso di 100 g può formare 200-3000 scintille con un'ampia area di copertura, che equivale al raggio di uccisione dei proiettili perforanti e perforanti.Pertanto, lo sviluppo di munizioni multifunzionali con potere di combustione è diventato una delle principali direzioni di sviluppo delle munizioni in patria e all'estero.Per quanto riguarda i proiettili perforanti e perforanti, le loro prestazioni tattiche richiedono che, dopo aver penetrato l'armatura del carro armato nemico, possano anche accendere il carburante e le munizioni per distruggere completamente il carro armato.Per le granate, è necessario accendere forniture militari e strutture strategiche all'interno del loro raggio d'azione.È stato riferito che una bomba incendiaria in plastica di metalli delle terre rare prodotta negli Stati Uniti ha un corpo in nylon rinforzato con fibra di vetro e un nucleo misto in lega di terre rare, che viene utilizzato per avere effetti migliori contro obiettivi contenenti carburante per aerei e materiali simili.

Applicazione di 4Terra raraMateriali nella protezione militare e nella tecnologia nucleare

4.1 Applicazione nella tecnologia di protezione militare

Gli elementi delle terre rare hanno proprietà resistenti alle radiazioni.Il Centro nazionale per le sezioni trasversali di neutroni 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 di terre rare per i test di radioprotezione.I risultati mostrano che l'effetto di schermatura dei neutroni termici diterra raramateriali polimerici è 5-6 volte migliore di quello diterra raramateriali polimerici liberi.I materiali delle terre rare con elementi aggiunti comesamario, europio, gadolinio, disprosio, ecc. hanno la sezione d'urto di assorbimento dei neutroni più elevata e hanno un buon effetto sulla cattura dei neutroni.Allo stato attuale, le principali applicazioni dei materiali antiradiazioni delle terre rare nella tecnologia militare includono i seguenti aspetti.

4.1.1 Schermatura contro le 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 a piscina.La Francia ha sviluppato un materiale per la protezione dalle radiazioni delle terre rare aggiungendo boruri,terra raracomposti, oleghe di terre rarealla grafite come substrato.Il riempitivo di questo materiale schermante composito deve essere distribuito uniformemente e realizzato in parti prefabbricate, che vengono posizionate attorno al canale del reattore in base ai diversi requisiti delle parti schermanti.

4.1.2 Schermatura contro le radiazioni termiche del serbatoio

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

4.1.3 Altri

Applicazioneterra rarai rivestimenti antiradiazioni su carri armati, navi, rifugi e altre attrezzature militari possono avere un effetto antiradiazioni.

4.2 Applicazione nella tecnologia nucleare

Terra raraossido di ittriopuò essere utilizzato come assorbitore di combustibile per il combustibile di 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.Ciascuno naturalegadoliniol'atomo assorbe in media 4 neutroni prima del fallimento.Quando mescolato con uranio fissile,gadoliniopuò promuovere la combustione, ridurre il consumo di uranio e aumentare la produzione di energia.Ossido di gadolinionon produce deuterio sottoprodotto dannoso 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 di utilizzaregadolinioinvece del boro è quellogadoliniopuò essere miscelato direttamente con l'uranio per prevenire l'espansione delle barre di combustibile nucleare.Secondo le statistiche, attualmente ci sono 149 reattori nucleari pianificati in tutto il mondo, di cui 115 reattori ad acqua pressurizzata utilizzano terre rareossido di gadolinio. Terra rarasamario, europio, Edisprosiosono stati utilizzati come assorbitori di neutroni negli allevatori di neutroni.Terra rara ittrioha una piccola sezione trasversale di cattura in neutroni e può essere utilizzato come materiale per tubi per reattori a sali fusi.Fogli sottili con aggiuntaterra rara gadolinioEdisprosiopossono essere utilizzati come rilevatori di campi di neutroni nell'ingegneria aerospaziale e nucleare, in piccole quantitàterra raratulioEerbiopossono essere utilizzati come materiali bersaglio per generatori di neutroni a tubi sigillati eossido di terre rareLa ceramica metallo-ferro europio può essere utilizzata per realizzare piastre di supporto per il controllo del reattore migliorate.Terra raragadoliniopuò 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.Terra rara itterbioviene utilizzato nelle apparecchiature per la misurazione del geostress causato da esplosioni nucleari sotterranee.Quandoterra raraHitterbioè sottoposto a una forza, la resistenza aumenta e la variazione di resistenza può essere utilizzata per calcolare la pressione a cui è sottoposto.Collegamentoterra rara gadoliniola lamina depositata mediante deposizione di vapore e il rivestimento sfalsato con un elemento sensibile allo stress possono essere utilizzati per misurare un elevato stress nucleare.

5,Applicazione diTerra raraMateriali a magneti permanenti nella moderna tecnologia militare

ILterra rarail materiale a magnete permanente, acclamato come la nuova generazione di re del magnete, è attualmente noto come il materiale a magnete permanente dalle prestazioni più complete.Ha proprietà magnetiche più di 100 volte superiori rispetto all'acciaio magnetico utilizzato nelle attrezzature militari negli anni '70.Allo stato attuale, è diventato un materiale importante nella moderna tecnologia di comunicazione elettronica, utilizzato nei tubi a onde viaggianti e nei circolatori nei satelliti terrestri artificiali, nei radar e in altri campi.Pertanto, ha un significato militare significativo.

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 5-10 libbre (2,27-4,54 kg) di magneti in ciascun dispositivo di guida della messa a fuoco del missile.Inoltre,terra rarai magneti vengono utilizzati anche per azionare motori elettrici e ruotare il timone dei missili guidati.I loro vantaggi risiedono nelle loro proprietà magnetiche più forti e nel peso più leggero rispetto ai magneti originali in alluminio nichel-cobalto.

6. Applicazione diTerra raraMateriali laser nella moderna tecnologia militare

Il laser è un nuovo tipo di sorgente luminosa che presenta buona monocromaticità, direzionalità e coerenza e può raggiungere un'elevata luminosità.Laser eterra rarai materiali laser sono nati contemporaneamente.Finora, circa il 90% dei materiali laser sono coinvoltiterre rare.Per esempio,ittrioIl cristallo di granato di alluminio è un laser ampiamente utilizzato in grado di ottenere un'emissione continua ad alta potenza a temperatura ambiente.L'applicazione dei laser a stato solido nell'esercito moderno comprende i seguenti aspetti.

6.1 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.I sistemi d'arma come l'MI americano, il Leopard II tedesco, il Leclerc francese, il Type 90 giapponese, la Mecca israeliana e l'ultimo 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 lunghezze d'onda di lavoro di 1,5-2,1 μ M. I 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 μ M, che arriva fino a 3000 m.Gli Stati Uniti hanno anche collaborato con aziende laser internazionali per sviluppare un laser drogato con erbioittriolaser al fluoruro di litio con una lunghezza d'onda di 1,73 μ Telemetro laser di M e pesantemente equipaggiato con le truppe.La lunghezza d'onda del laser del telemetro militare cinese è 1,06 μ M, compresa tra 200 e 7000 m.La Cina ottiene dati importanti dai teodoliti televisivi laser nelle misurazioni della portata target durante il lancio di razzi, missili e satelliti di comunicazione sperimentali a lungo raggio.

6.2 Guida laser

Le bombe a guida laser utilizzano i laser per la guida terminale.Per irradiare il laser bersaglio viene utilizzato il laser Nd · YAG, che emette decine di impulsi al secondo.Gli impulsi sono codificati e gli impulsi luminosi possono autoguidare la risposta del missile, prevenendo così le interferenze derivanti dal lancio del missile e dagli ostacoli posti dal nemico.La bomba aliante militare statunitense GBV-15, conosciuta anche come la "bomba abile".Allo stesso modo, può essere utilizzato anche per produrre gusci guidati da laser.

6.3 Comunicazione laser

Oltre al Nd · YAG, il laser emette litioneodimioil cristallo di fosfato (LNP) è polarizzato e facile da modulare, rendendolo uno dei materiali micro laser più promettenti.È adatto come sorgente luminosa per la comunicazione in fibra ottica e si prevede che venga applicato nell'ottica integrata e nella comunicazione cosmica.Inoltre,ittrioIl cristallo singolo di granato di ferro (Y3Fe5O12) può essere utilizzato come vari dispositivi magnetostatici a onde superficiali utilizzando la tecnologia di integrazione delle microonde, rendendo i dispositivi integrati e miniaturizzati e avendo applicazioni speciali nel controllo remoto radar, telemetria, navigazione e contromisure elettroniche.

7.L'applicazione diTerra raraMateriali superconduttori nella moderna tecnologia militare

Quando un determinato materiale presenta una resistenza pari a zero al di sotto di una determinata temperatura, si parla di superconduttività, che è 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 elementi delle terre rare ai materiali superconduttori può aumentare notevolmente la temperatura critica Tc.Ciò promuove notevolmente lo sviluppo e l'applicazione di materiali superconduttori.Negli anni ’80, i paesi sviluppati come gli Stati Uniti e il Giappone ne aggiunsero una certa quantitàossido di terre rareè cosìlantanio, ittrio,europio, Eerbioall'ossido di bario eossido di ramecomposti, che sono stati miscelati, pressati e sinterizzati per formare materiali ceramici superconduttori, rendendo più estesa l'applicazione diffusa della tecnologia superconduttrice, soprattutto nelle applicazioni militari.

7.1 Circuiti integrati superconduttori

Negli ultimi anni sono state condotte ricerche all'estero sull'applicazione della tecnologia superconduttrice nei computer elettronici e sono stati sviluppati circuiti integrati superconduttori utilizzando materiali ceramici superconduttori.Se questo tipo di circuito integrato viene utilizzato per produrre computer superconduttori, non solo sarà di piccole dimensioni, leggero e comodo da usare, ma avrà anche una velocità di calcolo da 10 a 100 volte più veloce dei computer a semiconduttore, con operazioni in virgola mobile. raggiungendo da 300 a 1 trilione di volte al secondo.Pertanto, l'esercito americano prevede che una volta introdotti i computer superconduttori, questi diventeranno un "moltiplicatore" dell'efficacia di combattimento del sistema C1 in ambito militare.

7.2 Tecnologia di esplorazione magnetica superconduttiva

I componenti magnetici sensibili realizzati con materiali ceramici superconduttori hanno un volume ridotto, facilitando l'integrazione e l'array.Possono formare sistemi di rilevamento multicanale e multiparametro, aumentando notevolmente la capacità di informazione dell'unità e migliorando notevolmente la distanza di rilevamento e la precisione del rilevatore magnetico.L'uso di magnetometri superconduttori può non solo rilevare bersagli in movimento come carri armati, veicoli e sottomarini, ma anche misurarne le dimensioni, portando a cambiamenti significativi nelle tattiche e nelle tecnologie come la guerra anticarro e anti sottomarina.

È stato riferito che la Marina americana ha deciso di sviluppare un satellite di telerilevamento utilizzando questoterra raramateriale superconduttore per dimostrare e migliorare la tradizionale tecnologia di telerilevamento.Questo satellite chiamato Naval Earth Image Observatory è stato lanciato nel 2000.

8.Applicazione diTerra raraMateriali magnetostrittivi giganti nella moderna tecnologia militare

Terra raraI materiali magnetostrittivi giganti sono un nuovo tipo di materiale funzionale recentemente sviluppato all'estero alla fine degli anni '80.Si riferisce principalmente ai composti del ferro delle terre rare.Questo tipo di materiale ha un valore magnetostrittivo molto maggiore rispetto al ferro, al nichel e ad altri materiali e il suo coefficiente magnetostrittivo è circa 102-103 volte superiore a quello dei materiali magnetostrittivi generali, quindi è chiamato materiale magnetostrittivo grande o gigante.Tra tutti i materiali commerciali, i materiali magnetostrittivi giganti delle terre rare hanno il valore di deformazione e l'energia più elevati sotto l'azione fisica.Soprattutto con lo sviluppo di successo della lega magnetostrittiva Terfenol-D, è stata aperta una nuova era per i materiali magnetostrittivi.Quando il Terfenol-D viene posto in un campo magnetico, la sua variazione dimensionale è maggiore di quella dei normali materiali magnetici, il che consente di ottenere alcuni movimenti meccanici di precisione.Attualmente è ampiamente utilizzato in vari campi, dai sistemi di carburante, al controllo delle valvole dei liquidi, al microposizionamento agli attuatori meccanici per telescopi spaziali e regolatori delle ali degli aerei.Lo sviluppo della tecnologia dei materiali Terfenol-D ha compiuto progressi rivoluzionari nella tecnologia di conversione elettromeccanica.E ha svolto un ruolo importante nello sviluppo di tecnologie all’avanguardia, tecnologia militare e modernizzazione delle industrie tradizionali.L'applicazione dei materiali magnetostrittivi delle terre rare nell'esercito moderno 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 i suoi vantaggi speciali: più bassa è la frequenza, minore è l'attenuazione, più lontano si propaga l'onda sonora e meno influenzata è la schermatura dell'eco subacqueo.I sonar realizzati in materiale Terfenol-D possono soddisfare i requisiti di alta potenza, volume ridotto e bassa frequenza, quindi si sono sviluppati rapidamente.

8.2 Trasduttori elettromeccanici

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

8.3 Sensori e dispositivi elettronici

Come magnetometri tascabili, sensori per rilevare spostamento, forza e accelerazione e dispositivi a onde acustiche superficiali sintonizzabili.Quest'ultimo viene utilizzato per sensori di fase nelle miniere, sonar e componenti di stoccaggio nei computer.

9. Altri materiali

Altri materiali cometerra raramateriali luminescenti,terra raramateriali per lo stoccaggio dell'idrogeno, materiali magnetoresistivi giganti delle terre rare,terra raramateriali di refrigerazione magnetica eterra raraI materiali di stoccaggio magneto-ottici sono stati tutti applicati con successo nell'esercito moderno, migliorando notevolmente l'efficacia di combattimento delle armi moderne.Per esempio,terra raramateriali luminescenti sono stati applicati con successo ai dispositivi per la visione notturna.Negli specchi per la visione notturna, i fosfori delle terre rare convertono i fotoni (energia luminosa) in elettroni, che vengono potenziati attraverso milioni di piccoli fori nel piano del microscopio a fibra ottica, riflettendosi avanti e indietro dalla parete, rilasciando più elettroni.Alcuni fosfori di terre rare all'estremità della coda convertono gli elettroni in fotoni, quindi l'immagine può essere vista con un oculare.Questo processo è simile a quello di uno schermo televisivo, doveterra rarala polvere fluorescente emette una determinata immagine a colori sullo schermo.L'industria americana utilizza tipicamente il pentossido di niobio, ma affinché i sistemi di visione notturna abbiano successo, l'elemento delle terre rarelantanioè una componente cruciale.Nella Guerra del Golfo, le forze multinazionali utilizzavano questi visori notturni per osservare ripetutamente gli obiettivi dell'esercito iracheno, in cambio di una piccola vittoria.

10.Conclusione

Lo sviluppo delterra raral'industria ha effettivamente promosso il progresso globale della moderna tecnologia militare, e il miglioramento della tecnologia militare ha anche guidato il prospero sviluppo della stessaterra raraindustria.Credo che con il rapido progresso della scienza e della tecnologia mondiale,terra rarai prodotti giocheranno un ruolo maggiore nello sviluppo della moderna tecnologia militare con le loro funzioni speciali e porteranno enormi benefici economici ed eccezionali benefici sociali alterra raraindustria stessa.