Anwendung seltener Erdmaterialien in der modernen Militärtechnologie

Anwendung vonSeltenerdmaterials in moderner Militärtechnologie

Als besonderes Funktionsmaterial kann Seltene Erde, bekannt als „Schatzkammer“ neuer Materialien, die Qualität und Leistung anderer Produkte erheblich verbessern und gilt als „Vitamin“ der modernen Industrie. Es wird nicht nur häufig in traditionellen Industrien wie der Metallurgie, der petrochemischen Industrie, der Glaskeramik, der Wollspinnerei, der Lederindustrie und der Landwirtschaft eingesetzt, sondern spielt auch eine unverzichtbare Rolle in den Bereichen Materialien wie Fluoreszenz, Magnetismus, Laser, Glasfaserkommunikation, Wasserstoffspeicherenergie, Supraleitung usw. Dies wirkt sich direkt auf die Geschwindigkeit und den Entwicklungsstand aufstrebender High-Tech-Industrien wie optische Instrumente, Elektronik, Luft- und Raumfahrt, Nuklearindustrie usw. aus. Diese Technologien wurden erfolgreich in der Militärtechnologie eingesetzt und haben die Entwicklung erheblich gefördert Entwicklung der Moderne Militärtechnik.

Die besondere Rolle, die neue Seltenerdmaterialien in der modernen Militärtechnologie spielen, hat die Aufmerksamkeit von Regierungen und Experten aus verschiedenen Ländern auf sich gezogen und wurde beispielsweise von den zuständigen Abteilungen der USA als Schlüsselelement bei der Entwicklung von High-Tech-Industrien und Militärtechnologie aufgeführt USA, Japan und andere Länder.

Eine kurze Einführung in Seltene Erden und ihre Beziehung zum Militär und zur Landesverteidigung

Genau genommen alleSeltenerdelementehaben bestimmte militärische Zwecke, aber die wichtigste Rolle in den Bereichen Landesverteidigung und Militär sollte die Anwendung von Laserentfernungsmessung, Laserlenkung, Laserkommunikation und anderen Bereichen sein.

 Anwendung von Seltenerdstahl und Sphäroguss in der modernen Militärtechnologie

 1.1 Anwendung von Seltenerdstahl in der modernen Militärtechnik

Zu seinen Funktionen gehören Reinigung, Modifizierung und Legierung, hauptsächlich Entschwefelung, Desoxidation und Gasentfernung, Beseitigung des Einflusses schädlicher Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt, Verfeinerung von Korn und Struktur, Beeinflussung des Phasenübergangspunkts von Stahl und Verbesserung seiner Härtbarkeit und mechanischen Eigenschaften . Militärische Wissenschafts- und Technologiemitarbeiter haben viele Seltenerdmaterialien entwickelt, die für den Einsatz in Waffen geeignet sind, indem sie diese Eigenschaft der Seltenen Erden genutzt haben.

 1.1.1 Panzerstahl

 Bereits in den frühen 1960er Jahren begann die chinesische Waffenindustrie mit der Erforschung der Anwendung seltener Erden in Panzerstahl und Waffenstahl und produzierte nacheinander seltene Erdpanzerstähle wie 601, 603 und 623, was eine neue Ära der Schlüsselrohstoffe einläutete in Chinas Panzerproduktion waren im Inland angesiedelt.

 1.1.2 Seltenerd-Kohlenstoffstahl

Mitte der 1960er Jahre fügte China dem ursprünglichen hochwertigen Kohlenstoffstahl 0,05 % Seltenerdelemente hinzu, um Seltenerd-Kohlenstoffstahl herzustellen. Der seitliche Schlagwert dieses Seltenerdstahls ist im Vergleich zum ursprünglichen Kohlenstoffstahl um 70 % bis 100 % gestiegen, und der Schlagwert bei -40 °C hat sich fast verdoppelt. Durch Schießtests auf dem Schießstand wurde nachgewiesen, dass die Großpatrone aus diesem Stahl den technischen Anforderungen voll und ganz entspricht. Derzeit wurde China fertiggestellt und in Produktion genommen, womit Chinas langjähriger Wunsch erfüllt wurde, Kupfer in Patronenmaterialien durch Stahl zu ersetzen.

 1.1.3 Seltenerd-Hochmanganstahl und Seltenerd-Gussstahl

Der seltenerdhaltige Hochmanganstahl wird zur Herstellung von Panzerkettenschuhen verwendet, und der seltenerdhaltige Gussstahl wird zur Herstellung der Heckflügel, der Mündungsbremse und der Artilleriestrukturteile von Hochgeschwindigkeits-Panzerungsdurchschlags-Abwurfkäfigen verwendet, wodurch die Verarbeitungsvorgänge verkürzt werden können. Verbessern Sie die Auslastungsrate von Stahl und erreichen Sie taktische und technische Indikatoren.

In der Vergangenheit wurden in China als Materialien für die Vorderkammer-Projektilkörper halbstarres Gusseisen mit hochwertigem Roheisen und 30 bis 40 % Stahlschrott verwendet. Aufgrund der geringen Festigkeit, der hohen Sprödigkeit, der geringen und nicht scharfen Anzahl wirksamer Splitter nach der Explosion und der geringen Tötungskraft wurde die Entwicklung des Vorderkammer-Projektilkörpers einst behindert. Seit 1963 wurden Mörsergranaten verschiedener Kaliber aus duktilem Eisen der Seltenen Erden hergestellt, wodurch ihre mechanischen Eigenschaften um das Ein- bis Zweifache verbessert, die Anzahl der effektiven Splitter vervielfacht und die Schärfe der Splitter geschärft wurde, was ihre Tötungskraft erheblich steigerte. Die effektive Anzahl an Splittern und der intensive Tötungsradius einer bestimmten Art von Kanonengranaten und Feldgeschützgranaten, die in China aus diesem Material hergestellt werden, sind etwas besser als die von Stahlgranaten.

Anwendung von Nichteisen-Seltenerdlegierungen wie Magnesium und Aluminium in der modernen Militärtechnik

 Seltene Erdehat eine hohe chemische Aktivität und einen großen Atomradius. Wenn es Nichteisenmetallen und ihren Legierungen zugesetzt wird, kann es Körner verfeinern, Entmischung, Entgasung, Entfernung und Reinigung von Verunreinigungen verhindern und die metallografische Struktur verbessern, um so den umfassenden Zweck der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, physikalischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften zu erreichen . Materialarbeiter im In- und Ausland haben unter Nutzung dieser Eigenschaft seltener Erden neue Magnesiumlegierungen, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und Superlegierungen aus seltenen Erden entwickelt. Diese Produkte werden häufig in modernen Militärtechnologien wie Kampfflugzeugen, Angriffsflugzeugen, Hubschraubern, unbemannten Luftfahrzeugen und Raketensatelliten eingesetzt.

2.1 Seltenerd-Magnesiumlegierung

Seltenerd-Magnesiumlegierungenhaben eine hohe spezifische Festigkeit, können das Flugzeuggewicht reduzieren, die taktische Leistung verbessern und haben breite Anwendungsaussichten. Die von der China Aviation Industry Corporation (im Folgenden als AVIC bezeichnet) entwickelten Seltenerd-Magnesiumlegierungen umfassen etwa 10 Sorten gegossener Magnesiumlegierungen und verformter Magnesiumlegierungen, von denen viele in der Produktion verwendet wurden und eine stabile Qualität aufweisen. Beispielsweise wurde die gegossene Magnesiumlegierung ZM 6 mit dem Seltenerdmetall Neodym als Hauptzusatz erweitert, um für wichtige Teile wie Helikopter-Heckreduzierungsgehäuse, Kampfflügelrippen und Rotorbleidruckplatten für 30-kW-Generatoren verwendet zu werden. Die von AVIC Corporation und Nonferrous Metals Corporation gemeinsam entwickelte hochfeste Seltenerd-Magnesiumlegierung BM 25 hat einige mittelfeste Aluminiumlegierungen ersetzt und wurde in Aufprallflugzeugen eingesetzt.

2.2 Seltenerd-Titanlegierung

In den frühen 1970er Jahren ersetzte das Beijing Institute of Aeronautical Materials (als Institut für Luftfahrtmaterialien bezeichnet) einen Teil von Aluminium und Silizium durch das Seltenerdmetall Cer (Ce) in Ti-Al-Mo-Titanlegierungen, wodurch die Ausfällung spröder Phasen begrenzt wurde Verbesserung der Hitzebeständigkeit der Legierung und gleichzeitig Verbesserung ihrer thermischen Stabilität. Auf dieser Basis wurde eine cerhaltige Hochleistungsguss-Hochtemperatur-Titanlegierung ZT3 entwickelt. Im Vergleich zu ähnlichen internationalen Legierungen weist es bestimmte Vorteile hinsichtlich der Warmfestigkeit und Prozessleistung auf. Das damit hergestellte Kompressorgehäuse wird für das W PI3 II-Triebwerk verwendet, mit einer Gewichtsreduzierung von 39 kg pro Flugzeug und einer Steigerung des Schub-Gewichts-Verhältnisses von 1,5 %. Darüber hinaus wurden durch die Reduzierung der Verarbeitungsschritte um etwa 30 % erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile erzielt und die Lücke bei der Verwendung von gegossenen Titangehäusen für Flugzeugtriebwerke in China bei 500 °C geschlossen. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich in der Mikrostruktur der ZT3-Legierung, die Cer enthält, kleine Ceroxidpartikel befinden. Cer verbindet einen Teil des Sauerstoffs in der Legierung zu einem feuerfesten Material mit hoher HärteSeltenerdoxidMaterial: Ce2O3. Diese Partikel behindern die Bewegung von Versetzungen während des Verformungsprozesses der Legierung und verbessern so die Hochtemperaturleistung der Legierung. Cer fängt einen Teil der Gasverunreinigungen (insbesondere an den Korngrenzen) ein, wodurch die Legierung gestärkt werden kann und gleichzeitig eine gute thermische Stabilität erhalten bleibt. Dies ist der erste Versuch, die Theorie der schwierigen Punktverfestigung gelöster Stoffe in gegossenen Titanlegierungen anzuwenden. Darüber hinaus hat das Institut für Luftfahrtmaterialien stabile und kostengünstige Produkte entwickeltYttrium(III)-oxidSand und Pulver durch jahrelange Forschung und spezielle Mineralisierungsbehandlungstechnologie im Präzisionsgussverfahren mit Titanlegierungslösung. Es hat ein besseres Niveau in Bezug auf spezifisches Gewicht, Härte und Stabilität gegenüber Titanflüssigkeit erreicht und größere Vorteile bei der Anpassung und Steuerung der Leistung von Schalenschlamm gezeigt. Der herausragende Vorteil der VerwendungYttrium(III)-oxidDie Grundlage für die Herstellung von Titangussteilen besteht darin, dass unter der Bedingung, dass die Gussqualität und das Prozessniveau dem Wolframbeschichtungsverfahren entsprechen, Titanlegierungsgussteile hergestellt werden können, die dünner sind als das Wolframbeschichtungsverfahren. Gegenwärtig wird dieses Verfahren häufig bei der Herstellung verschiedener Gussteile für Flugzeuge, Triebwerke und zivile Zwecke eingesetzt.

2.3 Seltenerd-Aluminiumlegierung

Die von AVIC entwickelte hitzebeständige Aluminiumgusslegierung HZL206 weist im Vergleich zu nickelhaltigen ausländischen Legierungen überlegene mechanische Eigenschaften bei hoher Temperatur und Raumtemperatur auf und hat das fortgeschrittene Niveau ähnlicher Legierungen im Ausland erreicht. Es wird heute als druckbeständiges Ventil für Hubschrauber und Kampfflugzeuge mit einer Arbeitstemperatur von 300 °C eingesetzt und ersetzt Stahl und Titanlegierungen. Das Strukturgewicht wurde reduziert und in die Massenproduktion gebracht. Die Zugfestigkeit der hypereutektischen Seltenerd-Aluminium-Silizium-Legierung ZL117 bei 200–300 °C übertrifft die der westdeutschen Kolbenlegierungen KS280 und KS282. Seine Verschleißfestigkeit ist 4–5 mal höher als die der üblicherweise verwendeten Kolbenlegierungen ZL108, mit einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten und guter Dimensionsstabilität. Es wurde in Luftfahrtzubehör KY-5, KY-7-Luftkompressoren und Motorkolben für Luftfahrtmodelle verwendet. Durch die Zugabe von Seltenerdelementen zu Aluminiumlegierungen werden die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften erheblich verbessert. Der Wirkungsmechanismus von Seltenerdelementen in Aluminiumlegierungen ist: Bildung einer dispergierten Verteilung, wobei kleine Aluminiumverbindungen eine wichtige Rolle bei der Verstärkung der zweiten Phase spielen; Der Zusatz von Seltenerdelementen spielt eine entgasende Katharsis-Funktion, wodurch die Anzahl der Poren in der Legierung verringert und die Leistung der Legierung verbessert wird. Seltenerd-Aluminiumverbindungen dienen als heterogene Keime zur Verfeinerung von Körnern und eutektischen Phasen und sind auch ein Modifikator; Seltenerdelemente fördern die Bildung und Verfeinerung eisenreicher Phasen und verringern so deren schädliche Auswirkungen. α – Der Eisengehalt in fester Lösung in A1 nimmt mit zunehmender Zugabe seltener Erden ab, was sich auch positiv auf die Verbesserung von Festigkeit und Plastizität auswirkt.

Die Anwendung von Seltenerd-Verbrennungsmaterialien in der modernen Militärtechnologie

3.1 Reine Seltenerdmetalle

Reine Seltenerdmetalle neigen aufgrund ihrer aktiven chemischen Eigenschaften dazu, mit Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff zu reagieren und stabile Verbindungen zu bilden. Bei starker Reibung und Stößen können Funken brennbare Stoffe entzünden. Deshalb wurde es bereits 1908 zu Feuerstein verarbeitet. Es wurde festgestellt, dass von den 17 Seltenerdelementen sechs Elemente, darunter Cer, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium und Yttrium, eine besonders gute Brandstiftungsleistung aufweisen. Menschen haben verschiedene Brandwaffen hergestellt, die auf den brandstiftenden Eigenschaften von Seltenerdmetallen basieren. Beispielsweise verwendet die 227 kg schwere amerikanische Rakete „Mark 82“ Auskleidungen aus seltenen Erdmetallen, die nicht nur explosive Tötungseffekte, sondern auch Brandstiftungseffekte hervorrufen. Der US-Luft-Boden-Raketensprengkopf „Damping Man“ ist mit 108 quadratischen Stäben aus Seltenerdmetallen als Auskleidungen ausgestattet und ersetzt einige vorgefertigte Fragmente. Statische Explosionstests haben gezeigt, dass seine Fähigkeit, Flugtreibstoff zu entzünden, um 44 % höher ist als die von unbeschichtetem.

3.2 Gemischte Seltenerdmetalle

Aufgrund des hohen Preises von purSeltenerdmetalls, kostengünstige zusammengesetzte Seltenerdmetalle werden in verschiedenen Ländern häufig in Verbrennungswaffen verwendet. Das zusammengesetzte Seltenerdmetall-Verbrennungsmittel wird unter hohem Druck in die Metallhülle geladen, mit einer Verbrennungsmitteldichte von (1,9–2,1) × 103 kg/m3, einer Verbrennungsgeschwindigkeit von 1,3–1,5 m/s und einem Flammendurchmesser von etwa 500 mm. und Flammentemperatur bis zu 1715-2000 ℃. Nach der Verbrennung bleibt der Glühkörper länger als 5 Minuten heiß. Während der Invasion in Vietnam nutzte das US-Militär Abschussvorrichtungen, um eine 40-mm-Brandgranate abzufeuern, die mit einer Zündauskleidung aus gemischten Seltenerdmetallen gefüllt war. Nachdem das Projektil explodiert ist, kann jedes Fragment mit einer Zündauskleidung das Ziel entzünden. Zu diesem Zeitpunkt erreichte die monatliche Produktion der Bombe 200.000 Schuss, mit einem Maximum von 260.000 Schuss.

3.3 Seltenerd-Verbrennungslegierungen

Die Seltenerd-Verbrennungslegierung mit einem Gewicht von 100 g kann 200 bis 3000 Zündlinge bilden und eine große Fläche abdecken, was dem Tötungsradius von panzerbrechender Munition und panzerbrechendem Projektil entspricht. Daher ist die Entwicklung multifunktionaler Munition mit Verbrennungskraft zu einer der Hauptrichtungen der Munitionsentwicklung im In- und Ausland geworden. Die taktische Leistung der panzerbrechenden Munition und des panzerbrechenden Projektils erfordert, dass sie nach dem Durchschlagen der Panzerung des feindlichen Panzers ihren Treibstoff und ihre Munition zünden können, um den Panzer vollständig zu zerstören. Bei Granaten ist es erforderlich, militärische Vorräte und strategische Einrichtungen in ihrer Tötungsreichweite zu zünden. Es wird berichtet, dass ein in den USA hergestellter Brandsatz aus seltenen Erdmetallen aus Kunststoff aus glasfaserverstärktem Nylon mit einer Patrone aus einer gemischten Seltenerdlegierung im Inneren besteht, die eine bessere Wirkung gegen Flugbenzin und ähnliche Ziele hat.

Anwendung von Seltenerdmaterialien im militärischen Schutz und in der Nukleartechnik

4.1 Anwendung in der militärischen Schutztechnik

Seltenerdelemente haben strahlungsbeständige Eigenschaften. Das National Neutron Cross Section Center der Vereinigten Staaten hat für Strahlenschutztests zwei Arten von Platten mit einer Dicke von 10 mm unter Verwendung von Polymermaterialien als Basismaterial mit oder ohne Zusatz von Seltenerdelementen hergestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die thermische Neutronenabschirmwirkung von Seltenerd-Polymermaterialien fünf- bis sechsmal besser ist als die von seltenerdfreien Polymermaterialien. Unter ihnen haben die Seltenerdmaterialien mit Sm, Eu, Gd, Dy und anderen Elementen den größten Neutronenabsorptionsquerschnitt und einen guten Neutroneneinfangeffekt. Derzeit umfassen die Hauptanwendungen von Seltenerd-Strahlenschutzmaterialien in der Militärtechnik die folgenden Aspekte.

4.1.1 Abschirmung nuklearer Strahlung

Die Vereinigten Staaten verwenden 1 % Bor und 5 % SeltenerdelementeGadolinium, SamariumUndLanthanHerstellung eines 600 mm dicken strahlungsbeständigen Betons zur Abschirmung der Kernspaltungs-Neutronenquelle des Schwimmbadreaktors. Frankreich entwickelte ein Strahlenschutzmaterial für seltene Erden, indem es dem Graphit als Grundmaterial Borid, eine seltene Erdverbindung oder eine seltene Erdlegierung hinzufügte. Der Füllstoff dieses Verbundabschirmmaterials muss gleichmäßig verteilt und zu vorgefertigten Teilen verarbeitet werden, die entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen des Abschirmbereichs um den Reaktorkanal herum platziert werden.

4.1.2 Wärmestrahlungsabschirmung des Tanks

Es besteht aus vier Furnierschichten mit einer Gesamtdicke von 5-20 cm. Die erste Schicht besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dem anorganisches Pulver mit 2 % Seltenerdverbindungen als Füllstoffe zugesetzt ist, um schnelle Neutronen zu blockieren und langsame Neutronen zu absorbieren; Der zweiten und dritten Schicht werden Borgraphit, Polystyrol und Seltenerdelemente hinzugefügt, die 10 % des gesamten Füllstoffs in ersterer ausmachen, um Neutronen mittlerer Energie zu blockieren und thermische Neutronen zu absorbieren; Die vierte Schicht verwendet Graphit anstelle von Glasfasern und fügt 25 % Seltenerdverbindungen hinzu, um thermische Neutronen zu absorbieren.

4.1.3 Sonstiges

Das Aufbringen von strahlungsbeständigen Beschichtungen gegen seltene Erden auf Panzer, Schiffe, Bunker und andere militärische Ausrüstung kann eine strahlungsbeständige Wirkung haben.

4.2 Anwendung in der Kerntechnik

Seltenerd-Yttrium(III)-oxid kann als brennbarer Absorber für Uranbrennstoff in Siedewasserreaktoren (SWR) verwendet werden. Gadolinium hat von allen Elementen die stärkste Fähigkeit, Neutronen zu absorbieren, mit etwa 4600 Targets pro Atom. Jedes natürliche Gadoliniumatom absorbiert durchschnittlich 4 Neutronen, bevor es versagt. Wenn Gadolinium mit spaltbarem Uran vermischt wird, kann es die Verbrennung fördern, den Uranverbrauch senken und die Energieausbeute steigern. Im Gegensatz zu BorcarbidGadolinium(III)-oxidproduziert kein Deuterium, ein schädliches Nebenprodukt. Es kann sowohl mit Uranbrennstoff als auch mit seinem Beschichtungsmaterial in der Kernreaktion mithalten. Der Vorteil der Verwendung von Gadolinium anstelle von Bor besteht darin, dass Gadolinium direkt mit Uran gemischt werden kann, um die Ausdehnung von Kernbrennstäben zu verhindern. Laut Statistik ist weltweit der Bau von 149 Kernreaktoren geplant, davon 115 Druckwasserreaktorenseltene Erdeh Gadolinium(III)-oxid.Seltenerd-Samarium,Europiumund Dysprosium wurden als Neutronenabsorber in Neutronenbrüterreaktoren verwendet. Seltene ErdeYttriumhat einen kleinen Einfangquerschnitt bei Neutronen und kann als Rohrmaterial für Schmelzsalzreaktoren verwendet werden. Die mit Seltenerd-Gadolinium und Dysprosium versetzte dünne Folie kann als Neutronenfelddetektor in der Luft- und Raumfahrt- und Nuklearindustrie verwendet werden. Eine kleine Menge Seltenerd-Thulium und Erbium kann als Zielmaterial für versiegelte Röhren-Neutronengeneratoren und Seltenerdmetalle verwendet werden Europiumoxid-Eisen-Cermet kann zur Herstellung einer verbesserten Trägerplatte für die Reaktorsteuerung verwendet werden. Gadolinium aus seltenen Erden kann auch als Beschichtungszusatz zur Verhinderung von Neutronenbombenstrahlung verwendet werden, und gepanzerte Fahrzeuge, die mit einer speziellen Beschichtung mit Gadoliniumoxid beschichtet sind, können Neutronenstrahlung verhindern. Seltenerd-Ytterbium wird in Geräten zur Messung der Bodenspannung verwendet, die durch unterirdische Atomexplosionen verursacht wird. Wenn Seltenerd-Ytterbium einer Kraft ausgesetzt wird, erhöht sich der Widerstand und die Widerstandsänderung kann zur Berechnung des ausgeübten Drucks verwendet werden. Die Verbindung einer mit einem spannungsempfindlichen Element abgeschiedenen und verschachtelten Seltenerd-Gadoliniumfolie kann zur Messung hoher nuklearer Belastungen verwendet werden.

Anwendung von 5 Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien in der modernen Militärtechnologie

Das Seltenerd-Permanentmagnetmaterial, bekannt als die neue Generation des magnetischen Königs, ist derzeit das leistungsstärkste Permanentmagnetmaterial, das es gibt. Es verfügt über mehr als 100-mal höhere magnetische Eigenschaften als der Magnetstahl, der in den 1970er Jahren für militärische Ausrüstung verwendet wurde. Gegenwärtig ist es zu einem wichtigen Material in der modernen elektronischen Technologiekommunikation geworden. Es wird in Wanderfeldröhren und Zirkulatoren in künstlichen Erdsatelliten, Radargeräten und anderen Bereichen eingesetzt. Daher hat es eine wichtige militärische Bedeutung.

SmCo-Magnete und NdFeB-Magnete werden zur Elektronenstrahlfokussierung im Raketenleitsystem verwendet. Magnete sind die Hauptfokussierungsgeräte des Elektronenstrahls, die Daten an die Steueroberfläche der Rakete übertragen. In jeder Fokussierungsleitvorrichtung der Rakete befinden sich etwa 2,27 bis 4,54 kg Magnete. Darüber hinaus werden Seltenerdmagnete auch zum Antrieb von Motoren und zum Drehen der Ruder#Flugzeugruder von Lenkflugkörpern verwendet. Ihre Vorteile sind ein stärkerer Magnetismus und ein geringeres Gewicht als die Original-Al-Ni-Co-Magnete.

Anwendung von Seltenerd-Lasermaterialien in der modernen Militärtechnologie

Laser ist eine neue Art von Lichtquelle, die eine gute Monochromatizität, Ausrichtung und Kohärenz aufweist und eine hohe Helligkeit erreichen kann. Laser- und Seltenerd-Lasermaterialien wurden gleichzeitig geboren. Bisher bestehen etwa 90 % der Lasermaterialien aus seltenen Erden. Beispielsweise ist Yttrium-Aluminium-Granatkristall ein weit verbreiteter Laser, der bei Raumtemperatur eine kontinuierlich hohe Ausgangsleistung erzielen kann. Der Einsatz von Festkörperlasern im modernen Militär umfasst folgende Aspekte.

6.1 Laserentfernungsmessung

Der in den USA, Großbritannien, Frankreich, Deutschland und anderen Ländern entwickelte mit Neodym dotierte Yttrium-Aluminium-Granat kann eine Entfernung von 4000 bis 20000 m mit einer Genauigkeit von 5 m messen. Die Waffensysteme wie der US MI, der deutsche Leopard II, der französische Lecler, der japanische Type 90, der israelische Mekava und der neueste britische Challenger 2-Panzer verwenden alle diese Art von Laser-Entfernungsmesser. Derzeit entwickeln einige Länder eine neue Generation von Festkörperlaser-Entfernungsmessern für die Sicherheit des menschlichen Auges mit Betriebswellenlängen von 1,5 bis 2,1 μM. Der von den Vereinigten Staaten und dem Vereinigten Königreich entwickelte handgehaltene Laser-Entfernungsmesser verwendet holmiumdotiertes Material Der Yttrium-Lithiumfluorid-Laser hat ein Arbeitsband von 2,06 μM mit einer Reichweite von bis zu 3000 m. Die Vereinigten Staaten und die International Laser Company nutzten außerdem gemeinsam den mit Erbium dotierten Yttrium-Lithiumfluorid-Laser und entwickelten einen Laser-Entfernungsmesser mit einer Wellenlänge von 1,73 μM und schwer ausgerüstete Truppen. Die Laserwellenlänge der militärischen Entfernungsmesser Chinas beträgt 1,06 μM und reicht von 200 bis 7000 m. Durch den Start von Langstreckenraketen, Flugkörpern und Testkommunikationssatelliten hat China mithilfe des Laser-TV-Theodoliten wichtige Daten zur Reichweitenmessung erhalten.

6.2 Laserführung

Lasergesteuerte Bomben verwenden Laser zur Endlenkung. Das Ziel wird mit einem Nd · YAG-Laser bestrahlt, der Dutzende Impulse pro Sekunde aussendet. Die Impulse sind kodiert und die Lichtimpulse können die Raketenreaktion steuern und so Störungen durch Raketenstarts und vom Feind gesetzte Hindernisse verhindern. Zum Beispiel wird die Gleitbombe GBV-15 des US-Militärs als „Smart Bomb“ bezeichnet. Ebenso können damit auch lasergeführte Granaten hergestellt werden.

6.3 Laserkommunikation

Zusätzlich zu Nd · YAG kann für die Laserkommunikation verwendet werden. Die Laserleistung des Lithium-Tetra-Neodym(III)-Phosphat-Kristalls (LNP) ist polarisiert und leicht zu modulieren. Es gilt als eines der vielversprechendsten Mikrolasermaterialien, eignet sich als Lichtquelle für die Glasfaserkommunikation und wird voraussichtlich in der integrierten Optik und Weltraumkommunikation eingesetzt. Darüber hinaus kann ein Einkristall aus Yttrium-Eisen-Granat (Y3Fe5O12) durch einen Mikrowellenintegrationsprozess als verschiedene magnetostatische Oberflächenwellengeräte verwendet werden, wodurch die Geräte integriert und miniaturisiert werden und spezielle Anwendungen in der Radarfernsteuerung und -telemetrie, Navigation und elektronischen Gegenmaßnahmen stattfinden.

Die Anwendung von 7 supraleitenden Seltenerdmaterialien in der modernen Militärtechnologie

Wenn die Temperatur eines Materials unter einer bestimmten Temperatur liegt, tritt das Phänomen auf, dass der Widerstand Null ist, also Supraleitung. Die Temperatur ist die kritische Temperatur (Tc). Supraleiter sind Antimagnete. Wenn die Temperatur unter der kritischen Temperatur liegt, stoßen Supraleiter jedes Magnetfeld ab, das versucht, auf sie einzuwirken. Dies ist der sogenannte Meissner-Effekt. Die Zugabe von Seltenerdelementen zu supraleitenden Materialien kann die kritische Temperatur Tc erheblich erhöhen. Dies hat die Entwicklung und Anwendung supraleitender Materialien erheblich vorangetrieben. In den 1980er Jahren fügten die Vereinigten Staaten, Japan und andere Industrieländer sukzessive eine bestimmte Menge Lanthan, Yttrium, Europium, Erbium und andere Seltenerdoxide zu Bariumoxid- und Kupfer(II)-Oxidverbindungen hinzu, die gemischt, gepresst und gesintert wurden bilden supraleitende Keramikmaterialien, wodurch die weitreichende Anwendung der Supraleitungstechnologie, insbesondere in militärischen Anwendungen, umfangreicher wird.

7.1 Supraleitende integrierte Schaltkreise

In den letzten Jahren haben ausländische Länder Forschungen zur Anwendung supraleitender Technologie in elektronischen Computern durchgeführt und supraleitende integrierte Schaltkreise unter Verwendung supraleitender Keramikmaterialien entwickelt. Wenn dieser integrierte Schaltkreis zur Herstellung supraleitender Computer verwendet wird, ist er nicht nur klein, leicht und bequem zu verwenden, sondern weist auch eine 10- bis 100-mal schnellere Rechengeschwindigkeit als Halbleitercomputer auf