Εφαρμογή υλικών σπάνιων γαιών στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

Εφαρμογή τουΥλικό σπάνιων γαιώνs στη Σύγχρονη Στρατιωτική Τεχνολογία

Ως ειδικό λειτουργικό υλικό, η σπάνια γη, γνωστή ως ο «οίκος θησαυρού» των νέων υλικών, μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα και την απόδοση άλλων προϊόντων και είναι γνωστή ως η «βιταμίνη» της σύγχρονης βιομηχανίας. Δεν χρησιμοποιείται ευρέως μόνο σε παραδοσιακές βιομηχανίες όπως η μεταλλουργία, η πετροχημική βιομηχανία, η υαλοκεραμική, η κλώση μαλλιού, το δέρμα και η γεωργία, αλλά παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στους τομείς των υλικών όπως ο φθορισμός, ο μαγνητισμός, το λέιζερ, η επικοινωνία οπτικών ινών, ενέργεια αποθήκευσης υδρογόνου, υπεραγωγιμότητα, κ.λπ., Επηρεάζει άμεσα την ταχύτητα και το επίπεδο ανάπτυξης των αναδυόμενων βιομηχανιών υψηλής τεχνολογίας όπως τα οπτικά όργανα, τα ηλεκτρονικά, η αεροδιαστημική, η πυρηνική βιομηχανία κ.λπ. Αυτές οι τεχνολογίες έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στη στρατιωτική τεχνολογία, προωθώντας σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη σύγχρονης στρατιωτικής τεχνολογίας.

Ο ειδικός ρόλος που διαδραματίζουν τα νέα υλικά σπάνιων γαιών στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία έχει προσελκύσει ευρέως την προσοχή κυβερνήσεων και εμπειρογνωμόνων από διάφορες χώρες, όπως η καταχώρισή τους ως βασικό στοιχείο στην ανάπτυξη βιομηχανιών υψηλής τεχνολογίας και στρατιωτικής τεχνολογίας από αρμόδια τμήματα του Ηνωμένες Πολιτείες, Ιαπωνία και άλλες χώρες.

Μια Σύντομη Εισαγωγή στις Σπάνιες Γαίες και τη σχέση τους με τη Στρατιωτική και Εθνική Άμυνα

Αυστηρά μιλώντας, όλαστοιχεία σπάνιων γαιώνέχουν ορισμένες στρατιωτικές χρήσεις, αλλά ο πιο κρίσιμος ρόλος στην εθνική άμυνα και στους στρατιωτικούς τομείς θα πρέπει να είναι η εφαρμογή της εμβέλειας με λέιζερ, της καθοδήγησης με λέιζερ, της επικοινωνίας με λέιζερ και άλλων τομέων.

 Εφαρμογή του χάλυβα σπανίων γαιών και του οζώδους χυτοσιδήρου στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

 1.1 Εφαρμογή του χάλυβα σπανίων γαιών στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

Οι λειτουργίες του περιλαμβάνουν τον καθαρισμό, την τροποποίηση και το κράμα, κυρίως την αποθείωση, την αποξείδωση και την αφαίρεση αερίων, την εξάλειψη της επίδρασης επιβλαβών ακαθαρσιών χαμηλού σημείου τήξης, τον καθαρισμό κόκκων και τη δομή, επηρεάζοντας το σημείο μετάβασης φάσης του χάλυβα και βελτιώνοντας τη σκληρυνσιμότητα και τις μηχανικές του ιδιότητες . Το προσωπικό της στρατιωτικής επιστήμης και τεχνολογίας έχει αναπτύξει πολλά υλικά σπάνιων γαιών κατάλληλα για χρήση σε όπλα, χρησιμοποιώντας αυτή την ιδιότητα της σπάνιας γαίας.

 1.1.1 Χάλυβας θωράκισης

 Ήδη από τις αρχές της δεκαετίας του 1960, η βιομηχανία όπλων της Κίνας άρχισε την έρευνα για την εφαρμογή σπάνιων γαιών σε χάλυβα θωράκισης και οπλισμένο χάλυβα και παρήγαγε διαδοχικά χάλυβα θωράκισης σπάνιων γαιών όπως 601, 603 και 623, εγκαινιάζοντας μια νέα εποχή όπου βασικές πρώτες ύλες στην παραγωγή δεξαμενών της Κίνας βασίστηκαν στην εγχώρια αγορά.

 1.1.2 Ανθρακούχο χάλυβας σπανίων γαιών

Στα μέσα της δεκαετίας του 1960, η Κίνα πρόσθεσε 0,05% στοιχεία σπάνιων γαιών στον αρχικό ανθρακούχο χάλυβα υψηλής ποιότητας για την παραγωγή ανθρακούχου χάλυβα σπανίων γαιών. Η τιμή πλευρικής πρόσκρουσης αυτού του χάλυβα σπανίων γαιών έχει αυξηθεί κατά 70% έως 100% σε σύγκριση με τον αρχικό ανθρακούχο χάλυβα και η τιμή κρούσης στους -40 ℃ έχει αυξηθεί σχεδόν δύο φορές. Το φυσίγγιο μεγάλης διαμέτρου από αυτό το ατσάλι έχει αποδειχθεί μέσω δοκιμών βολής στο πεδίο βολής ότι πληροί πλήρως τις τεχνικές απαιτήσεις. Επί του παρόντος, η Κίνα έχει οριστικοποιηθεί και τεθεί σε παραγωγή, επιτυγχάνοντας τη μακροχρόνια επιθυμία της Κίνας να αντικαταστήσει τον χαλκό με χάλυβα σε υλικά φυσιγγίων.

 1.1.3 Χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε μαγγάνιο για σπάνιες γαίες και χυτός χάλυβας για σπάνιες γαίες

Ο χάλυβας με υψηλή περιεκτικότητα σε μαγγάνιο από σπάνιες γαίες χρησιμοποιείται για την κατασκευή παπουτσιών ρεζερβουάρ και ο χάλυβας από χυτή σπάνια γαία χρησιμοποιείται για την κατασκευή των φτερών της ουράς, του φρένου ρύγχους και των δομικών μερών πυροβολικού του σαμποτ απόρριψης υψηλής ταχύτητας θωράκισης, που μπορεί να μειώσει τις διαδικασίες επεξεργασίας. βελτίωση του ποσοστού χρήσης του χάλυβα και επίτευξη τακτικών και τεχνικών δεικτών.

Στο παρελθόν, τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν για τα σώματα βλημάτων του μπροστινού θαλάμου στην Κίνα ήταν κατασκευασμένα από ημιάκαμπτο χυτοσίδηρο με υψηλής ποιότητας χυτοσίδηρο που προστέθηκε με 30% έως 40% σκραπ χάλυβα. Λόγω της χαμηλής αντοχής, της υψηλής ευθραυστότητας, του χαμηλού και μη αιχμηρού αριθμού αποτελεσματικών θραυσμάτων μετά την έκρηξη και της αδύναμης δύναμης θανάτωσης, η ανάπτυξη του σώματος βλήματος του μπροστινού θαλάμου παρεμποδίστηκε κάποτε. Από το 1963, διάφορα διαμετρήματα οβίδων κονιάματος έχουν κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας όλκιμο σίδηρο σπάνιων γαιών, ο οποίος αύξησε τις μηχανικές τους ιδιότητες κατά 1-2 φορές, πολλαπλασίασε τον αριθμό των αποτελεσματικών θραυσμάτων και ακονίστηκε η οξύτητα των θραυσμάτων, ενισχύοντας σημαντικά τη φονική ισχύ τους. Ο αποτελεσματικός αριθμός θραυσμάτων και η εντατική ακτίνα θανάτωσης ενός συγκεκριμένου τύπου οβίδας Cannon και οβίδας όπλου Field από αυτό το υλικό στην Κίνα είναι ελαφρώς καλύτερες από αυτές των χαλύβδινων οβίδων.

Εφαρμογή μη σιδηρούχων κραμάτων σπάνιων γαιών όπως το μαγνήσιο και το αλουμίνιο στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

 Σπάνια γηέχει υψηλή χημική δραστηριότητα και μεγάλη ατομική ακτίνα. Όταν προστίθεται σε μη σιδηρούχα μέταλλα και τα κράματά τους, μπορεί να καθαρίσει τους κόκκους, να αποτρέψει το διαχωρισμό, την απαέρωση, την αφαίρεση και τον καθαρισμό ακαθαρσιών και να βελτιώσει τη μεταλλογραφική δομή, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο ολοκληρωμένος σκοπός της βελτίωσης των μηχανικών ιδιοτήτων, των φυσικών ιδιοτήτων και των ιδιοτήτων επεξεργασίας . Οι εργαζόμενοι στον τομέα των υλικών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό έχουν αναπτύξει νέα κράματα μαγνησίου σπάνιων γαιών, κράματα αλουμινίου, κράματα τιτανίου και υπερκράματα χρησιμοποιώντας αυτή την ιδιότητα των σπάνιων γαιών. Αυτά τα προϊόντα έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε σύγχρονες στρατιωτικές τεχνολογίες όπως μαχητικά αεροσκάφη, αεροσκάφη επίθεσης, ελικόπτερα, μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα και δορυφόρους πυραύλων.

2.1 Κράμα μαγνησίου σπανίων γαιών

Κράματα μαγνησίου σπανίων γαιώνέχουν υψηλή ειδική αντοχή, μπορούν να μειώσουν το βάρος του αεροσκάφους, να βελτιώσουν την τακτική απόδοση και να έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής. Τα κράματα μαγνησίου σπανίων γαιών που αναπτύχθηκαν από την China Aviation Industry Corporation (εφεξής AVIC) περιλαμβάνουν περίπου 10 ποιότητες χυτών κραμάτων μαγνησίου και παραμορφωμένα κράματα μαγνησίου, πολλά από τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί στην παραγωγή και έχουν σταθερή ποιότητα. Για παράδειγμα, το χυτό κράμα μαγνησίου ZM 6 με το νεοδύμιο σπανίων γαιών ως κύριο πρόσθετο έχει επεκταθεί για να χρησιμοποιηθεί για σημαντικά εξαρτήματα όπως τα πίσω περιβλήματα μείωσης ελικοπτέρων, νευρώσεις πτερυγίων μάχης και πλάκες πίεσης μολύβδου ρότορα για γεννήτριες 30 kW. Το κράμα μαγνησίου υψηλής αντοχής σπάνιων γαιών BM 25 που αναπτύχθηκε από κοινού από την AVIC Corporation και την Nonferrous Metals Corporation έχει αντικαταστήσει ορισμένα κράματα αλουμινίου μέσης αντοχής και έχει εφαρμοστεί σε κρουστικά αεροσκάφη.

2.2 Κράμα τιτανίου σπανίων γαιών

Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, το Ινστιτούτο Αεροναυτικών Υλικών του Πεκίνου (που αναφέρεται ως Ινστιτούτο Αεροναυτικών Υλικών) αντικατέστησε λίγο αλουμίνιο και πυρίτιο με μεταλλικό δημήτριο σπανίων γαιών (Ce) σε κράματα τιτανίου Ti-A1-Mo, περιορίζοντας την καθίζηση εύθραυστων φάσεων και βελτιώνοντας τη θερμική αντίσταση του κράματος ενώ παράλληλα βελτιώνει τη θερμική του σταθερότητα. Σε αυτή τη βάση, αναπτύχθηκε ένα υψηλής απόδοσης χυτό κράμα τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας ZT3 που περιέχει δημήτριο. Σε σύγκριση με παρόμοια διεθνή κράματα, έχει ορισμένα πλεονεκτήματα όσον αφορά την αντοχή στη θερμότητα και την απόδοση της διαδικασίας. Το περίβλημα του συμπιεστή που κατασκευάζεται με αυτό χρησιμοποιείται για τον κινητήρα W PI3 II, με μείωση βάρους 39 kg ανά αεροσκάφος και αύξηση της αναλογίας ώσης προς βάρος 1,5%. Επιπλέον, η μείωση των βημάτων επεξεργασίας κατά περίπου 30% έχει επιτύχει σημαντικά τεχνικά και οικονομικά οφέλη, καλύπτοντας το κενό στη χρήση περιβλημάτων από χυτό τιτάνιο για κινητήρες αεροσκαφών στην Κίνα στους 500 ℃. Η έρευνα έχει δείξει ότι υπάρχουν μικρά σωματίδια οξειδίου του δημητρίου στη μικροδομή του κράματος ZT3 που περιέχει δημήτριο. Το δημήτριο συνδυάζει ένα μέρος του οξυγόνου στο κράμα για να σχηματίσει μια πυρίμαχη και υψηλή σκληρότηταοξείδιο σπάνιων γαιώνυλικό, Ce2O3. Αυτά τα σωματίδια εμποδίζουν την κίνηση των εξαρθρώσεων κατά τη διαδικασία παραμόρφωσης του κράματος, βελτιώνοντας την απόδοση του κράματος σε υψηλή θερμοκρασία. Το δημήτριο δεσμεύει ένα μέρος των ακαθαρσιών αερίων (ειδικά στα όρια των κόκκων), οι οποίες μπορεί να ενισχύσουν το κράμα διατηρώντας παράλληλα καλή θερμική σταθερότητα. Αυτή είναι η πρώτη προσπάθεια εφαρμογής της θεωρίας της ενίσχυσης των δύσκολων σημείων διαλυτής ουσίας σε χυτά κράματα τιτανίου. Επιπλέον, το Ινστιτούτο Αεροναυτικών Υλικών έχει αναπτυχθεί σταθερό και φθηνόΟξείδιο υττρίου (III).άμμος και σκόνη μέσα από χρόνια έρευνας και ειδικής τεχνολογίας επεξεργασίας ανοργανοποίησης στη διαδικασία χύτευσης ακριβείας διαλύματος κράματος τιτανίου. Έχει φτάσει σε καλύτερο επίπεδο όσον αφορά το ειδικό βάρος, τη σκληρότητα και τη σταθερότητα στο υγρό τιτανίου και έχει δείξει μεγαλύτερα πλεονεκτήματα στη ρύθμιση και τον έλεγχο της απόδοσης του πολτού κελύφους. Το εξαιρετικό πλεονέκτημα της χρήσηςΟξείδιο υττρίου (III).Το κέλυφος για την κατασκευή χυτών τιτανίου είναι ότι υπό την προϋπόθεση ότι η ποιότητα χύτευσης και το επίπεδο της διαδικασίας είναι ισοδύναμα με τη διαδικασία επίστρωσης βολφραμίου, μπορούν να κατασκευαστούν χυτά από κράμα τιτανίου λεπτότερα από τη διαδικασία επίστρωσης βολφραμίου. Προς το παρόν, αυτή η διαδικασία έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κατασκευή διαφόρων αεροσκαφών, κινητήρων και πολιτικών χυτών.

2.3 Κράμα αλουμινίου σπάνιων γαιών

Το ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα χυτού αλουμινίου HZL206 που αναπτύχθηκε από την AVIC έχει ανώτερες μηχανικές ιδιότητες υψηλής θερμοκρασίας και θερμοκρασίας δωματίου σε σύγκριση με τα ξένα κράματα που περιέχουν νικέλιο και έχει φτάσει στο προηγμένο επίπεδο παρόμοιων κραμάτων στο εξωτερικό. Τώρα χρησιμοποιείται ως βαλβίδα ανθεκτική στην πίεση για ελικόπτερα και μαχητικά αεροσκάφη με θερμοκρασία λειτουργίας 300 ℃, αντικαθιστώντας τα κράματα χάλυβα και τιτανίου. Το δομικό βάρος έχει μειωθεί και έχει τεθεί σε μαζική παραγωγή. Η αντοχή σε εφελκυσμό του υπερευτηκτικού κράματος πυριτίου αργιλίου σπανίων γαιών ZL117 στους 200-300 ℃ υπερβαίνει αυτή των κραμάτων εμβόλου της Δυτικής Γερμανίας KS280 και KS282. Η αντίσταση στη φθορά του είναι 4-5 φορές υψηλότερη από αυτή των συνήθως χρησιμοποιούμενων κραμάτων εμβόλων ZL108, με μικρό συντελεστή γραμμικής διαστολής και καλή σταθερότητα διαστάσεων. Έχει χρησιμοποιηθεί σε αξεσουάρ αεροπορίας KY-5, αεροσυμπιεστές KY-7 και έμβολα κινητήρων αεροσκαφών. Η προσθήκη στοιχείων σπάνιων γαιών σε κράματα αλουμινίου βελτιώνει σημαντικά τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες. Ο μηχανισμός δράσης των στοιχείων σπάνιων γαιών στα κράματα αλουμινίου είναι: σχηματισμός διάσπαρτης κατανομής, με μικρές ενώσεις αλουμινίου να παίζουν σημαντικό ρόλο στην ενίσχυση της δεύτερης φάσης. Η προσθήκη στοιχείων σπάνιων γαιών παίζει ρόλο απαερίωσης της κάθαρσης, μειώνοντας έτσι τον αριθμό των πόρων στο κράμα και βελτιώνοντας την απόδοση του κράματος. Οι ενώσεις αλουμινίου σπανίων γαιών χρησιμεύουν ως ετερογενείς πυρήνες για τη διύλιση των κόκκων και των ευτηκτικών φάσεων και είναι επίσης τροποποιητές. Τα στοιχεία σπάνιων γαιών προάγουν το σχηματισμό και τη βελτίωση φάσεων πλούσιων σε σίδηρο, μειώνοντας τις επιβλαβείς επιπτώσεις τους. α— Η ποσότητα στερεού διαλύματος σιδήρου στο Α1 μειώνεται με την αύξηση της προσθήκης σπάνιων γαιών, η οποία είναι επίσης ευεργετική για τη βελτίωση της αντοχής και της πλαστικότητας.

Η εφαρμογή των υλικών καύσης σπάνιων γαιών στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

3.1 Καθαρά μέταλλα σπάνιων γαιών

Τα καθαρά μέταλλα σπάνιων γαιών, λόγω των ενεργών χημικών τους ιδιοτήτων, είναι επιρρεπή να αντιδρούν με το οξυγόνο, το θείο και το άζωτο για να σχηματίσουν σταθερές ενώσεις. Όταν υποβάλλονται σε έντονη τριβή και κρούση, οι σπινθήρες μπορούν να αναφλέξουν εύφλεκτες ουσίες. Ως εκ τούτου, ήδη από το 1908, έγινε πυριτόλιθο. Έχει βρεθεί ότι μεταξύ των 17 στοιχείων σπάνιων γαιών, έξι στοιχεία, συμπεριλαμβανομένου του δημητρίου, του λανθανίου, του νεοδύμιου, του πρασεοδύμιου, του σαμάριου και του ύττριου, έχουν ιδιαίτερα καλή απόδοση εμπρησμού. Οι άνθρωποι έχουν κατασκευάσει διάφορα εμπρηστικά όπλα με βάση τις εμπρηστικές ιδιότητες των μετάλλων σπάνιων γαιών. Για παράδειγμα, ο αμερικανικός πύραυλος «Mark 82» των 227 κιλών χρησιμοποιεί μεταλλικά χιτώνια σπάνιων γαιών, τα οποία όχι μόνο παράγουν εκρηκτικά φονικά αποτελέσματα αλλά και εμπρηστικά αποτελέσματα. Η αμερικανική κεφαλή πυραύλων αέρος-εδάφους "απόσβεσης άνθρωπος" είναι εξοπλισμένη με 108 τετράγωνες ράβδους σπάνιων γαιών ως επενδύσεις, αντικαθιστώντας ορισμένα προκατασκευασμένα θραύσματα. Οι δοκιμές στατικής έκρηξης έδειξαν ότι η ικανότητά του να αναφλέγει αεροπορικά καύσιμα είναι 44% υψηλότερη από αυτή των χωρίς επένδυση.

3.2 Μικτά μέταλλα σπάνιων γαιών

Λόγω της υψηλής τιμής του καθαρούμέταλλο σπανίων γαιώνs, χαμηλού κόστους σύνθετα μέταλλα σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται ευρέως σε όπλα καύσης σε διάφορες χώρες. Ο σύνθετος παράγοντας καύσης μετάλλων σπανίων γαιών φορτώνεται στο μεταλλικό κέλυφος υπό υψηλή πίεση, με πυκνότητα παράγοντα καύσης (1,9~2,1) × 103 kg/m3, ταχύτητα καύσης 1,3-1,5 m/s, διάμετρος φλόγας περίπου 500 mm, και θερμοκρασία φλόγας έως 1715-2000 ℃. Μετά την καύση, το σώμα πυρακτώσεως παραμένει ζεστό για περισσότερο από 5 λεπτά. Κατά τη διάρκεια της εισβολής στο Βιετνάμ, ο αμερικανικός στρατός χρησιμοποίησε εκτοξευτές για να εκτοξεύσει μια εμπρηστική χειροβομβίδα των 40 χιλιοστών, η οποία ήταν γεμάτη με μια επένδυση ανάφλεξης από ανάμεικτο μέταλλο σπάνιων γαιών. Μετά την έκρηξη του βλήματος, κάθε θραύσμα με επένδυση ανάφλεξης μπορεί να αναφλέξει τον στόχο. Εκείνη την εποχή, η μηνιαία παραγωγή της βόμβας έφτασε τα 200.000 φυσίγγια, με μέγιστο τις 260.000 φυσίγγια.

3.3 Κράματα καύσης σπάνιων γαιών

Το κράμα καύσης σπάνιων γαιών με βάρος 100g μπορεί να σχηματίσει 200~3000 προσάναμμα, καλύπτοντας μια μεγάλη περιοχή, η οποία ισοδυναμεί με την ακτίνα θανάτωσης των πυρομαχικών που διαπερνούν θωράκιση και του βλήματος διάτρησης θωράκισης. Ως εκ τούτου, η ανάπτυξη πολυλειτουργικών πυρομαχικών με ισχύ καύσης έχει γίνει μια από τις κύριες κατευθύνσεις ανάπτυξης πυρομαχικών στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Για τα πυρομαχικά και τα πυρομαχικά διάτρησης θωράκισης, η τακτική τους απόδοση απαιτεί ότι αφού τρυπήσουν την πανοπλία του εχθρικού άρματος, μπορούν να ανάψουν τα καύσιμα και τα πυρομαχικά τους για να καταστρέψουν πλήρως το άρμα. Για τις χειροβομβίδες, απαιτείται η ανάφλεξη στρατιωτικών προμηθειών και στρατηγικών εγκαταστάσεων εντός της εμβέλειάς τους. Αναφέρεται ότι μια πλαστική συσκευή εμπρηστικής μετάλλου σπάνιων γαιών κατασκευασμένη στο Made in USA είναι κατασκευασμένη από νάιλον ενισχυμένο με ίνες γυαλιού με φυσίγγιο μεικτού κράματος σπάνιων γαιών μέσα, το οποίο έχει καλύτερη επίδραση κατά των καυσίμων αεροσκαφών και παρόμοιων στόχων.

Εφαρμογή υλικών σπάνιων γαιών στη στρατιωτική προστασία και την πυρηνική τεχνολογία

4.1 Εφαρμογή στην Τεχνολογία Στρατιωτικής Προστασίας

Τα στοιχεία σπανίων γαιών έχουν ιδιότητες ανθεκτικές στην ακτινοβολία. Το Εθνικό Κέντρο διατομής Νετρονίων των Ηνωμένων Πολιτειών έχει κατασκευάσει δύο είδη πλακών με πάχος 10 mm χρησιμοποιώντας πολυμερή υλικά ως βασικό υλικό, με ή χωρίς την προσθήκη στοιχείων σπάνιων γαιών, για δοκιμές ακτινοπροστασίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η επίδραση θερμικής θωράκισης νετρονίων των πολυμερών υλικών σπανίων γαιών είναι 5-6 φορές καλύτερη από αυτή των πολυμερών υλικών χωρίς σπάνιες γαίες. Μεταξύ αυτών, τα υλικά σπάνιων γαιών με Sm, Eu, Gd, Dy και άλλα στοιχεία έχουν τη μεγαλύτερη διατομή απορρόφησης νετρονίων και καλό αποτέλεσμα σύλληψης νετρονίων. Επί του παρόντος, οι κύριες εφαρμογές των υλικών προστασίας από την ακτινοβολία σπάνιων γαιών στη στρατιωτική τεχνολογία περιλαμβάνουν τις ακόλουθες πτυχές.

4.1.1 Θωράκιση από την πυρηνική ακτινοβολία

Οι Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούν 1% βόριο και 5% στοιχεία σπανίων γαιώνγαδολίνιο, σαμάριοκαιλανθάνιογια να φτιάξετε ένα ακτινοβόλο σκυρόδεμα πάχους 600 mm για τη θωράκιση της πηγής νετρονίων σχάσης του αντιδραστήρα της πισίνας. Η Γαλλία ανέπτυξε ένα υλικό προστασίας από την ακτινοβολία σπάνιων γαιών προσθέτοντας Boride, ένωση σπάνιων γαιών ή κράμα σπάνιων γαιών στον γραφίτη ως υλικό βάσης. Το υλικό πλήρωσης αυτού του σύνθετου υλικού θωράκισης απαιτείται να κατανέμεται ομοιόμορφα και να γίνεται σε προκατασκευασμένα μέρη, τα οποία τοποθετούνται γύρω από το κανάλι του αντιδραστήρα σύμφωνα με τις διαφορετικές απαιτήσεις της περιοχής θωράκισης.

4.1.2 Θωράκιση δεξαμενής θερμικής ακτινοβολίας

Αποτελείται από τέσσερις στρώσεις καπλαμά, συνολικού πάχους 5-20 cm. Το πρώτο στρώμα είναι κατασκευασμένο από πλαστικό ενισχυμένο με ίνες γυαλιού, με ανόργανη σκόνη που προστίθεται με 2% ενώσεις σπάνιων γαιών ως πληρωτικά για να εμποδίζει τα γρήγορα νετρόνια και να απορροφά τα αργά νετρόνια. Το δεύτερο και το τρίτο στρώμα προσθέτουν γραφίτη βορίου, πολυστυρόλιο και στοιχεία σπανίων γαιών που αντιπροσωπεύουν το 10% του συνολικού πληρωτικού στο πρώτο για να μπλοκάρουν τα νετρόνια ενδιάμεσης ενέργειας και να απορροφούν θερμικά νετρόνια. Το τέταρτο στρώμα χρησιμοποιεί γραφίτη αντί για ίνες γυαλιού και προσθέτει 25% ενώσεις σπάνιων γαιών για να απορροφήσει τα θερμικά νετρόνια.

4.1.3 Άλλα

Η εφαρμογή επιστρώσεων ανθεκτικών στην ακτινοβολία σπάνιων γαιών σε δεξαμενές, πλοία, καταφύγια και άλλο στρατιωτικό εξοπλισμό μπορεί να έχει αποτέλεσμα ανθεκτικό στην ακτινοβολία.

4.2 Εφαρμογή στην Πυρηνική Τεχνολογία

Το οξείδιο του υττρίου (III) σπανίων γαιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εύφλεκτος απορροφητής καυσίμου ουρανίου στον αντιδραστήρα βραστό νερό (BWR). Μεταξύ όλων των στοιχείων, το γαδολίνιο έχει την ισχυρότερη ικανότητα να απορροφά νετρόνια, με περίπου 4600 στόχους ανά άτομο. Κάθε φυσικό άτομο γαδολινίου απορροφά κατά μέσο όρο 4 νετρόνια πριν από την αστοχία. Όταν αναμιγνύεται με σχάσιμο ουράνιο, το γαδολίνιο μπορεί να προάγει την καύση, να μειώσει την κατανάλωση ουρανίου και να αυξήσει την παραγωγή ενέργειας. Σε αντίθεση με το καρβίδιο του βορίου,Οξείδιο του γαδολινίου (III).δεν παράγει δευτέριο, ένα επιβλαβές υποπροϊόν. Μπορεί να ταιριάζει τόσο με το καύσιμο ουρανίου όσο και με το υλικό επικάλυψης του στην πυρηνική αντίδραση. Το πλεονέκτημα της χρήσης γαδολινίου αντί του βορίου είναι ότι το γαδολίνιο μπορεί να αναμιχθεί απευθείας με το ουράνιο για να αποτραπεί η διαστολή των ράβδων πυρηνικού καυσίμου. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, υπάρχουν 149 πυρηνικοί αντιδραστήρες που σχεδιάζονται να κατασκευαστούν σε όλο τον κόσμο, 115 από τους οποίους είναι αντιδραστήρες νερού υπό πίεση που χρησιμοποιούνσπάνια καρδιάh Οξείδιο του γαδολινίου (III).Σαμάριο σπανίων γαιών,ευρώπιοκαι το δυσπρόσιο έχουν χρησιμοποιηθεί ως απορροφητές νετρονίων σε αντιδραστήρες αναπαραγωγής νετρονίων. Σπάνια γηύττριοέχει μικρή διατομή δέσμευσης σε νετρόνια και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό σωλήνων για αντιδραστήρες τετηγμένου αλατιού. Το λεπτό φύλλο που προστίθεται με γαδολίνιο και δυσπρόσιο σπάνιας γαίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανιχνευτής πεδίου νετρονίων στην αεροδιαστημική και πυρηνική βιομηχανία, μια μικρή ποσότητα θουλίου και ερβίου σπανίων γαιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό στόχος της γεννήτριας νετρονίων σφραγισμένου σωλήνα και σπάνιων γαιών Το κεραμομετάλλωμα σιδήρου οξειδίου του ευρωπίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μιας βελτιωμένης πλάκας στήριξης ελέγχου αντιδραστήρα. Το γαδολίνιο σπανίων γαιών μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετο επίστρωσης για την πρόληψη της ακτινοβολίας βόμβας νετρονίων και τα τεθωρακισμένα οχήματα επικαλυμμένα με ειδική επίστρωση που περιέχει οξείδιο του γαδολινίου μπορούν να αποτρέψουν την ακτινοβολία νετρονίων. Το υττέρβιο σπανίων γαιών χρησιμοποιείται σε εξοπλισμό για τη μέτρηση της τάσης του εδάφους που προκαλείται από υπόγειες πυρηνικές εκρήξεις. Όταν το υττέρβιο σπανίων γαιών υποβάλλεται σε δύναμη, η αντίσταση αυξάνεται και η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της πίεσης που εφαρμόζεται. Η σύνδεση του φύλλου γαδολινίου σπανίων γαιών που εναποτίθεται και παρεμβάλλεται με ένα στοιχείο ευαίσθητο στην τάση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της υψηλής πυρηνικής καταπόνησης.

Εφαρμογή 5 Υλικών Μόνιμου Μαγνήτη Σπάνιων Γης στη Σύγχρονη Στρατιωτική Τεχνολογία

Το υλικό μόνιμου μαγνήτη σπανίων γαιών, γνωστό ως η νέα γενιά του μαγνητικού βασιλιά, είναι επί του παρόντος το υλικό μόνιμου μαγνήτη με την υψηλότερη συνολική απόδοση που είναι γνωστό. Έχει περισσότερες από 100 φορές υψηλότερες μαγνητικές ιδιότητες από τον μαγνητικό χάλυβα που χρησιμοποιήθηκε σε στρατιωτικό εξοπλισμό τη δεκαετία του 1970. Επί του παρόντος, έχει γίνει ένα σημαντικό υλικό στη σύγχρονη ηλεκτρονική τεχνολογία επικοινωνίας. Χρησιμοποιείται σε σωλήνες και κυκλοφορητές κυμάτων ταξιδιού σε δορυφόρους τεχνητής γης, ραντάρ και άλλες πτυχές. Ως εκ τούτου, έχει σημαντική στρατιωτική σημασία.

Οι μαγνήτες SmCo και οι μαγνήτες NdFeB χρησιμοποιούνται για την εστίαση της δέσμης ηλεκτρονίων στο σύστημα καθοδήγησης πυραύλων. Οι μαγνήτες είναι οι κύριες συσκευές εστίασης της δέσμης ηλεκτρονίων, οι οποίες μεταδίδουν δεδομένα στην επιφάνεια ελέγχου του βλήματος. Υπάρχουν περίπου 5-10 λίβρες (2,27-4,54 κιλά) μαγνητών σε κάθε συσκευή καθοδήγησης εστίασης του βλήματος. Επιπλέον, μαγνήτες σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται επίσης για την κίνηση κινητήρων και την περιστροφή των πηδαλίων Rudder#Aircraft των κατευθυνόμενων βλημάτων. Τα πλεονεκτήματά τους είναι ο ισχυρότερος μαγνητισμός και το μικρότερο βάρος από τους αρχικούς μαγνήτες Al Ni Co.

Εφαρμογή υλικών λέιζερ σπάνιων γαιών στη σύγχρονη στρατιωτική τεχνολογία

Το λέιζερ είναι ένας νέος τύπος πηγής φωτός που έχει καλή μονοχρωματικότητα, κατευθυντικότητα και συνοχή και μπορεί να επιτύχει υψηλή φωτεινότητα. Τα υλικά λέιζερ και λέιζερ σπανίων γαιών γεννήθηκαν ταυτόχρονα. Μέχρι στιγμής, περίπου το 90% των υλικών λέιζερ περιλαμβάνει σπάνιες γαίες. Για παράδειγμα, ο κρύσταλλος γρανάτη αλουμινίου υττρίου είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο λέιζερ που μπορεί να αποκτήσει συνεχή υψηλή ισχύ εξόδου σε θερμοκρασία δωματίου. Η εφαρμογή λέιζερ στερεάς κατάστασης στον σύγχρονο στρατό περιλαμβάνει τις ακόλουθες πτυχές.

6.1 Εύρος λέιζερ

Ο γρανάτης αλουμινίου υττρίου με πρόσμιξη νεοδυμίου που αναπτύχθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες, τη Βρετανία, τη Γαλλία, τη Γερμανία και άλλες χώρες μπορεί να μετρήσει απόσταση 4000~20000 m με ακρίβεια 5 m. Τα οπλικά συστήματα όπως το αμερικανικό MI, το γερμανικό Leopard II, το γαλλικό Lecler, το ιαπωνικό Type 90, το ισραηλινό Mekava και το τελευταίο βρετανικό άρμα Challenger 2 χρησιμοποιούν όλα αυτόν τον τύπο αποστασιόμετρου λέιζερ. Επί του παρόντος, ορισμένες χώρες αναπτύσσουν μια νέα γενιά αποστάσεων λέιζερ στερεάς κατάστασης για την ασφάλεια των ανθρώπινων οφθαλμών, με μήκη κύματος λειτουργίας που κυμαίνονται από 1,5 έως 2,1 μ M. Το λέιζερ φθοριούχου λιθίου υττρίου έχει ζώνη εργασίας 2,06 μ M, που κυμαίνεται έως και 3000 m. Οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Διεθνής Εταιρεία Λέιζερ χρησιμοποίησαν επίσης από κοινού το λέιζερ φθοριούχου λιθίου υττρίου με πρόσμειξη ερβίου και ανέπτυξαν μήκους κύματος αποστασιόμετρο λέιζερ 1,73 μ M και βαριά εξοπλισμένα στρατεύματα. Το μήκος κύματος λέιζερ των στρατιωτικών αποστάσεων της Κίνας είναι 1,06 μ M, που κυμαίνεται από 200 έως 7000 m. Κατά την εκτόξευση πυραύλων μεγάλου βεληνεκούς, πυραύλων και δοκιμαστικών δορυφόρων επικοινωνίας, η Κίνα έλαβε σημαντικά δεδομένα στη μέτρηση εμβέλειας μέσω Laser TV Theodolite.

6.2 Καθοδήγηση με λέιζερ

Οι κατευθυνόμενες βόμβες με λέιζερ χρησιμοποιούν λέιζερ για τερματική καθοδήγηση. Ο στόχος ακτινοβολείται με λέιζερ Nd · YAG που εκπέμπει δεκάδες παλμούς ανά δευτερόλεπτο. Οι παλμοί είναι κωδικοποιημένοι και οι φωτεινοί παλμοί μπορούν να καθοδηγήσουν την απόκριση του πυραύλου, αποτρέποντας έτσι παρεμβολές από την εκτόξευση πυραύλων και τα εμπόδια που θέτει ο εχθρός. Για παράδειγμα, η αμερικανική στρατιωτική βόμβα GBV-15 Glide που ονομάζεται «έξυπνη βόμβα». Ομοίως, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή κελυφών καθοδηγούμενων με λέιζερ.

6.3 Επικοινωνία με λέιζερ

Εκτός από το Nd · Το YAG μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επικοινωνία με λέιζερ, η έξοδος λέιζερ κρυστάλλων φωσφορικού φωσφορικού λιθίου (III) (LNP) είναι πολωμένη και εύκολη στη διαμόρφωση. Θεωρείται ένα από τα πιο πολλά υποσχόμενα υλικά μικρολέιζερ, κατάλληλο για πηγή φωτός επικοινωνίας οπτικών ινών και αναμένεται να εφαρμοστεί σε ολοκληρωμένη οπτική και διαστημική επικοινωνία. Επιπλέον, ο μονοκρύσταλλος γρανάτης σιδήρου υττρίου (Y3Fe5O12) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διάφορες συσκευές μαγνητοστατικών κυμάτων επιφάνειας με διαδικασία ολοκλήρωσης μικροκυμάτων, η οποία καθιστά τις συσκευές ενσωματωμένες και μικροσκοπικές και έχει ειδικές εφαρμογές στον τηλεχειρισμό ραντάρ και τηλεμετρία, πλοήγηση και ηλεκτρονικά αντίμετρα.

Η Εφαρμογή 7 Υπεραγώγιμων Υλικών Σπάνιων Γης στη Σύγχρονη Στρατιωτική Τεχνολογία

Όταν ένα υλικό είναι χαμηλότερο από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, εμφανίζεται το φαινόμενο ότι η αντίσταση είναι μηδέν, δηλαδή η Υπεραγωγιμότητα. Η θερμοκρασία είναι η κρίσιμη θερμοκρασία (Tc). Οι υπεραγωγοί είναι αντιμαγνήτες. Όταν η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη από την κρίσιμη θερμοκρασία, οι υπεραγωγοί απωθούν κάθε μαγνητικό πεδίο που επιχειρεί να εφαρμοστεί σε αυτούς. Αυτό είναι το λεγόμενο φαινόμενο Meissner. Η προσθήκη στοιχείων σπάνιων γαιών σε υπεραγώγιμα υλικά μπορεί να αυξήσει σημαντικά την κρίσιμη θερμοκρασία Tc. Αυτό έχει προωθήσει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη και την εφαρμογή υπεραγώγιμων υλικών. Στη δεκαετία του 1980, οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και άλλες ανεπτυγμένες χώρες πρόσθεσαν διαδοχικά μια ορισμένη ποσότητα λανθανίου, υττρίου, ευρωπίου, ερβίου και άλλων οξειδίων σπάνιων γαιών στο οξείδιο του βαρίου και τις ενώσεις οξειδίου του χαλκού (II), τα οποία αναμίχθηκαν, συμπιέστηκαν και πυροσυσσωματώθηκαν σε σχηματίζουν υπεραγώγιμα κεραμικά υλικά, καθιστώντας την εκτεταμένη εφαρμογή της υπεραγώγιμης τεχνολογίας, ειδικά σε στρατιωτικές εφαρμογές, πιο εκτεταμένη.

7.1 Υπεραγώγιμα ολοκληρωμένα κυκλώματα

Τα τελευταία χρόνια, ξένες χώρες έχουν διεξαγάγει έρευνα για την εφαρμογή της υπεραγώγιμης τεχνολογίας σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές και έχουν αναπτύξει υπεραγώγιμα ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιώντας υπεραγώγιμα κεραμικά υλικά. Εάν αυτό το ολοκληρωμένο κύκλωμα χρησιμοποιείται για την κατασκευή υπεραγώγιμων υπολογιστών, όχι μόνο έχει μικρό μέγεθος, μικρό βάρος και είναι βολικό στη χρήση, αλλά έχει επίσης υπολογιστική ταχύτητα 10 έως 100 φορές μεγαλύτερη από τους υπολογιστές ημιαγωγών