आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी सामग्री का अनुप्रयोग

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एक विशेष कार्यात्मक सामग्री के रूप में, दुर्लभ पृथ्वी, जिसे नई सामग्रियों के "खजाना घर" के रूप में जाना जाता है, अन्य उत्पादों की गुणवत्ता और प्रदर्शन में काफी सुधार कर सकती है, और इसे आधुनिक उद्योग के "विटामिन" के रूप में जाना जाता है। इसका न केवल धातुकर्म, पेट्रोकेमिकल उद्योग, ग्लास सिरेमिक, ऊन कताई, चमड़ा और कृषि जैसे पारंपरिक उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, बल्कि प्रतिदीप्ति, चुंबकत्व, लेजर, फाइबर-ऑप्टिक संचार जैसी सामग्रियों के क्षेत्र में भी यह अपरिहार्य भूमिका निभाता है। हाइड्रोजन भंडारण ऊर्जा, सुपरकंडक्टिविटी, आदि, यह उभरते उच्च तकनीक उद्योगों जैसे ऑप्टिकल उपकरण, इलेक्ट्रॉनिक्स, एयरोस्पेस, परमाणु उद्योग इत्यादि के विकास की गति और स्तर को सीधे प्रभावित करता है। इन प्रौद्योगिकियों को सैन्य प्रौद्योगिकी में सफलतापूर्वक लागू किया गया है, जिससे काफी बढ़ावा मिलता है आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी का विकास।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी की नई सामग्रियों द्वारा निभाई गई विशेष भूमिका ने व्यापक रूप से विभिन्न देशों की सरकारों और विशेषज्ञों का ध्यान आकर्षित किया है, जैसे कि संबंधित विभागों द्वारा उच्च तकनीक उद्योगों और सैन्य प्रौद्योगिकी के विकास में एक प्रमुख तत्व के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और अन्य देश।

दुर्लभ पृथ्वी का संक्षिप्त परिचय और सैन्य एवं राष्ट्रीय रक्षा के साथ उनका संबंध

सच कहूँ तो, सबदुर्लभ पृथ्वी तत्वइसके कुछ सैन्य उपयोग हैं, लेकिन राष्ट्रीय रक्षा और सैन्य क्षेत्रों में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका लेजर रेंजिंग, लेजर मार्गदर्शन, लेजर संचार और अन्य क्षेत्रों का अनुप्रयोग होनी चाहिए।

 आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में रेयर अर्थ स्टील और नोड्यूलर कास्ट आयरन का अनुप्रयोग

 1.1 आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में रेयर अर्थ स्टील का अनुप्रयोग

इसके कार्यों में शुद्धिकरण, संशोधन और मिश्रधातु शामिल है, जिसमें मुख्य रूप से डीसल्फराइजेशन, डीऑक्सीडेशन और गैस हटाना शामिल है, कम पिघलने बिंदु वाली हानिकारक अशुद्धियों के प्रभाव को समाप्त करना, अनाज और संरचना को परिष्कृत करना, स्टील के चरण संक्रमण बिंदु को प्रभावित करना और इसकी कठोरता और यांत्रिक गुणों में सुधार करना शामिल है। . सैन्य विज्ञान और प्रौद्योगिकी कर्मियों ने दुर्लभ पृथ्वी की इस संपत्ति का उपयोग करके हथियारों में उपयोग के लिए उपयुक्त कई दुर्लभ पृथ्वी सामग्री विकसित की है।

 1.1.1 कवच इस्पात

 1960 के दशक की शुरुआत में, चीन के हथियार उद्योग ने कवच स्टील और गन स्टील में दुर्लभ पृथ्वी के अनुप्रयोग पर शोध शुरू किया, और क्रमिक रूप से 601, 603 और 623 जैसे दुर्लभ पृथ्वी कवच ​​स्टील का उत्पादन किया, जिससे एक नए युग की शुरुआत हुई जहां प्रमुख कच्चे माल चीन में टैंक उत्पादन घरेलू स्तर पर आधारित था।

 1.1.2 दुर्लभ पृथ्वी कार्बन स्टील

1960 के दशक के मध्य में, चीन ने दुर्लभ पृथ्वी कार्बन स्टील का उत्पादन करने के लिए मूल उच्च गुणवत्ता वाले कार्बन स्टील में 0.05% दुर्लभ पृथ्वी तत्व जोड़े। इस दुर्लभ पृथ्वी स्टील का पार्श्व प्रभाव मूल्य मूल कार्बन स्टील की तुलना में 70% से 100% तक बढ़ गया है, और -40 ℃ पर प्रभाव मूल्य लगभग दोगुना बढ़ गया है। इस स्टील से बने बड़े-व्यास वाले कारतूस को शूटिंग रेंज में शूटिंग परीक्षणों के माध्यम से तकनीकी आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करने के लिए सिद्ध किया गया है। वर्तमान में, चीन ने इसे अंतिम रूप दे दिया है और उत्पादन में लगा दिया है, जिससे कारतूस सामग्री में तांबे को स्टील से बदलने की चीन की लंबे समय से चली आ रही इच्छा पूरी हो गई है।

 1.1.3 दुर्लभ पृथ्वी उच्च मैंगनीज स्टील और दुर्लभ पृथ्वी कास्ट स्टील

दुर्लभ पृथ्वी उच्च मैंगनीज स्टील का उपयोग टैंक ट्रैक जूते के निर्माण के लिए किया जाता है, और दुर्लभ पृथ्वी कास्ट स्टील का उपयोग टेल विंग्स, थूथन ब्रेक और हाई-स्पीड आर्मर-पियर्सिंग डिस्कार्डिंग सैबोट के आर्टिलरी संरचनात्मक भागों के निर्माण के लिए किया जाता है, जो प्रसंस्करण प्रक्रियाओं को कम कर सकता है, इस्पात की उपयोग दर में सुधार करें, और सामरिक और तकनीकी संकेतक प्राप्त करें।

अतीत में, चीन में फ्रंट चैंबर प्रोजेक्टाइल बॉडी के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री 30% से 40% स्क्रैप स्टील के साथ उच्च गुणवत्ता वाले पिग आयरन के साथ अर्ध कठोर कच्चा लोहा से बनी होती थी। इसकी कम ताकत, उच्च भंगुरता, विस्फोट के बाद प्रभावी टुकड़ों की कम और गैर-तीक्ष्ण संख्या और कमजोर मारक शक्ति के कारण, फ्रंट चैंबर प्रोजेक्टाइल बॉडी का विकास एक बार बाधित हो गया था। 1963 के बाद से, दुर्लभ पृथ्वी लचीले लोहे का उपयोग करके मोर्टार गोले के विभिन्न कैलिबर का निर्माण किया गया है, जिसने उनके यांत्रिक गुणों को 1-2 गुना बढ़ा दिया है, प्रभावी टुकड़ों की संख्या को कई गुना बढ़ा दिया है, और टुकड़ों की तीक्ष्णता को तेज कर दिया है, जिससे उनकी मारक शक्ति में काफी वृद्धि हुई है। चीन में इस सामग्री से बने एक निश्चित प्रकार के तोप के गोले और फील्ड गन के गोले के टुकड़ों की प्रभावी संख्या और गहन मारक त्रिज्या स्टील के गोले की तुलना में थोड़ी बेहतर होती है।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में अलौह दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु जैसे मैग्नीशियम और एल्यूमीनियम का अनुप्रयोग

 दुर्लभ पृथ्वीउच्च रासायनिक गतिविधि और बड़ी परमाणु त्रिज्या है। जब इसे अलौह धातुओं और उनके मिश्र धातुओं में जोड़ा जाता है, तो यह अनाज को परिष्कृत कर सकता है, पृथक्करण, डीगैसिंग, अशुद्धता हटाने और शुद्धिकरण को रोक सकता है, और मेटलोग्राफिक संरचना में सुधार कर सकता है, ताकि यांत्रिक गुणों, भौतिक गुणों और प्रसंस्करण गुणों में सुधार के व्यापक उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। . देश और विदेश में सामग्री श्रमिकों ने दुर्लभ पृथ्वी की इस संपत्ति का उपयोग करके नए दुर्लभ पृथ्वी मैग्नीशियम मिश्र धातु, एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और सुपरअलॉय विकसित किए हैं। इन उत्पादों का व्यापक रूप से आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकियों जैसे लड़ाकू विमान, हमला विमान, हेलीकॉप्टर, मानव रहित हवाई वाहन और मिसाइल उपग्रहों में उपयोग किया गया है।

2.1 दुर्लभ पृथ्वी मैग्नीशियम मिश्र धातु

दुर्लभ पृथ्वी मैग्नीशियम मिश्र धातुउच्च विशिष्ट शक्ति रखते हैं, विमान का वजन कम कर सकते हैं, सामरिक प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं रखते हैं। चाइना एविएशन इंडस्ट्री कॉरपोरेशन (बाद में एवीआईसी के रूप में संदर्भित) द्वारा विकसित दुर्लभ पृथ्वी मैग्नीशियम मिश्र धातुओं में लगभग 10 ग्रेड के कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु और विकृत मैग्नीशियम मिश्र धातु शामिल हैं, जिनमें से कई का उपयोग उत्पादन में किया गया है और स्थिर गुणवत्ता वाले हैं। उदाहरण के लिए, मुख्य योजक के रूप में दुर्लभ पृथ्वी धातु नियोडिमियम के साथ ZM 6 कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातु को 30 किलोवाट जनरेटर के लिए हेलीकॉप्टर रियर रिडक्शन केसिंग, फाइटर विंग रिब्स और रोटर लीड प्रेशर प्लेट्स जैसे महत्वपूर्ण भागों के लिए उपयोग करने के लिए विस्तारित किया गया है। एवीआईसी कॉर्पोरेशन और नॉनफेरस मेटल्स कॉर्पोरेशन द्वारा संयुक्त रूप से विकसित दुर्लभ पृथ्वी उच्च शक्ति मैग्नीशियम मिश्र धातु बीएम 25 ने कुछ मध्यम शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को प्रतिस्थापित कर दिया है और इसे प्रभाव विमान में लागू किया गया है।

2.2 दुर्लभ पृथ्वी टाइटेनियम मिश्र धातु

1970 के दशक की शुरुआत में, बीजिंग इंस्टीट्यूट ऑफ एयरोनॉटिकल मैटेरियल्स (जिसे इंस्टीट्यूट ऑफ एयरोनॉटिकल मैटेरियल्स कहा जाता है) ने Ti-A1-Mo टाइटेनियम मिश्र धातुओं में कुछ एल्यूमीनियम और सिलिकॉन को दुर्लभ पृथ्वी धातु सेरियम (Ce) से बदल दिया, जिससे भंगुर चरणों की वर्षा सीमित हो गई और मिश्र धातु के ताप प्रतिरोध में सुधार के साथ-साथ इसकी तापीय स्थिरता में भी सुधार होता है। इस आधार पर, सेरियम युक्त एक उच्च-प्रदर्शन कास्ट उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र धातु ZT3 विकसित किया गया था। समान अंतरराष्ट्रीय मिश्र धातुओं की तुलना में, गर्मी प्रतिरोध शक्ति और प्रक्रिया प्रदर्शन के मामले में इसके कुछ फायदे हैं। इसके साथ निर्मित कंप्रेसर आवरण का उपयोग W PI3 II इंजन के लिए किया जाता है, जिसमें प्रति विमान 39 किलोग्राम वजन कम होता है और वजन अनुपात में 1.5% की वृद्धि होती है। इसके अलावा, प्रसंस्करण चरणों में लगभग 30% की कमी से महत्वपूर्ण तकनीकी और आर्थिक लाभ प्राप्त हुए हैं, जिससे चीन में 500 ℃ पर विमानन इंजनों के लिए कास्ट टाइटेनियम केसिंग के उपयोग में अंतर भर गया है। शोध से पता चला है कि सेरियम युक्त ZT3 मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना में छोटे सेरियम ऑक्साइड कण होते हैं। सेरियम एक दुर्दम्य और उच्च कठोरता बनाने के लिए मिश्र धातु में ऑक्सीजन के एक हिस्से को जोड़ता हैदुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइडसामग्री, Ce2O3. ये कण मिश्र धातु विरूपण प्रक्रिया के दौरान अव्यवस्थाओं की गति में बाधा डालते हैं, जिससे मिश्र धातु के उच्च तापमान प्रदर्शन में सुधार होता है। सेरियम गैस की अशुद्धियों के एक हिस्से (विशेष रूप से अनाज की सीमाओं पर) को पकड़ लेता है, जो अच्छी तापीय स्थिरता बनाए रखते हुए मिश्र धातु को मजबूत कर सकता है। कास्ट टाइटेनियम मिश्र धातुओं में कठिन विलेय बिंदु सुदृढ़ीकरण के सिद्धांत को लागू करने का यह पहला प्रयास है। इसके अलावा, वैमानिकी सामग्री संस्थान ने स्थिर और सस्ता विकसित किया हैयेट्रियम (III) ऑक्साइडटाइटेनियम मिश्र धातु समाधान परिशुद्धता कास्टिंग प्रक्रिया में वर्षों के अनुसंधान और विशेष खनिजकरण उपचार प्रौद्योगिकी के माध्यम से रेत और पाउडर। यह टाइटेनियम तरल के विशिष्ट गुरुत्व, कठोरता और स्थिरता के मामले में बेहतर स्तर पर पहुंच गया है, और शेल घोल के प्रदर्शन को समायोजित करने और नियंत्रित करने में अधिक लाभ दिखाया है। उपयोग करने का उत्कृष्ट लाभयेट्रियम (III) ऑक्साइडटाइटेनियम कास्टिंग के निर्माण के लिए शेल का तात्पर्य यह है कि इस शर्त के तहत कि कास्टिंग की गुणवत्ता और प्रक्रिया का स्तर टंगस्टन कोटिंग प्रक्रिया के बराबर है, टंगस्टन कोटिंग प्रक्रिया की तुलना में पतले टाइटेनियम मिश्र धातु कास्टिंग का निर्माण किया जा सकता है। वर्तमान में, इस प्रक्रिया का व्यापक रूप से विभिन्न विमानों, इंजनों और नागरिक कास्टिंग के निर्माण में उपयोग किया गया है।

2.3 दुर्लभ पृथ्वी एल्यूमीनियम मिश्र धातु

AVIC द्वारा विकसित गर्मी प्रतिरोधी कास्ट एल्यूमीनियम मिश्र धातु HZL206 में निकल युक्त विदेशी मिश्र धातुओं की तुलना में बेहतर उच्च तापमान और कमरे के तापमान के यांत्रिक गुण हैं, और विदेशों में समान मिश्र धातुओं के उन्नत स्तर तक पहुंच गया है। अब इसका उपयोग स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की जगह 300 ℃ के कार्य तापमान वाले हेलीकॉप्टरों और लड़ाकू जेट विमानों के लिए दबाव प्रतिरोधी वाल्व के रूप में किया जाता है। संरचनात्मक वजन कम कर दिया गया है और बड़े पैमाने पर उत्पादन में लगा दिया गया है। 200-300 ℃ पर दुर्लभ पृथ्वी एल्यूमीनियम सिलिकॉन हाइपरयूटेक्टिक ZL117 मिश्र धातु की तन्य शक्ति पश्चिम जर्मन पिस्टन मिश्र धातु KS280 और KS282 से अधिक है। इसका पहनने का प्रतिरोध आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पिस्टन मिश्र धातु ZL108 की तुलना में 4-5 गुना अधिक है, जिसमें रैखिक विस्तार और अच्छे आयामी स्थिरता का एक छोटा गुणांक है। इसका उपयोग विमानन सहायक उपकरण KY-5, KY-7 एयर कंप्रेसर और विमानन मॉडल इंजन पिस्टन में किया गया है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक गुणों में काफी सुधार होता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों की क्रिया का तंत्र है: बिखरे हुए वितरण का गठन, जिसमें छोटे एल्यूमीनियम यौगिक दूसरे चरण को मजबूत करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को शामिल करने से डीगैसिंग रेचन की भूमिका होती है, जिससे मिश्र धातु में छिद्रों की संख्या कम हो जाती है और मिश्र धातु के प्रदर्शन में सुधार होता है; दुर्लभ पृथ्वी एल्यूमीनियम यौगिक अनाज और गलनक्रांतिक चरणों को परिष्कृत करने के लिए विषम नाभिक के रूप में काम करते हैं, और एक संशोधक भी हैं; दुर्लभ पृथ्वी तत्व लौह समृद्ध चरणों के निर्माण और शोधन को बढ़ावा देते हैं, जिससे उनके हानिकारक प्रभाव कम हो जाते हैं। α- A1 में लोहे की ठोस घोल की मात्रा दुर्लभ पृथ्वी के बढ़ने के साथ कम हो जाती है, जो ताकत और प्लास्टिसिटी में सुधार के लिए भी फायदेमंद है।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी दहन सामग्री का अनुप्रयोग

3.1 शुद्ध दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ

शुद्ध दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ, अपने सक्रिय रासायनिक गुणों के कारण, ऑक्सीजन, सल्फर और नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करके स्थिर यौगिक बनाती हैं। तीव्र घर्षण और प्रभाव के अधीन होने पर, चिंगारी ज्वलनशील पदार्थों को प्रज्वलित कर सकती है। इसलिए, 1908 की शुरुआत में, इसे चकमक पत्थर में बनाया गया था। यह पाया गया है कि 17 दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में से छह तत्व, जिनमें सेरियम, लैंथेनम, नियोडिमियम, प्रेसियोडिमियम, समैरियम और येट्रियम शामिल हैं, विशेष रूप से अच्छा आगजनी प्रदर्शन करते हैं। लोगों ने दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के आगजनी गुणों के आधार पर विभिन्न आग लगाने वाले हथियार बनाए हैं। उदाहरण के लिए, 227 किलोग्राम अमेरिकी "मार्क 82" मिसाइल दुर्लभ पृथ्वी धातु लाइनर का उपयोग करती है, जो न केवल विस्फोटक हत्या प्रभाव पैदा करती है बल्कि आगजनी प्रभाव भी पैदा करती है। अमेरिकी हवा से जमीन पर मार करने वाला "डैम्पिंग मैन" रॉकेट वारहेड लाइनर के रूप में 108 दुर्लभ पृथ्वी धातु वर्गाकार छड़ों से सुसज्जित है, जो कुछ पूर्वनिर्मित टुकड़ों की जगह लेता है। स्थैतिक विस्फोट परीक्षणों से पता चला है कि विमानन ईंधन को प्रज्वलित करने की इसकी क्षमता अनलाइन ईंधन की तुलना में 44% अधिक है।

3.2 मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुएँ

शुद्ध की कीमत अधिक होने के कारणदुर्लभ पृथ्वी धातुएस, कम लागत वाली मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का व्यापक रूप से विभिन्न देशों में दहन हथियारों में उपयोग किया जाता है। मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातु दहन एजेंट को उच्च दबाव में धातु के खोल में लोड किया जाता है, जिसमें दहन एजेंट का घनत्व (1.9 ~ 2.1) × 103 किग्रा / मी 3, दहन की गति 1.3-1.5 मीटर / सेकंड, लौ का व्यास लगभग 500 मिमी होता है। और लौ का तापमान 1715-2000 ℃ तक। दहन के बाद, गरमागरम शरीर 5 मिनट से अधिक समय तक गर्म रहता है। वियतनाम पर आक्रमण के दौरान, अमेरिकी सेना ने 40 मिमी आगजनी ग्रेनेड लॉन्च करने के लिए लांचरों का उपयोग किया, जो मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातु से बने एक ज्वलनशील अस्तर से भरा हुआ था। प्रक्षेप्य के विस्फोट के बाद, प्रज्वलित अस्तर वाला प्रत्येक टुकड़ा लक्ष्य को प्रज्वलित कर सकता है। उस समय, बम का मासिक उत्पादन 200000 राउंड तक पहुंच गया, जिसमें अधिकतम 260000 राउंड थे।

3.3 दुर्लभ पृथ्वी दहन मिश्र धातुएँ

100 ग्राम वजन के साथ दुर्लभ पृथ्वी दहन मिश्र धातु 200 ~ 3000 प्रज्वलित कर सकती है, जो एक बड़े क्षेत्र को कवर करती है, जो कवच-भेदी गोला-बारूद और कवच-भेदी प्रक्षेप्य की हत्या त्रिज्या के बराबर है। इसलिए, दहन शक्ति के साथ बहुक्रियाशील गोला-बारूद का विकास देश और विदेश में गोला-बारूद विकास की मुख्य दिशाओं में से एक बन गया है। कवच-भेदी गोला-बारूद और कवच-भेदी प्रक्षेप्य के लिए, उनके सामरिक प्रदर्शन के लिए आवश्यक है कि दुश्मन टैंक के कवच को छेदने के बाद, वे टैंक को पूरी तरह से नष्ट करने के लिए अपने ईंधन और गोला-बारूद को प्रज्वलित कर सकें। हथगोले के लिए, उनकी हत्या सीमा के भीतर सैन्य आपूर्ति और रणनीतिक सुविधाओं को प्रज्वलित करना आवश्यक है। यह बताया गया है कि मेड इन यूएसए में बना एक प्लास्टिक दुर्लभ पृथ्वी धातु आग लगाने वाला उपकरण ग्लास फाइबर प्रबलित नायलॉन से बना है जिसके अंदर मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु कारतूस है, जो विमानन ईंधन और इसी तरह के लक्ष्यों के खिलाफ बेहतर प्रभाव डालता है।

सैन्य सुरक्षा और परमाणु प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी सामग्री का अनुप्रयोग

4.1 सैन्य सुरक्षा प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोग

दुर्लभ पृथ्वी तत्वों में विकिरण प्रतिरोधी गुण होते हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका के नेशनल न्यूट्रॉन क्रॉस सेक्शन सेंटर ने विकिरण सुरक्षा परीक्षणों के लिए, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को शामिल किए बिना या इसके बिना, आधार सामग्री के रूप में पॉलिमर सामग्री का उपयोग करके 10 मिमी की मोटाई वाली दो प्रकार की प्लेटें बनाई हैं। नतीजे बताते हैं कि दुर्लभ पृथ्वी बहुलक सामग्री का थर्मल न्यूट्रॉन परिरक्षण प्रभाव दुर्लभ पृथ्वी मुक्त बहुलक सामग्री की तुलना में 5-6 गुना बेहतर है। उनमें से, एसएम, ईयू, जीडी, डाई और अन्य तत्वों वाली दुर्लभ पृथ्वी सामग्री में सबसे बड़ा न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन और अच्छा न्यूट्रॉन कैप्चर प्रभाव होता है। वर्तमान में, सैन्य प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी विकिरण सुरक्षा सामग्री के मुख्य अनुप्रयोगों में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं।

4.1.1 परमाणु विकिरण परिरक्षण

संयुक्त राज्य अमेरिका 1% बोरान और 5% दुर्लभ पृथ्वी तत्वों का उपयोग करता हैगैडोलीनियम, समैरियमऔरलेण्टेनियुमस्विमिंग पूल रिएक्टर के विखंडन न्यूट्रॉन स्रोत की सुरक्षा के लिए 600 मिमी मोटी विकिरण रोधी कंक्रीट बनाना। फ्रांस ने आधार सामग्री के रूप में ग्रेफाइट में बोराइड, दुर्लभ पृथ्वी यौगिक या दुर्लभ पृथ्वी मिश्र धातु मिलाकर एक दुर्लभ पृथ्वी विकिरण सुरक्षा सामग्री विकसित की। इस मिश्रित परिरक्षण सामग्री के भराव को समान रूप से वितरित करने और पूर्वनिर्मित भागों में बनाने की आवश्यकता होती है, जिन्हें परिरक्षण क्षेत्र की विभिन्न आवश्यकताओं के अनुसार रिएक्टर चैनल के चारों ओर रखा जाता है।

4.1.2 टैंक थर्मल विकिरण परिरक्षण

इसमें लिबास की चार परतें होती हैं, जिनकी कुल मोटाई 5-20 सेमी होती है। पहली परत ग्लास फाइबर प्रबलित प्लास्टिक से बनी है, जिसमें तेज न्यूट्रॉन को अवरुद्ध करने और धीमी न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए भराव के रूप में 2% दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों के साथ अकार्बनिक पाउडर मिलाया जाता है; दूसरी और तीसरी परत में मध्यवर्ती ऊर्जा न्यूट्रॉन को अवरुद्ध करने और थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए बोरान ग्रेफाइट, पॉलीस्टाइनिन और दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ा जाता है, जो पहले में कुल भराव का 10% होता है; चौथी परत ग्लास फाइबर के बजाय ग्रेफाइट का उपयोग करती है, और थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए 25% दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों को जोड़ती है।

4.1.3 अन्य

टैंकों, जहाजों, आश्रयों और अन्य सैन्य उपकरणों पर दुर्लभ पृथ्वी विकिरण प्रतिरोधी कोटिंग लगाने से विकिरण प्रतिरोधी प्रभाव हो सकता है।

4.2 परमाणु प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोग

दुर्लभ पृथ्वी येट्रियम (III) ऑक्साइड का उपयोग उबलते पानी रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) में यूरेनियम ईंधन के दहनशील अवशोषक के रूप में किया जा सकता है। सभी तत्वों में, गैडोलीनियम में न्यूट्रॉन को अवशोषित करने की सबसे मजबूत क्षमता होती है, प्रति परमाणु लगभग 4600 लक्ष्य होते हैं। प्रत्येक प्राकृतिक गैडोलीनियम परमाणु विफलता से पहले औसतन 4 न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है। विखंडनीय यूरेनियम के साथ मिश्रित होने पर, गैडोलीनियम दहन को बढ़ावा दे सकता है, यूरेनियम की खपत को कम कर सकता है और ऊर्जा उत्पादन बढ़ा सकता है। बोरोन कार्बाइड के विपरीत,गैडोलीनियम (III) ऑक्साइडड्यूटेरियम, एक हानिकारक उप-उत्पाद, का उत्पादन नहीं करता है। यह परमाणु प्रतिक्रिया में यूरेनियम ईंधन और इसकी कोटिंग सामग्री दोनों से मेल खा सकता है। बोरॉन के स्थान पर गैडोलीनियम का उपयोग करने का लाभ यह है कि परमाणु ईंधन रॉड के विस्तार को रोकने के लिए गैडोलीनियम को सीधे यूरेनियम के साथ मिलाया जा सकता है। आंकड़ों के मुताबिक, दुनिया भर में 149 परमाणु रिएक्टर बनाने की योजना है, जिनमें से 115 दबावयुक्त जल रिएक्टर हैंदुर्लभ कानh गैडोलीनियम (III) ऑक्साइड।दुर्लभ पृथ्वी समैरियम,युरोपियम, और डिस्प्रोसियम का उपयोग न्यूट्रॉन ब्रीडर रिएक्टरों में न्यूट्रॉन अवशोषक के रूप में किया गया है। दुर्लभ पृथ्वीyttriumन्यूट्रॉन में एक छोटा कैप्चर क्रॉस-सेक्शन होता है और इसे पिघले हुए नमक रिएक्टरों के लिए पाइप सामग्री के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। दुर्लभ पृथ्वी गैडोलीनियम और डिस्प्रोसियम के साथ मिलाई गई पतली पन्नी का उपयोग एयरोस्पेस और परमाणु उद्योग इंजीनियरिंग में न्यूट्रॉन फील्ड डिटेक्टर के रूप में किया जा सकता है, दुर्लभ पृथ्वी थ्यूलियम और एरबियम की थोड़ी मात्रा का उपयोग सीलबंद ट्यूब न्यूट्रॉन जनरेटर और दुर्लभ पृथ्वी की लक्ष्य सामग्री के रूप में किया जा सकता है। यूरोपियम ऑक्साइड आयरन सेरमेट का उपयोग एक बेहतर रिएक्टर नियंत्रण सपोर्ट प्लेट बनाने के लिए किया जा सकता है। दुर्लभ पृथ्वी गैडोलीनियम का उपयोग न्यूट्रॉन बम विकिरण को रोकने के लिए एक कोटिंग योजक के रूप में भी किया जा सकता है, और गैडोलीनियम ऑक्साइड युक्त एक विशेष कोटिंग के साथ लेपित बख्तरबंद वाहन न्यूट्रॉन विकिरण को रोक सकते हैं। भूमिगत परमाणु विस्फोटों के कारण होने वाले जमीनी तनाव को मापने के लिए उपकरणों में रेयर अर्थ यटरबियम का उपयोग किया जाता है। जब दुर्लभ पृथ्वी येटरबियम पर बल लगाया जाता है, तो प्रतिरोध बढ़ जाता है, और प्रतिरोध में परिवर्तन का उपयोग लागू दबाव की गणना के लिए किया जा सकता है। उच्च परमाणु तनाव को मापने के लिए जमा किए गए और इंटरलीक किए गए दुर्लभ पृथ्वी गैडोलीनियम फ़ॉइल को एक तनाव संवेदनशील तत्व के साथ जोड़ने का उपयोग किया जा सकता है।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में 5 दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री का अनुप्रयोग

दुर्लभ पृथ्वी स्थायी चुंबक सामग्री, जिसे चुंबकीय राजा की नई पीढ़ी के रूप में जाना जाता है, वर्तमान में ज्ञात उच्चतम व्यापक प्रदर्शन वाली स्थायी चुंबक सामग्री है। इसमें 1970 के दशक में सैन्य उपकरणों में इस्तेमाल होने वाले चुंबकीय स्टील की तुलना में 100 गुना अधिक चुंबकीय गुण हैं। वर्तमान समय में यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी संचार में एक महत्वपूर्ण सामग्री बन गयी है। इसका उपयोग कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों, रडार और अन्य पहलुओं में ट्रैवलिंग-वेव ट्यूब और सर्कुलेटर्स में किया जाता है। इसलिए, इसका महत्वपूर्ण सैन्य महत्व है।

मिसाइल मार्गदर्शन प्रणाली में इलेक्ट्रॉन बीम फोकस के लिए एसएमसीओ मैग्नेट और एनडीएफईबी मैग्नेट का उपयोग किया जाता है। मैग्नेट इलेक्ट्रॉन बीम के मुख्य फोकसिंग उपकरण हैं, जो मिसाइल की नियंत्रण सतह पर डेटा संचारित करते हैं। मिसाइल के प्रत्येक फोकसिंग मार्गदर्शन उपकरण में लगभग 5-10 पाउंड (2.27-4.54 किलोग्राम) चुंबक होते हैं। इसके अलावा, दुर्लभ पृथ्वी चुम्बकों का उपयोग मोटरों को चलाने और निर्देशित मिसाइलों के रडर#विमान पतवारों को घुमाने के लिए भी किया जाता है। उनके फायदे मूल अल नी सह मैग्नेट की तुलना में मजबूत चुंबकत्व और हल्के वजन हैं।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में दुर्लभ पृथ्वी लेजर सामग्री का अनुप्रयोग

लेजर एक नए प्रकार का प्रकाश स्रोत है जिसमें अच्छी मोनोक्रोमैटिकिटी, दिशात्मकता और सुसंगतता है, और उच्च चमक प्राप्त कर सकता है। लेज़र और दुर्लभ पृथ्वी लेज़र सामग्री का जन्म एक साथ हुआ। अब तक, लगभग 90% लेजर सामग्रियों में दुर्लभ पृथ्वी शामिल है। उदाहरण के लिए, येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट क्रिस्टल एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला लेजर है जो कमरे के तापमान पर निरंतर उच्च बिजली उत्पादन प्राप्त कर सकता है। आधुनिक सेना में सॉलिड-स्टेट लेज़रों के अनुप्रयोग में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं।

6.1 लेजर रेंजिंग

संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन, फ्रांस, जर्मनी और अन्य देशों में विकसित नियोडिमियम डोप्ड येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट 5 मीटर की सटीकता के साथ 4000 ~ 20000 मीटर की दूरी माप सकता है। यूएस एमआई, जर्मनी का लेपर्ड II, फ्रांस का लेक्लर, जापान का टाइप 90, इज़राइल का मेकावा और नवीनतम ब्रिटिश चैलेंजर 2 टैंक जैसी हथियार प्रणालियाँ सभी इस प्रकार के लेजर रेंजफाइंडर का उपयोग करती हैं। वर्तमान में, कुछ देश मानव आंखों की सुरक्षा के लिए ठोस राज्य लेजर रेंजफाइंडर की एक नई पीढ़ी विकसित कर रहे हैं, जिसमें ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य 1.5 से 2.1 μM तक है। संयुक्त राज्य अमेरिका और यूनाइटेड किंगडम द्वारा होल्मियम डोप्ड का उपयोग करके हाथ से पकड़े जाने वाले लेजर रेंजफाइंडर विकसित किए गए हैं। यट्रियम लिथियम फ्लोराइड लेजर का कार्य बैंड 2.06 μM है, जो 3000 मीटर तक है। संयुक्त राज्य अमेरिका और अंतर्राष्ट्रीय लेजर कंपनी ने भी संयुक्त रूप से एर्बियम-डोप्ड येट्रियम लिथियम फ्लोराइड लेजर का उपयोग किया और 1.73 μM की तरंग दैर्ध्य के लेजर रेंजफाइंडर और भारी सुसज्जित सैनिकों का विकास किया। चीन के सैन्य रेंजफाइंडर की लेजर तरंग दैर्ध्य 1.06 μM है, जो 200 से 7000 मीटर तक है। लंबी दूरी के रॉकेट, मिसाइल और परीक्षण संचार उपग्रहों के प्रक्षेपण में चीन ने लेजर टीवी थियोडोलाइट के माध्यम से रेंज माप में महत्वपूर्ण डेटा प्राप्त किया है।

6.2 लेजर मार्गदर्शन

लेज़र गाइडेड बम टर्मिनल मार्गदर्शन के लिए लेज़र का उपयोग करते हैं। लक्ष्य को एनडी · वाईएजी लेजर से विकिरणित किया जाता है जो प्रति सेकंड दर्जनों पल्स उत्सर्जित करता है। पल्स एन्कोडेड हैं, और हल्के पल्स मिसाइल प्रतिक्रिया का मार्गदर्शन कर सकते हैं, जिससे मिसाइल लॉन्च में हस्तक्षेप और दुश्मन द्वारा निर्धारित बाधाओं को रोका जा सकता है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी सेना GBV-15 ग्लाइड बम को "स्मार्ट बम" कहा जाता है। इसी तरह, इसका उपयोग लेजर गाइडेड गोले के निर्माण के लिए भी किया जा सकता है।

6.3 लेजर संचार

एनडी · वाईएजी के अलावा लेजर संचार के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, लिथियम टेट्रा नियोडिमियम (III) फॉस्फेट क्रिस्टल (एलएनपी) का लेजर आउटपुट ध्रुवीकृत और मॉड्यूलेट करना आसान है। इसे सबसे आशाजनक माइक्रो लेजर सामग्रियों में से एक माना जाता है, जो ऑप्टिकल फाइबर संचार के प्रकाश स्रोत के लिए उपयुक्त है, और इसे एकीकृत प्रकाशिकी और अंतरिक्ष संचार में लागू किए जाने की उम्मीद है। इसके अलावा, यट्रियम आयरन गार्नेट (Y3Fe5O12) सिंगल क्रिस्टल का उपयोग माइक्रोवेव एकीकरण प्रक्रिया द्वारा विभिन्न मैग्नेटोस्टैटिक सतह तरंग उपकरणों के रूप में किया जा सकता है, जो उपकरणों को एकीकृत और छोटा बनाता है, और रडार रिमोट कंट्रोल और टेलीमेट्री, नेविगेशन और इलेक्ट्रॉनिक काउंटरमेजर्स में विशेष अनुप्रयोग हैं।

आधुनिक सैन्य प्रौद्योगिकी में 7 दुर्लभ पृथ्वी सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों का अनुप्रयोग

जब कोई सामग्री एक निश्चित तापमान से कम होती है, तो प्रतिरोध शून्य होने की घटना, यानी अतिचालकता, घटित होती है। तापमान क्रांतिक तापमान (Tc) है। सुपरकंडक्टर्स एंटीमैग्नेट हैं। जब तापमान महत्वपूर्ण तापमान से कम होता है, तो सुपरकंडक्टर्स किसी भी चुंबकीय क्षेत्र को पीछे हटा देते हैं जो उन पर लागू होने का प्रयास करता है। यह तथाकथित मीस्नर प्रभाव है। सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने से महत्वपूर्ण तापमान टीसी में काफी वृद्धि हो सकती है। इसने सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों के विकास और अनुप्रयोग को बहुत बढ़ावा दिया है। 1980 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और अन्य विकसित देशों ने क्रमिक रूप से बेरियम ऑक्साइड और कॉपर (II) ऑक्साइड यौगिकों में एक निश्चित मात्रा में लैंथेनम, येट्रियम, यूरोपियम, एरबियम और अन्य दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड जोड़े, जिन्हें मिश्रित, दबाया और सिंटर किया गया। सुपरकंडक्टिंग सिरेमिक सामग्री बनाते हैं, जिससे सुपरकंडक्टिंग तकनीक का व्यापक अनुप्रयोग, विशेष रूप से सैन्य अनुप्रयोगों में, अधिक व्यापक हो जाता है।

7.1 सुपरकंडक्टिंग इंटीग्रेटेड सर्किट

हाल के वर्षों में, विदेशी देशों ने इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटरों में सुपरकंडक्टिंग तकनीक के अनुप्रयोग पर शोध किया है, और सुपरकंडक्टिंग सिरेमिक सामग्रियों का उपयोग करके सुपरकंडक्टिंग एकीकृत सर्किट विकसित किए हैं। यदि इस एकीकृत सर्किट का उपयोग सुपरकंडक्टिंग कंप्यूटरों के निर्माण के लिए किया जाता है, तो यह न केवल छोटे आकार, हल्के वजन और उपयोग में सुविधाजनक है, बल्कि सेमीकंडक्टर कंप्यूटरों की तुलना में इसकी कंप्यूटिंग गति 10 से 100 गुना तेज है।