იშვიათი დედამიწის მასალების გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

განაცხადისიშვიათი დედამიწის მასალათანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

როგორც სპეციალური ფუნქციური მასალა, იშვიათი დედამიწა, რომელიც ცნობილია როგორც ახალი მასალების "განძის სახლი", შეუძლია მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს სხვა პროდუქტების ხარისხი და შესრულება და ცნობილია როგორც თანამედროვე ინდუსტრიის "ვიტამინი". იგი არა მხოლოდ ფართოდ გამოიყენება ტრადიციულ ინდუსტრიებში, როგორიცაა მეტალურგია, ნავთობქიმიური მრეწველობა, მინის კერამიკა, მატყლის დაწნვა, ტყავი და სოფლის მეურნეობა, არამედ შეუცვლელ როლს ასრულებს ისეთი მასალების სფეროებში, როგორიცაა ფლუორესცენცია, მაგნეტიზმი, ლაზერი, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კომუნიკაცია. წყალბადის შესანახი ენერგია, ზეგამტარობა და ა.შ. ეს პირდაპირ გავლენას ახდენს განვითარებადი მაღალტექნოლოგიური ინდუსტრიების განვითარების სიჩქარეზე და დონეზე, როგორიცაა ოპტიკური ხელსაწყოები, ელექტრონიკა, აერონავტიკა, ბირთვული მრეწველობა და ა.შ. ეს ტექნოლოგიები წარმატებით იქნა გამოყენებული სამხედრო ტექნოლოგიებში, რაც დიდად უწყობს ხელს თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიების განვითარება.

იშვიათი დედამიწის ახალი მასალების განსაკუთრებულმა როლმა თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში ფართოდ მიიპყრო მთავრობებისა და ექსპერტების ყურადღება სხვადასხვა ქვეყნიდან, როგორიცაა მაღალტექნოლოგიური მრეწველობისა და სამხედრო ტექნოლოგიების განვითარების ძირითად ელემენტად ჩამოთვლილი შესაბამისი დეპარტამენტები. შეერთებული შტატები, იაპონია და სხვა ქვეყნები.

მოკლე შესავალი იშვიათი დედამიწის შესახებ და მათი ურთიერთობა სამხედრო და ეროვნულ თავდაცვასთან

მკაცრად რომ ვთქვათ, ყველაიშვიათი დედამიწის ელემენტებიაქვს გარკვეული სამხედრო გამოყენება, მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი ეროვნული თავდაცვისა და სამხედრო სფეროებში უნდა იყოს ლაზერული დისტანციის, ლაზერული ხელმძღვანელობის, ლაზერული კომუნიკაციისა და სხვა სფეროების გამოყენება.

 იშვიათი დედამიწის ფოლადისა და კვანძოვანი თუჯის გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

 1.1 იშვიათი დედამიწის ფოლადის გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

მისი ფუნქციები მოიცავს გაწმენდას, მოდიფიკაციას და შენადნობს, ძირითადად მათ შორის გოგირდიზაციას, დეოქსიდაციას და გაზის მოცილებას, დაბალი დნობის წერტილის მავნე მინარევების გავლენის აღმოფხვრას, მარცვლების და სტრუქტურის დახვეწას, ფოლადის ფაზის გარდამავალ წერტილზე ზემოქმედებას და მისი გამაგრების და მექანიკური თვისებების გაუმჯობესებას. . სამხედრო მეცნიერებისა და ტექნიკის პერსონალმა შეიმუშავა მრავალი იშვიათი დედამიწის მასალა, რომელიც შესაფერისია იარაღში გამოსაყენებლად, იშვიათი დედამიწის ამ თვისების გამოყენებით.

 1.1.1 ჯავშანი ფოლადი

 ჯერ კიდევ 1960-იანი წლების დასაწყისში, ჩინეთის იარაღის ინდუსტრიამ დაიწყო კვლევა ჯავშანტექნიკაში იშვიათი მიწების გამოყენებაზე და თანმიმდევრულად აწარმოა იშვიათი მიწიერი ჯავშანტექნიკის ფოლადი, როგორიცაა 601, 603 და 623. ჩინეთის სატანკო წარმოება დაფუძნებული იყო შიდა.

 1.1.2 იშვიათი მიწიერი ნახშირბადოვანი ფოლადი

1960-იანი წლების შუა ხანებში ჩინეთმა დაამატა 0.05% იშვიათი მიწიერი ელემენტები ორიგინალური მაღალი ხარისხის ნახშირბადოვანი ფოლადისაგან იშვიათი მიწიერი ნახშირბადოვანი ფოლადის წარმოებისთვის. ამ იშვიათი მიწიერი ფოლადის გვერდითი ზემოქმედების ღირებულება გაიზარდა 70%-დან 100%-მდე თავდაპირველ ნახშირბადოვან ფოლადთან შედარებით, ხოლო ზემოქმედების მნიშვნელობა -40 ℃-ზე გაიზარდა თითქმის ორჯერ. ამ ფოლადისგან დამზადებული დიდი დიამეტრის ვაზნა დადასტურებულია სროლის პოლიგონზე სროლის ტესტებით, რომ სრულად აკმაყოფილებს ტექნიკურ მოთხოვნებს. ამჟამად ჩინეთი დასრულებულია და წარმოებაში შევიდა, რაც მიაღწია ჩინეთის დიდი ხნის სურვილს, ჩაანაცვლოს სპილენძი ფოლადით ვაზნის მასალებში.

 1.1.3 იშვიათმიწა მანგანუმიანი ფოლადი და იშვიათი მიწით ჩამოსხმული ფოლადი

იშვიათი მიწით მაღალი მანგანუმიანი ფოლადი გამოიყენება სატანკო ფეხსაცმლის დასამზადებლად, ხოლო იშვიათი მიწიერი ჩამოსხმული ფოლადი გამოიყენება კუდის ფრთების, მჭიდის მუხრუჭის და საარტილერიო სტრუქტურული ნაწილების დასამზადებლად მაღალსიჩქარიანი ჯავშანტექნიკის გამანადგურებელი საბოტის, რამაც შეიძლება შეამციროს დამუშავების პროცედურები. გააუმჯობესოს ფოლადის ათვისების მაჩვენებელი და მიაღწიოს ტაქტიკურ და ტექნიკურ მაჩვენებლებს.

წარსულში, ჩინეთში წინა კამერის ჭურვის სხეულებისთვის გამოყენებული მასალები მზადდებოდა ნახევრად ხისტი თუჯისგან მაღალი ხარისხის ღორის რკინით დამატებული 30%-დან 40%-მდე ჯართის ფოლადით. დაბალი სიმტკიცის, მაღალი მტვრევადობის, აფეთქების შემდეგ ეფექტური ფრაგმენტების დაბალი და არამკვეთრი რაოდენობის და სუსტი მკვლელობის გამო, წინა კამერის ჭურვის კორპუსის განვითარება ერთ დროს შეფერხდა. 1963 წლიდან სხვადასხვა კალიბრის ნაღმტყორცნების ჭურვები იწარმოება იშვიათი მიწიერი დრეკადი რკინის გამოყენებით, რამაც გაზარდა მათი მექანიკური თვისებები 1-2-ჯერ, გაამრავლა ეფექტური ფრაგმენტების რაოდენობა და გააძლიერა ფრაგმენტების სიმკვეთრე, რაც მნიშვნელოვნად აძლიერებს მათ მკვლელობის ძალას. ჩინეთში ამ მასალისგან დამზადებული გარკვეული ტიპის ქვემეხის ჭურვისა და საველე თოფის ჭურვის ფრაგმენტების ეფექტური რაოდენობა და ინტენსიური მკვლელობის რადიუსი ოდნავ უკეთესია, ვიდრე ფოლადის ჭურვები.

ფერადი იშვიათი მიწების შენადნობების გამოყენება, როგორიცაა მაგნიუმი და ალუმინი თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიებში

 იშვიათი დედამიწააქვს მაღალი ქიმიური აქტივობა და დიდი ატომური რადიუსი. როდესაც მას ემატება ფერადი ლითონები და მათი შენადნობები, მას შეუძლია დახვეწოს მარცვლები, თავიდან აიცილოს სეგრეგაცია, გაზი, მინარევების მოცილება და გაწმენდა და გააუმჯობესოს მეტალოგრაფიული სტრუქტურა, რათა მიაღწიოს ყოვლისმომცველ მიზანს, გააუმჯობესოს მექანიკური თვისებები, ფიზიკური თვისებები და დამუშავების თვისებები. . მასალების მუშაკებმა სახლში და მის ფარგლებს გარეთ შეიმუშავეს იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობები, ალუმინის შენადნობები, ტიტანის შენადნობები და სუპერშენადნობები იშვიათი დედამიწის ამ თვისების გამოყენებით. ეს პროდუქტები ფართოდ იქნა გამოყენებული თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიებში, როგორიცაა გამანადგურებელი თვითმფრინავები, თავდასხმის თვითმფრინავები, ვერტმფრენები, უპილოტო საჰაერო ხომალდები და სარაკეტო თანამგზავრები.

2.1 იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობი

იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობებიაქვს მაღალი სპეციფიკური ძალა, შეუძლია შეამციროს თვითმფრინავის წონა, გააუმჯობესოს ტაქტიკური შესრულება და ჰქონდეს ფართო გამოყენების პერსპექტივები. ჩინეთის საავიაციო ინდუსტრიის კორპორაციის მიერ შემუშავებული იშვიათი დედამიწის მაგნიუმის შენადნობები (შემდგომში AVIC) მოიცავს დაახლოებით 10 კლასის თუჯის მაგნიუმის შენადნობებს და დეფორმირებულ მაგნიუმის შენადნობებს, რომელთაგან ბევრი გამოიყენებოდა წარმოებაში და აქვს სტაბილური ხარისხი. მაგალითად, ZM 6 ჩამოსხმული მაგნიუმის შენადნობი იშვიათი მიწიერი ლითონის ნეოდიმით, როგორც მთავარი დანამატი, გაფართოვდა მნიშვნელოვანი ნაწილებისთვის, როგორიცაა ვერტმფრენის უკანა რედუქციის გარსაცმები, მოიერიშე ფრთების ნეკნები და როტორის ტყვიის წნევის ფირფიტები 30 კვტ გენერატორებისთვის. იშვიათი დედამიწის მაღალი სიმტკიცის მაგნიუმის შენადნობი BM 25, რომელიც ერთობლივად იქნა შემუშავებული AVIC Corporation-ისა და ფერადი ლითონების კორპორაციის მიერ, ჩაანაცვლა ზოგიერთი საშუალო სიმტკიცის ალუმინის შენადნობები და გამოყენებული იქნა დარტყმის თვითმფრინავებში.

2.2 იშვიათი დედამიწის ტიტანის შენადნობი

1970-იანი წლების დასაწყისში პეკინის საავიაციო მასალების ინსტიტუტმა (მოხსენიებული, როგორც საავიაციო მასალების ინსტიტუტი) შეცვალა ალუმინი და სილიციუმი იშვიათი მიწიერი ლითონის ცერიუმით (Ce) Ti-A1-Mo ტიტანის შენადნობებში, რაც ზღუდავდა მტვრევადი ფაზების დალექვას. აუმჯობესებს შენადნობის სითბოს წინააღმდეგობას და ასევე აუმჯობესებს მის თერმული სტაბილურობას. ამის საფუძველზე შეიქმნა ცერიუმის შემცველი მაღალი ტემპერატურული ტიტანის შენადნობი ZT3. ანალოგიურ საერთაშორისო შენადნობებთან შედარებით, მას აქვს გარკვეული უპირატესობები სითბოს წინააღმდეგობის სიძლიერისა და პროცესის შესრულების თვალსაზრისით. მასთან ერთად წარმოებული კომპრესორის გარსაცმები გამოიყენება W PI3 II ძრავისთვის, 39 კგ-ით შემცირებით თითო თვითმფრინავზე და ბიძგების წონასთან შეფარდების 1,5%-ით გაზრდით. გარდა ამისა, დამუშავების საფეხურების შემცირებამ დაახლოებით 30%-ით მიაღწია მნიშვნელოვან ტექნიკურ და ეკონომიკურ სარგებელს, შეავსო უფსკრული საავიაციო ძრავებისთვის ჩამოსხმული ტიტანის გარსაცმების გამოყენებაში ჩინეთში 500 ℃. კვლევამ აჩვენა, რომ ცერიუმის შემცველი ZT3 შენადნობის მიკროსტრუქტურაში არის ცერიუმის ოქსიდის მცირე ნაწილაკები. ცერიუმი აერთიანებს ჟანგბადის ნაწილს შენადნობაში, რათა წარმოქმნას ცეცხლგამძლე და მაღალი სიმტკიცეიშვიათი დედამიწის ოქსიდიმასალა, Ce2O3. ეს ნაწილაკები აფერხებენ დისლოკაციების მოძრაობას შენადნობის დეფორმაციის პროცესში, აუმჯობესებენ შენადნობის მაღალ ტემპერატურაზე მუშაობას. ცერიუმი ითვისებს გაზის მინარევების ნაწილს (განსაკუთრებით მარცვლის საზღვრებში), რამაც შეიძლება გააძლიეროს შენადნობი კარგი თერმული სტაბილურობის შენარჩუნებით. ეს არის პირველი მცდელობა გამოიყენოს თეორია რთული ხსნარის წერტილის გაძლიერების თუჯის ტიტანის შენადნობებში. გარდა ამისა, საავიაციო მასალების ინსტიტუტმა განვითარდა სტაბილური და იაფიიტრიუმის (III) ოქსიდიქვიშა და ფხვნილი წლების განმავლობაში ჩატარებული კვლევისა და მინერალიზაციის სპეციალური დამუშავების ტექნოლოგიის მეშვეობით ტიტანის შენადნობის ხსნარის ზუსტი ჩამოსხმის პროცესში. მან მიაღწია უკეთეს დონეს სპეციფიური სიმძიმის, სიხისტისა და ტიტანის სითხის სტაბილურობის თვალსაზრისით და აჩვენა უფრო დიდი უპირატესობა ჭურვის ნამცხვრის მუშაობის რეგულირებასა და კონტროლში. გამოყენების გამორჩეული უპირატესობაიტრიუმის (III) ოქსიდიტიტანის ჩამოსხმის წარმოების ჭურვი არის ის, რომ იმ პირობით, რომ ჩამოსხმის ხარისხი და პროცესის დონე ექვივალენტურია ვოლფრამის საფარის პროცესთან, ტიტანის შენადნობის ჩამოსხმა შეიძლება დამზადდეს ვოლფრამის საფარის პროცესზე უფრო თხელი. ამჟამად, ეს პროცესი ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა თვითმფრინავების, ძრავების და სამოქალაქო ჩამოსხმის წარმოებაში.

2.3 იშვიათი დედამიწის ალუმინის შენადნობი

AVIC-ის მიერ შემუშავებული სითბოს მდგრადი თუჯის ალუმინის შენადნობი HZL206 აქვს მაღალი ტემპერატურისა და ოთახის ტემპერატურის მექანიკური თვისებები ნიკელის შემცველ უცხო შენადნობებთან შედარებით და მიაღწია მსგავსი შენადნობების მოწინავე დონეს საზღვარგარეთ. იგი ახლა გამოიყენება როგორც წნევის მდგრადი სარქველი ვერტმფრენებისა და გამანადგურებლების სამუშაო ტემპერატურით 300 ℃, რომელიც ცვლის ფოლადისა და ტიტანის შენადნობებს. სტრუქტურული წონა შემცირდა და შევიდა მასობრივ წარმოებაში. იშვიათი დედამიწის ალუმინის სილიციუმის ჰიპერევტექტიკური ZL117 შენადნობის დაჭიმვის სიმტკიცე 200-300 ℃ აღემატება დასავლეთ გერმანიის დგუშის შენადნობებს KS280 და KS282. მისი აცვიათ წინააღმდეგობა 4-5-ჯერ უფრო მაღალია ვიდრე ჩვეულებრივ გამოყენებული დგუშის შენადნობები ZL108, ხაზოვანი გაფართოების მცირე კოეფიციენტით და კარგი განზომილებიანი სტაბილურობით. იგი გამოიყენებოდა საავიაციო აქსესუარებში KY-5, KY-7 ჰაერის კომპრესორებში და საავიაციო მოდელის ძრავის დგუშებში. ალუმინის შენადნობებში იშვიათი მიწის ელემენტების დამატება მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მიკროსტრუქტურასა და მექანიკურ თვისებებს. ალუმინის შენადნობებში იშვიათი მიწიერი ელემენტების მოქმედების მექანიზმი არის: დისპერსიული განაწილების ფორმირება, მცირე ზომის ალუმინის ნაერთებით, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მეორე ფაზის გაძლიერებაში; იშვიათი მიწიერი ელემენტების დამატება ასრულებს კათარზისის დეგაზირების როლს, რითაც ამცირებს შენადნობში ფორების რაოდენობას და აუმჯობესებს შენადნობის მუშაობას; იშვიათი დედამიწის ალუმინის ნაერთები ემსახურება როგორც ჰეტეროგენულ ბირთვს მარცვლებისა და ევტექტიკური ფაზების დასამუშავებლად და ასევე არის მოდიფიკატორი; იშვიათი დედამიწის ელემენტები ხელს უწყობენ რკინით მდიდარი ფაზების წარმოქმნას და დახვეწას, რაც ამცირებს მათ მავნე ზემოქმედებას. α- რკინის მყარი ხსნარის რაოდენობა A1-ში მცირდება იშვიათი მიწების დამატების მატებასთან ერთად, რაც ასევე სასარგებლოა სიძლიერისა და პლასტიურობის გასაუმჯობესებლად.

იშვიათი დედამიწის წვის მასალების გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

3.1 სუფთა იშვიათი მიწიერი ლითონები

სუფთა იშვიათი მიწიერი ლითონები, მათი აქტიური ქიმიური თვისებების გამო, მიდრეკილია რეაგირებისკენ ჟანგბადთან, გოგირდთან და აზოტთან სტაბილური ნაერთების წარმოქმნით. ძლიერი ხახუნისა და ზემოქმედების დროს ნაპერწკლებმა შეიძლება გაანათოს აალებადი ნივთიერებები. ამიტომ, ჯერ კიდევ 1908 წელს, მას ამზადებდნენ კაჟში. აღმოჩნდა, რომ 17 იშვიათი დედამიწის ელემენტს შორის ექვს ელემენტს, მათ შორის ცერიუმს, ლანთანს, ნეოდიმს, პრაზეოდიმს, სამარიუმს და იტრიუმს, აქვს განსაკუთრებით კარგი ცეცხლგამძლე მოქმედება. ხალხმა დაამზადა სხვადასხვა ცეცხლგამჩენი იარაღი იშვიათი მიწიერი ლითონების დამწვრობის თვისებებზე დაყრდნობით. მაგალითად, 227 კგ ამერიკული რაკეტა "Mark 82" იყენებს იშვიათი დედამიწის ლითონის ლაინერებს, რომლებიც არა მხოლოდ აწარმოებენ ფეთქებადი მკვლელობის ეფექტებს, არამედ ხანძარსაწინააღმდეგო ეფექტებსაც. აშშ-ს საჰაერო-მიწა სარაკეტო „დემპინგი კაცი“ აღჭურვილია 108 იშვიათი დედამიწის ლითონის კვადრატული ღეროებით, როგორც ლაინერები, რომლებიც ცვლის ზოგიერთ ასაწყობ ფრაგმენტს. სტატიკური აფეთქების ტესტებმა აჩვენა, რომ საავიაციო საწვავის აალების უნარი 44%-ით მეტია, ვიდრე უხაზო საწვავის.

3.2 შერეული იშვიათი მიწიერი ლითონები

სუფთას მაღალი ფასის გამოიშვიათი დედამიწის ლითონიs, დაბალი ფასის კომპოზიტური იშვიათი მიწიერი ლითონები ფართოდ გამოიყენება წვის იარაღში სხვადასხვა ქვეყანაში. იშვიათი მიწიერი ლითონის წვის კომპოზიტური აგენტი ჩაიტვირთება ლითონის გარსში მაღალი წნევის ქვეშ, წვის აგენტის სიმკვრივით (1,9~2,1) × 103 კგ/მ3, წვის სიჩქარე 1,3-1,5 მ/წმ, ალი დიამეტრი დაახლოებით 500 მმ. და ცეცხლის ტემპერატურა 1715-2000 ℃-მდე. წვის შემდეგ, ინკანდესენტური სხეული 5 წუთზე მეტ ხანს რჩება ცხელი. ვიეტნამში შეჭრის დროს აშშ-ს სამხედროებმა გამოიყენეს გამშვები სროლები 40 მმ-იანი ცეცხლგამჩენი ყუმბარის გასაშვებად, რომელიც ივსებოდა შერეული იშვიათი მიწიერი ლითონისგან დამზადებული აალებადი საფარით. ჭურვის აფეთქების შემდეგ, თითოეულ ფრაგმენტს აალებადი საფარით შეუძლია სამიზნის ანთება. იმ დროს ბომბის ყოველთვიური წარმოება 200000 გასროლას აღწევდა, მაქსიმუმ 260000 გასროლით.

3.3 იშვიათი დედამიწის წვის შენადნობები

იშვიათი დედამიწის წვის შენადნობი 100 გ წონით შეიძლება წარმოქმნას 200-3000 ქინდლინგი, რომელიც მოიცავს დიდ ფართობს, რაც უდრის ჯავშანსატანკო საბრძოლო მასალისა და ჯავშანსატანკო ჭურვის მკვლელობის რადიუსს. აქედან გამომდინარე, მრავალფუნქციური საბრძოლო მასალის შემუშავება წვის ძალით იქცა საბრძოლო მასალის განვითარების ერთ-ერთ მთავარ მიმართულებად სახლში და მის ფარგლებს გარეთ. ჯავშანსატანკო საბრძოლო მასალისა და ჯავშანსატანკო ჭურვისთვის, მათი ტაქტიკური შესრულება მოითხოვს, რომ მტრის ტანკის ჯავშანტექნიკის გახვრეტის შემდეგ მათ შეეძლოთ აანთონ საწვავი და საბრძოლო მასალა, რათა მთლიანად გაანადგურონ ტანკი. ყუმბარებისთვის საჭიროა სამხედრო მარაგებისა და სტრატეგიული ობიექტების აალება მათი მკვლელობის დიაპაზონში. გავრცელებულია ინფორმაცია, რომ პლასტმასის იშვიათი ლითონის ცეცხლგამჩენი მოწყობილობა დამზადებულია აშშ-ში, დამზადებულია მინის ბოჭკოვან გამაგრებული ნეილონისგან, შერეული იშვიათი მიწიანი შენადნობის ვაზნით, რომელიც უკეთესად მოქმედებს საავიაციო საწვავზე და მსგავსი სამიზნეებზე.

იშვიათი დედამიწის მასალების გამოყენება სამხედრო დაცვასა და ბირთვულ ტექნოლოგიაში

4.1 გამოყენება სამხედრო დაცვის ტექნოლოგიაში

იშვიათ დედამიწის ელემენტებს აქვთ რადიაციისადმი მდგრადი თვისებები. შეერთებული შტატების ნეიტრონების ჯვარედინი განყოფილების ეროვნულმა ცენტრმა დაამზადა ორი სახის ფირფიტა 10 მმ სისქით პოლიმერული მასალების გამოყენებით, როგორც ძირითადი მასალა, იშვიათი დედამიწის ელემენტების დამატებით ან მის გარეშე, რადიაციული დაცვის ტესტებისთვის. შედეგები აჩვენებს, რომ იშვიათი მიწიერი პოლიმერული მასალების თერმული ნეიტრონული დამცავი ეფექტი 5-6-ჯერ უკეთესია, ვიდრე იშვიათი მიწიდან თავისუფალი პოლიმერული მასალების. მათ შორის, იშვიათი დედამიწის მასალებს Sm, Eu, Gd, Dy და სხვა ელემენტებით აქვთ ყველაზე დიდი ნეიტრონის შთანთქმის ჯვარი კვეთა და კარგი ნეიტრონის დაჭერის ეფექტი. ამჟამად, იშვიათი დედამიწის რადიაციული დაცვის მასალების ძირითადი გამოყენება სამხედრო ტექნოლოგიაში მოიცავს შემდეგ ასპექტებს.

4.1.1 ბირთვული რადიაციული დაცვა

შეერთებული შტატები იყენებს 1% ბორის და 5% იშვიათი დედამიწის ელემენტებსგადოლინიუმი, სამარიუმიდალანთანი600 მმ სისქის რადიაციული ბეტონის დასამზადებლად საცურაო აუზის რეაქტორის დაშლის ნეიტრონული წყაროს დასაცავად. საფრანგეთმა შეიმუშავა იშვიათი დედამიწის გამოსხივებისგან დამცავი მასალა გრაფიტს, როგორც საბაზისო მასალას, დაამატა ბორიდი, იშვიათი დედამიწის ნაერთი ან იშვიათი დედამიწის შენადნობი. ამ კომპოზიტური დამცავი მასალის შემავსებელი უნდა იყოს თანაბრად გადანაწილებული და დამზადდეს ასაწყობ ნაწილებად, რომლებიც მოთავსებულია რეაქტორის არხის გარშემო დამცავი ზონის სხვადასხვა მოთხოვნების შესაბამისად.

4.1.2 ავზის თერმული გამოსხივების დაცვა

შედგება ვინირის ოთხი ფენისგან, საერთო სისქით 5-20 სმ. პირველი ფენა დამზადებულია მინის ბოჭკოებით გამაგრებული პლასტმასისგან, არაორგანული ფხვნილით, რომელსაც ემატება 2% იშვიათი დედამიწის ნაერთები, როგორც შემავსებლები სწრაფი ნეიტრონების დაბლოკვისა და ნელი ნეიტრონების შთანთქმისთვის; მეორე და მესამე შრეები ამატებენ ბორის გრაფიტს, პოლისტიროლს და იშვიათი მიწების ელემენტებს, რომლებიც შეადგენენ პირველში მთლიანი შემავსებლის 10%-ს შუალედური ენერგიის ნეიტრონების დაბლოკვისა და თერმული ნეიტრონების შთანთქმის მიზნით; მეოთხე ფენა შუშის ბოჭკოს ნაცვლად იყენებს გრაფიტს და ამატებს 25% იშვიათი დედამიწის ნაერთებს თერმული ნეიტრონების შთანთქმისთვის.

4.1.3 სხვა

ტანკებზე, გემებზე, თავშესაფრებზე და სხვა სამხედრო აღჭურვილობაზე იშვიათი დედამიწის გამოსხივებისადმი მდგრადი საფარის გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს რადიაციისადმი მდგრადი ეფექტი.

4.2 გამოყენება ბირთვულ ტექნოლოგიაში

იშვიათი დედამიწის იტრიუმის(III) ოქსიდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ურანის საწვავის აალებადი შთამნთქმელი მდუღარე წყლის რეაქტორში (BWR). ყველა ელემენტს შორის გადოლინიუმს აქვს ნეიტრონების შთანთქმის ყველაზე ძლიერი უნარი, დაახლოებით 4600 სამიზნე ატომზე. ყოველი ბუნებრივი გადოლინიუმის ატომი შთანთქავს საშუალოდ 4 ნეიტრონს წარუმატებლობამდე. დაშლად ურანთან შერევისას, გადოლინიუმს შეუძლია ხელი შეუწყოს წვას, შეამციროს ურანის მოხმარება და გაზარდოს ენერგიის გამომუშავება. ბორის კარბიდისგან განსხვავებით,გადოლინიუმის (III) ოქსიდიარ გამოიმუშავებს დეიტერიუმს, მავნე ქვეპროდუქტს. მას შეუძლია შეესაბამებოდეს როგორც ურანის საწვავს, ასევე მის დაფარვის მასალას ბირთვულ რეაქციაში. ბორის ნაცვლად გადოლინიუმის გამოყენების უპირატესობა ის არის, რომ გადოლინიუმი შეიძლება პირდაპირ იყოს შერეული ურანთან, რათა თავიდან აიცილოს ბირთვული საწვავის ღეროების გაფართოება. სტატისტიკის მიხედვით, მსოფლიოში დაგეგმილია 149 ბირთვული რეაქტორის აშენება, რომელთაგან 115 არის წნევით წყლის რეაქტორი.იშვიათი გულიh გადოლინიუმის (III) ოქსიდი.იშვიათი დედამიწის სამარიუმი,ევროპიუმიდა დისპროსიუმი გამოიყენებოდა ნეიტრონის შთამნთქმელად ნეიტრონის სელექციონერ რეაქტორებში. იშვიათი დედამიწაიტრიუმიაქვს მცირე დაჭერის განივი ნეიტრონები და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მილის მასალა გამდნარი მარილის რეაქტორებისთვის. იშვიათი დედამიწის გადოლინიუმთან და დისპროზიუმთან დამატებული თხელი კილიტა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ნეიტრონული ველის დეტექტორი აერონავტიკაში და ბირთვული ინდუსტრიის ინჟინერიაში, მცირე რაოდენობით იშვიათი დედამიწის ტულიუმი და ერბიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დალუქული მილის ნეიტრონების გენერატორისა და იშვიათი დედამიწის სამიზნე მასალად. ევროპიუმის ოქსიდის რკინის კერმეტი შეიძლება გამოყენებულ იქნას რეაქტორის კონტროლის გაუმჯობესებული დამხმარე ფირფიტის დასამზადებლად. იშვიათი დედამიწის გადოლინიუმი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც საფარი დანამატი ნეიტრონული ბომბის გამოსხივების თავიდან ასაცილებლად, ხოლო ჯავშანტექნიკა დაფარული სპეციალური საფარით, რომელიც შეიცავს გადოლინიუმის ოქსიდს, შეუძლია თავიდან აიცილოს ნეიტრონული გამოსხივება. იშვიათი დედამიწის იტერბიუმი გამოიყენება მიწისქვეშა ბირთვული აფეთქებებით გამოწვეული მიწის სტრესის გასაზომად მოწყობილობებში. როდესაც იშვიათი დედამიწის იტერბიუმი ექვემდებარება ძალას, წინააღმდეგობა იზრდება და წინააღმდეგობის ცვლილება შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამოყენებული წნევის გამოსათვლელად. იშვიათი დედამიწის გადოლინიუმის კილიტა, რომელიც დეპონირებული და გადახლართულია სტრესისადმი მგრძნობიარე ელემენტთან, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაღალი ბირთვული სტრესის გასაზომად.

5 იშვიათი დედამიწის მუდმივი მაგნიტის მასალის გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

იშვიათი დედამიწის მუდმივი მაგნიტის მასალა, რომელიც ცნობილია როგორც მაგნიტური მეფის ახალი თაობა, ამჟამად არის ცნობილი ყველაზე მაღალი ხარისხის მუდმივი მაგნიტის მასალა. მას აქვს 100-ჯერ მეტი მაგნიტური თვისებები, ვიდრე მაგნიტური ფოლადი, რომელიც გამოიყენებოდა სამხედრო აღჭურვილობაში 1970-იან წლებში. დღეისათვის ის გახდა მნიშვნელოვანი მასალა თანამედროვე ელექტრონული ტექნოლოგიების კომუნიკაციაში. იგი გამოიყენება მოგზაურობის ტალღის მილებში და ცირკულატორებში დედამიწის ხელოვნურ თანამგზავრებში, რადარებში და სხვა ასპექტებში. ამიტომ მას მნიშვნელოვანი სამხედრო მნიშვნელობა აქვს.

SmCo მაგნიტები და NdFeB მაგნიტები გამოიყენება რაკეტების მართვის სისტემაში ელექტრონული სხივის ფოკუსირებისთვის. მაგნიტები არის ელექტრონული სხივის ძირითადი ფოკუსირების მოწყობილობები, რომლებიც გადასცემენ მონაცემებს რაკეტის საკონტროლო ზედაპირზე. რაკეტის თითოეულ ფოკუსირებულ სახელმძღვანელო მოწყობილობაში არის დაახლოებით 5-10 ფუნტი (2,27-4,54 კგ) მაგნიტები. გარდა ამისა, იშვიათი დედამიწის მაგნიტები ასევე გამოიყენება ძრავების მართვისა და მართვადი რაკეტების Rudder#Aircraft საჭის დასაბრუნებლად. მათი უპირატესობაა უფრო ძლიერი მაგნიტიზმი და მსუბუქი წონა, ვიდრე ორიგინალური Al Ni Co მაგნიტები.

იშვიათი დედამიწის ლაზერული მასალების გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

ლაზერი არის ახალი ტიპის სინათლის წყარო, რომელსაც აქვს კარგი მონოქრომატულობა, მიმართულება და თანმიმდევრულობა და შეუძლია მიაღწიოს მაღალ სიკაშკაშეს. ლაზერული და იშვიათი დედამიწის ლაზერული მასალები ერთდროულად დაიბადა. ჯერჯერობით, ლაზერული მასალების დაახლოებით 90% მოიცავს იშვიათ მიწებს. მაგალითად, იტრიუმის ალუმინის ბროწეულის კრისტალი არის ფართოდ გამოყენებული ლაზერი, რომელსაც შეუძლია მიიღოს უწყვეტი მაღალი სიმძლავრის გამომუშავება ოთახის ტემპერატურაზე. მყარი მდგომარეობის ლაზერების გამოყენება თანამედროვე სამხედრო სფეროში მოიცავს შემდეგ ასპექტებს.

6.1 ლაზერული დიაპაზონი

შეერთებულ შტატებში, ბრიტანეთში, საფრანგეთში, გერმანიასა და სხვა ქვეყნებში შემუშავებული ნეოდიმი დოპირებული იტრიუმის ალუმინის ბროწეულის შეუძლია გაზომოს მანძილი 4000-20000 მ სიზუსტით 5 მ. იარაღის სისტემები, როგორიცაა აშშ MI, გერმანიის Leopard II, საფრანგეთის Lecler, იაპონური Type 90, ისრაელის Mekava და უახლესი ბრიტანული Challenger 2 ტანკი, ყველა იყენებს ამ ტიპის ლაზერულ დიაპაზონს. ამჟამად, ზოგიერთი ქვეყანა ავითარებს ახალი თაობის მყარი მდგომარეობის ლაზერულ დიაპაზონს ადამიანის თვალის უსაფრთხოებისთვის, ოპერაციული ტალღის სიგრძეებით 1,5-დან 2,1 μ M-მდე. შეერთებული შტატებისა და გაერთიანებული სამეფოს მიერ შემუშავებული ხელის ლაზერული დიაპაზონი ჰოლმიუმის დოპინგის გამოყენებით. იტრიუმის ლითიუმის ფტორიდის ლაზერს აქვს სამუშაო ზოლი 2.06 μ M, 3000 მ-მდე. შეერთებულმა შტატებმა და საერთაშორისო ლაზერულმა კომპანიამ ასევე ერთობლივად გამოიყენეს ერბიუმ-დოპირებული იტრიუმის ლითიუმის ფტორიდის ლაზერი და შეიმუშავეს ტალღის სიგრძე 1,73 μ M-ის ლაზერული დიაპაზონის და მძიმედ აღჭურვილი ჯარები. ჩინეთის სამხედრო დიაპაზონის ლაზერული ტალღის სიგრძეა 1,06 μ M, 200-დან 7000 მ-მდე. შორი მანძილის რაკეტების, რაკეტების და სატესტო საკომუნიკაციო თანამგზავრების გაშვებისას ჩინეთმა მიიღო მნიშვნელოვანი მონაცემები დიაპაზონის გაზომვისას ლაზერული ტელევიზორის თეოდოლიტის საშუალებით.

6.2 ლაზერული ხელმძღვანელობა

ლაზერული მართვადი ბომბები იყენებენ ლაზერებს ტერმინალის ხელმძღვანელობისთვის. სამიზნე დასხივებულია Nd · YAG ლაზერით, რომელიც ასხივებს ათეულობით იმპულსს წამში. პულსები დაშიფრულია და სინათლის პულსებს შეუძლიათ წარმართონ რაკეტის პასუხი, რითაც თავიდან აიცილებენ ჩარევას რაკეტის გაშვებისა და მტრის მიერ დაყენებული დაბრკოლებების დროს. მაგალითად, აშშ-ს სამხედრო GBV-15 Glide ბომბი სახელწოდებით "ჭკვიანი ბომბი". ანალოგიურად, ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლაზერული მართვადი ჭურვების დასამზადებლად.

6.3 ლაზერული კომუნიკაცია

გარდა Nd · YAG შეიძლება გამოყენებულ იქნას ლაზერული კომუნიკაციისთვის, ლითიუმის ტეტრა ნეოდიმი(III) ფოსფატის კრისტალის (LNP) ლაზერული გამომავალი არის პოლარიზებული და ადვილად მოდულირებადი. იგი ითვლება ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულ მიკროლაზერულ მასალად, რომელიც შესაფერისია ოპტიკური ბოჭკოვანი კომუნიკაციის სინათლის წყაროსთვის და სავარაუდოდ გამოყენებული იქნება ინტეგრირებულ ოპტიკასა და კოსმოსურ კომუნიკაციაში. გარდა ამისა, იტრიუმის რკინის გარნეტი (Y3Fe5O12) ერთკრისტალი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სხვადასხვა მაგნიტოსტატიკური ზედაპირის ტალღის მოწყობილობა მიკროტალღური ინტეგრაციის პროცესით, რაც მოწყობილობებს ინტეგრირებულს და მინიატურულს ხდის და აქვს სპეციალური აპლიკაციები რადარის დისტანციურ მართვაში და ტელემეტრიაში, ნავიგაციასა და ელექტრონულ კონტრზომებში.

7 იშვიათი დედამიწის სუპერგამტარი მასალის გამოყენება თანამედროვე სამხედრო ტექნოლოგიაში

როდესაც მასალა გარკვეულ ტემპერატურაზე დაბალია, ჩნდება ფენომენი, რომ წინააღმდეგობა არის ნულოვანი, ანუ სუპერგამტარობა. ტემპერატურა არის კრიტიკული ტემპერატურა (Tc). სუპერგამტარები ანტიმაგნიტებია. როდესაც ტემპერატურა კრიტიკულ ტემპერატურაზე დაბალია, ზეგამტარები აფერხებენ ნებისმიერ მაგნიტურ ველს, რომელიც ცდილობს მათ მიმართოს. ეს არის ე.წ მაისნერის ეფექტი. ზეგამტარ მასალებში იშვიათი დედამიწის ელემენტების დამატებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გაზარდოს კრიტიკული ტემპერატურა Tc. ამან დიდად შეუწყო ხელი სუპერგამტარი მასალების განვითარებას და გამოყენებას. 1980-იან წლებში შეერთებულმა შტატებმა, იაპონიამ და სხვა განვითარებულმა ქვეყნებმა თანმიმდევრულად დაამატეს გარკვეული რაოდენობით ლანთანუმი, იტრიუმი, ევროპიუმი, ერბიუმი და სხვა იშვიათი დედამიწის ოქსიდები ბარიუმის ოქსიდსა და სპილენძის (II) ოქსიდის ნაერთებს, რომლებიც შერეული იყო, დაჭერით და ადუღდა. ქმნიან ზეგამტარ კერამიკულ მასალებს, რაც აძლიერებს ზეგამტარი ტექნოლოგიის ფართო გამოყენებას, განსაკუთრებით სამხედრო გამოყენებაში.

7.1 ზეგამტარი ინტეგრირებული სქემები

ბოლო წლებში უცხოურმა ქვეყნებმა ჩაატარეს კვლევა ელექტრონულ კომპიუტერებში ზეგამტარების ტექნოლოგიის გამოყენების შესახებ და შეიმუშავეს ზეგამტარი ინტეგრირებული სქემები სუპერგამტარი კერამიკული მასალების გამოყენებით. თუ ეს ინტეგრირებული წრე გამოიყენება სუპერგამტარი კომპიუტერების დასამზადებლად, მას აქვს არა მხოლოდ მცირე ზომა, მსუბუქი წონა და მოსახერხებელი გამოსაყენებლად, არამედ აქვს გამოთვლის სიჩქარე 10-დან 100-ჯერ უფრო მაღალი ვიდრე ნახევარგამტარ კომპიუტერებს.