Rijetke zemlje,Poznati kao "riznica" novih materijala, kao poseban funkcionalni materijal, mogu uvelike poboljšati kvalitetu i performanse drugih proizvoda te su poznati kao "vitamini" moderne industrije. Ne samo da se široko koriste u tradicionalnim industrijama poput metalurgije, petrokemije, staklokeramike, predenja vune, kože i poljoprivrede, već igraju i nezamjenjivu ulogu u materijalima poput fluorescencije, magnetizma, lasera, komunikacije optičkim vlaknima, skladištenja vodika, supravodljivosti itd. Izravno utječu na brzinu i razinu razvoja novih visokotehnoloških industrija poput optičkih instrumenata, elektronike, zrakoplovne i nuklearne industrije. Ove tehnologije uspješno su primijenjene u vojnoj tehnologiji, uvelike potičući razvoj moderne vojne tehnologije.
Posebnu ulogu koju je odigraorijetka zemljaNovi materijali u modernoj vojnoj tehnologiji privukli su veliku pozornost vlada i stručnjaka raznih zemalja, a relevantna ministarstva zemalja poput Sjedinjenih Država i Japana navela su ih kao ključni element u razvoju visokotehnoloških industrija i vojne tehnologije.
Kratak uvod uRijetka zemljai njihov odnos s vojskom i nacionalnom obranom
Strogo govoreći, svi rijetki zemni elementi imaju određene vojne primjene, ali najvažniju ulogu koju igraju u nacionalnoj obrani i vojnim područjima trebala bi imati u primjenama kao što su lasersko mjerenje udaljenosti, lasersko navođenje i laserska komunikacija.
Primjenarijetka zemljačelik irijetka zemljanodularno lijevano željezo u modernoj vojnoj tehnologiji
1.1 PrimjenaRijetka zemljaČelik u modernoj vojnoj tehnologiji
Funkcija uključuje dva aspekta: pročišćavanje i legiranje, uglavnom desumporizaciju, deoksidaciju i uklanjanje plinova, uklanjanje utjecaja štetnih nečistoća niske točke taljenja, pročišćavanje zrna i strukture, utjecaj na točku faznog prijelaza čelika te poboljšanje njegove prokaljivosti i mehaničkih svojstava. Osoblje vojne znanosti i tehnologije razvilo je mnoge rijetke zemne materijale pogodne za upotrebu u oružju koristeći svojstvarijetka zemlja.
1.1.1 Oklopni čelik
Već početkom 1960-ih, kineska industrija oružja počela je istraživati primjenu rijetkih zemalja u oklopnom čeliku i čeliku za oružje te je postupno proizvodilarijetka zemljaoklopni čelik kao što su 601, 603 i 623, što je uvelo novu eru ključnih sirovina za proizvodnju tenkova u Kini temeljenu na domaćoj proizvodnji.
1.1.2Rijetka zemljaugljični čelik
Sredinom 1960-ih, Kina je dodala 0,05%rijetka zemljaelementi za određeni visokokvalitetni ugljični čelik za proizvodnjurijetka zemljaUgljični čelik. Vrijednost bočnog udara ovog rijetkog zemnog čelika povećana je za 70% do 100% u usporedbi s izvornim ugljičnim čelikom, a vrijednost udara na -40 ℃ gotovo je udvostručena. Čahura patrone velikog promjera izrađena od ovog čelika dokazano je testovima gađanja na strelištu da u potpunosti ispunjava tehničke zahtjeve. Kina ga je trenutno finalizirala i pustila u proizvodnju, ostvarujući dugogodišnju želju Kine da zamijeni bakar čelikom u materijalu patrona.
1.1.3 Rijetkozemni čelik s visokim udjelom mangana i lijevani rijetkozemni čelik
Rijetka zemljaČelik s visokim udjelom mangana koristi se za izradu ploča za gusjenice tenkova, dokrijetka zemljaLijevani čelik koristi se za proizvodnju repnih krila, kočnica ustima cijevi i topničkih strukturnih komponenti za brze probijajuće granate. To može smanjiti korake obrade, poboljšati iskorištenost čelika i postići taktičke i tehničke pokazatelje.
1.2 Primjena nodularnog lijevanog željeza rijetkih zemalja u modernoj vojnoj tehnologiji
U prošlosti su kineski materijali za projektile s prednjom komorom bili od polukrutog lijevanog željeza izrađenog od visokokvalitetnog sirovog željeza pomiješanog s 30% do 40% otpadnog čelika. Zbog niske čvrstoće, visoke krhkosti, niske i neoštre efektivne fragmentacije nakon eksplozije te slabe ubojne moći, razvoj tijela projektila s prednjom komorom nekada je bio ograničen. Od 1963. godine, različiti kalibri minobacačkih granata proizvode se korištenjem rijetkog nodularnog željeza, što je povećalo njihova mehanička svojstva za 1-2 puta, umnožilo broj efektivnih fragmenata i naoštrilo rubove fragmenata, uvelike povećavajući njihovu ubojnu moć. Borbena granata određene vrste topovske granate i granate za poljski top izrađena od ovog materijala u našoj zemlji ima nešto bolji efektivni broj fragmentacija i gusti ubojni radijus od čelične granate.
Primjena obojenih metalalegura rijetkih zemaljapoput magnezija i aluminija u modernoj vojnoj tehnologiji
Rijetke zemljeimaju visoku kemijsku aktivnost i velike atomske radijuse. Kada se dodaju obojenim metalima i njihovim legurama, mogu pročistiti veličinu zrna, spriječiti segregaciju, ukloniti plin, nečistoće i pročistiti te poboljšati metalografsku strukturu, čime se postižu sveobuhvatni ciljevi poput poboljšanja mehaničkih svojstava, fizikalnih svojstava i performansi obrade. Domaći i strani stručnjaci za materijale koristili su svojstvarijetke zemljerazviti noverijetka zemljamagnezijeve legure, aluminijeve legure, titanijeve legure i legure otporne na visoke temperature. Ovi se proizvodi široko koriste u modernim vojnim tehnologijama kao što su borbeni zrakoplovi, jurišni zrakoplovi, helikopteri, bespilotne letjelice i raketni sateliti.
2.1Rijetka zemljamagnezijeva legura
Rijetka zemljaMagnezijeve legure imaju visoku specifičnu čvrstoću, mogu smanjiti težinu zrakoplova, poboljšati taktičke performanse i imaju široke mogućnosti primjene.rijetka zemljaMagnezijeve legure koje je razvila China Aviation Industry Corporation (u daljnjem tekstu AVIC) uključuju oko 10 vrsta lijevanih magnezijevih legura i deformiranih magnezijevih legura, od kojih su mnoge korištene u proizvodnji i imaju stabilnu kvalitetu. Na primjer, lijevana magnezijeva legura ZM 6 s rijetkim zemnim metalom neodimijom kao glavnim aditivom proširena je na upotrebu u važnim dijelovima kao što su kućišta stražnjeg reduktora helikoptera, rebra krila borbenih zrakoplova i tlačne ploče rotora za generatore od 30 kW. Rijetka zemna magnezijeva legura visoke čvrstoće BM25 koju su zajednički razvile China Aviation Corporation i Nonferrous Metals Corporation zamijenila je neke aluminijeve legure srednje čvrstoće i primijenjena je u udarnim zrakoplovima.
2.2Rijetka zemljalegura titana
Početkom 1970-ih, Pekinški institut za zrakoplovne materijale (poznat kao Institut) zamijenio je dio aluminija i silicija srijetki zemni metal cerij (Ce) u legurama titana Ti-A1-Mo, ograničavajući taloženje krhkih faza i poboljšavajući otpornost legure na toplinu i toplinsku stabilnost. Na temelju toga razvijena je visokoučinkovita lijevana visokotemperaturna legura titana ZT3 koja sadrži cerij. U usporedbi sa sličnim međunarodnim legurama, ima određene prednosti u otpornosti na toplinu, čvrstoći i performansama procesa. Kućište kompresora proizvedeno s njom koristi se za motor W PI3 II, smanjujući težinu svakog zrakoplova za 39 kg i povećavajući omjer potiska i težine za 1,5%. Osim toga, koraci obrade smanjeni su za oko 30%, postižući značajne tehničke i ekonomske prednosti, popunjavajući prazninu korištenja lijevanih kućišta titana za zrakoplovne motore u Kini pod uvjetima od 500 ℃. Istraživanja su pokazala da postoje malicerijev oksidčestice u mikrostrukturi ZT3 legure koje sadržecerij.Cerijkombinira dio kisika u leguri kako bi stvorio vatrostalnu i visoku tvrdoćuoksid rijetkih zemaljamaterijal, Ce2O3. Ove čestice ometaju kretanje dislokacija tijekom deformacije legure, poboljšavajući performanse legure na visokim temperaturama.Cerijhvata neke plinske nečistoće (posebno na granicama zrna), što može ojačati leguru uz održavanje dobre toplinske stabilnosti. Ovo je prvi pokušaj primjene teorije otežanog ojačanja na tački otopljene tvari u lijevanju titanovih legura. Osim toga, nakon godina istraživanja, Institut za zrakoplovne materijale razvio je stabilne i jeftineitrijev oksidPješčani i praškasti materijali u procesu preciznog lijevanja otopine titanijeve legure, korištenjem posebne tehnologije mineralizacijske obrade. Postigao je dobre razine specifične težine, tvrdoće i stabilnosti na titanovu tekućinu. U smislu podešavanja i kontrole performansi suspenzije ljuske, pokazao je veću superiornost. Izvanredna prednost korištenja ljuske od itrijevog oksida za proizvodnju odljevaka od titana je u tome što je, pod uvjetima gdje su kvaliteta i razina procesa odljevaka usporedivi s onima procesa površinskog sloja volframa, moguće proizvesti odljevke od titanijeve legure koji su tanji od onih procesa površinskog sloja volframa. Trenutno se ovaj proces široko koristi u proizvodnji raznih zrakoplova, motora i civilnih odljevaka.
2.3Rijetka zemljaaluminijska legura
Lijevana aluminijska legura HZL206 otporna na toplinu, koja sadrži rijetke zemlje, koju je razvio AVIC, ima superiorna mehanička svojstva na visokim i sobnim temperaturama u usporedbi sa slitinama koje sadrže nikal u inozemstvu te je dostigla naprednu razinu sličnih slitina u inozemstvu. Sada se koristi kao ventil otporan na tlak za helikoptere i borbene zrakoplove s radnom temperaturom od 300 ℃, zamjenjujući čelične i titanske legure. Smanjena je konstrukcijska težina i puštena je u masovnu proizvodnju. Vlačna čvrstoćarijetka zemljaAluminijsko-silicijeva hipereutektička legura ZL117 na 200-300 ℃ ima veću otpornost od zapadnonjemačkih klipnih legura KS280 i KS282. Njena otpornost na habanje je 4-5 puta veća od one uobičajeno korištenih klipnih legura ZL108, s malim koeficijentom linearnog širenja i dobrom dimenzijskom stabilnošću. Koristi se u zrakoplovnoj opremi, zračnim kompresorima KY-5 i KY-7 te klipovima motora zrakoplovnih modela. Dodatakrijetka zemljaDodavanje elemenata aluminijskim legurama značajno poboljšava mikrostrukturu i mehanička svojstva. Mehanizam djelovanja rijetkozemnih elemenata u aluminijskim legurama je stvaranje disperzirane distribucije, a mali aluminijevi spojevi igraju značajnu ulogu u jačanju druge faze;rijetka zemljaelementi igraju ulogu u otplinjavanju i pročišćavanju, čime se smanjuje broj pora u leguri i poboljšavaju njezine performanse;Rijetka zemljaAluminijevi spojevi, kao heterogene kristalne jezgre za pročišćavanje zrna i eutektičkih faza, također su vrsta modifikatora; Rijetkozemni elementi potiču stvaranje i pročišćavanje faza bogatih željezom, smanjujući njihove štetne učinke. α - Količina željeza u čvrstoj otopini u A1 smanjuje se s povećanjemrijetka zemljaOsim toga, što je također korisno za poboljšanje čvrstoće i plastičnosti.
Primjenarijetka zemljamaterijali za izgaranje u modernoj vojnoj tehnologiji
3.1 Čistorijetki zemni metali
Čistorijetki zemni metali, zbog svojih aktivnih kemijskih svojstava, skloni su reagiranju s kisikom, sumporom i dušikom stvarajući stabilne spojeve. Kada su izloženi intenzivnom trenju i udaru, iskre mogu zapaliti zapaljive materijale. Stoga se već 1908. godine prerađivao u kremen. Utvrđeno je da je među 17rijetka zemljaelementi, uključujući šest elemenatacerij, lantan, neodimij, prazeodim, samarijiitrijimaju posebno dobre performanse u paljenju. Ljudi su pretvorili svojstva paljenja rsu zemni metaliu razne vrste zapaljivog oružja, kao što je američki projektil Mark 82 od 227 kg, koji koristirijetki zemni metalobloga, koja ne samo da proizvodi eksplozivne ubojite učinke već i učinke podmetanja požara. Američka raketna bojeva glava zrak-zemlja "Damping Man" opremljena je sa 108 četvrtastih šipki od rijetkih zemljanih metala kao oblogama, zamjenjujući neke montažne fragmente. Statički testovi miniranja pokazali su da je njezina sposobnost paljenja zrakoplovnog goriva 44% veća od one bez obloge.
3.2 Mješovitorijetki zemni metals
Zbog visoke cijene čistogrijetki zemni metali,Razne zemlje široko koriste jeftine kompozitne materijalerijetki zemni metalu oružju za izgaranje. Kompozitnirijetki zemni metalSredstvo za izgaranje puni se u metalnu ljusku pod visokim tlakom, s gustoćom sredstva za izgaranje od (1,9~2,1) × 10³ kg/m³, brzinom izgaranja 1,3-1,5 m/s, promjerom plamena od oko 500 mm, temperaturom plamena do 1715-2000 ℃. Nakon izgaranja, trajanje zagrijavanja užarenog tijela je dulje od 5 minuta. Tijekom Vijetnamskog rata, američka vojska lansirala je zapaljivu granatu od 40 mm pomoću bacača, a obloga za paljenje unutar projektila bila je izrađena od miješanog rijetkog zemnog metala. Nakon što projektil eksplodira, svaki fragment s oblogom za paljenje može zapaliti metu. U to vrijeme, mjesečna proizvodnja bombe dosegla je 200 000 metaka, s maksimalnim brojem od 260 000 metaka.
3.3Rijetka zemljalegure za izgaranje
Arijetka zemljaLegura za izgaranje težine 100 g može stvoriti 200-3000 iskri s velikim područjem pokrivanja, što je ekvivalentno radijusu ubijanja oklopno-probojnih i oklopno-probojnih granata. Stoga je razvoj višenamjenskog streljiva s moći izgaranja postao jedan od glavnih smjerova razvoja streljiva u zemlji i inozemstvu. Za oklopno-probojne i oklopno-probojne granate, njihova taktička izvedba zahtijeva da nakon probijanja oklopa neprijateljskog tenka, mogu zapaliti i svoje gorivo i streljivo kako bi potpuno uništile tenk. Za granate je potrebno zapaliti vojne zalihe i strateške objekte unutar svog dometa ubijanja. Izvješćuje se da plastična zapaljiva bomba od rijetkozemnih metala proizvedena u Sjedinjenim Državama ima tijelo izrađeno od najlona ojačanog stakloplastikom i jezgru od miješane legure rijetkozemnih metala, koja se koristi za bolji učinak protiv ciljeva koji sadrže zrakoplovno gorivo i slične materijale.
Primjena 4Rijetka zemljaMaterijali u vojnoj zaštiti i nuklearnoj tehnologiji
4.1 Primjena u tehnologiji vojne zaštite
Rijetkozemni elementi imaju svojstva otpornosti na zračenje. Nacionalni centar za neutronske presjeke u Sjedinjenim Državama koristio je polimerne materijale kao podlogu i izradio dvije vrste ploča debljine 10 mm sa ili bez dodatka rijetkozemnih elemenata za ispitivanje zaštite od zračenja. Rezultati pokazuju da je učinak zaštite toplinskim neutronimarijetka zemljaPolimerni materijali su 5-6 puta bolji od onih odrijetka zemljaslobodni polimerni materijali. Rijetki zemni materijali s dodanim elementima kao što susamarij, europij, gadolinij, disprozijitd. imaju najveći presjek apsorpcije neutrona i dobar učinak na hvatanje neutrona. Trenutno, glavne primjene rijetkozemnih antiradijacijskih materijala u vojnoj tehnologiji uključuju sljedeće aspekte.
4.1.1 Zaštita od nuklearnog zračenja
Sjedinjene Države koriste 1% bora i 5% rijetkih zemnih elemenatagadolinij, samarijilantanza izradu 600 m debelog betona otpornog na zračenje za zaštitu fisijskih neutronskih izvora u reaktorima bazena. Francuska je razvila materijal za zaštitu od zračenja rijetkih zemalja dodavanjem borida,rijetka zemljaspojevi, ililegure rijetkih zemaljana grafit kao podlogu. Punilo ovog kompozitnog zaštitnog materijala mora biti ravnomjerno raspoređeno i izrađeno u prefabrikovane dijelove, koji se postavljaju oko reaktorskog kanala prema različitim zahtjevima zaštitnih dijelova.
4.1.2 Zaštita spremnika od toplinskog zračenja
Sastoji se od četiri sloja furnira, ukupne debljine 5-20 cm. Prvi sloj je izrađen od plastike ojačane staklenim vlaknima, s dodatkom anorganskog praha s 2%.rijetka zemljaspojevi kao punila za blokiranje brzih neutrona i apsorpciju sporih neutrona; Drugi i treći sloj dodaju bor grafit, polistiren i rijetke zemlje koji čine 10% ukupne količine punila prvom sloju za blokiranje neutrona srednje energije i apsorpciju toplinskih neutrona; Četvrti sloj koristi grafit umjesto staklenih vlakana i dodaje 25%rijetka zemljaspojevi koji apsorbiraju toplinske neutrone.
4.1.3 Ostalo
Primjenarijetka zemljaAntiradijacijski premazi za tenkove, brodove, skloništa i drugu vojnu opremu mogu imati antiradijacijski učinak.
4.2 Primjena u nuklearnoj tehnologiji
Rijetka zemljaitrijev oksidmože se koristiti kao zapaljivi apsorber za uranijevo gorivo u reaktorima s kipućom vodom (BWR). Među svim elementima,gadolinijima najjaču sposobnost apsorpcije neutrona, s približno 4600 meta po atomu. Svaki prirodnigadolinijatom apsorbira prosječno 4 neutrona prije raspada. Kada se pomiješa s fisibilnim uranijem,gadolinijmože potaknuti izgaranje, smanjiti potrošnju uranija i povećati proizvodnju energije.Gadolinijev oksidne proizvodi štetni nusprodukt deuterij poput borovog karbida i može biti kompatibilan i s uranijevim gorivom i s njegovim premaznim materijalom tijekom nuklearnih reakcija. Prednost korištenjagadolinijumjesto bora je togadolinijmože se izravno pomiješati s uranijem kako bi se spriječilo širenje gorivnih šipki. Prema statistikama, trenutno postoji 149 planiranih nuklearnih reaktora diljem svijeta, od kojih 115 reaktora pod tlakom koristi rijetke zemlje.gadolinijev oksid. Rijetka zemljasamarij, europijidisprozijkorišteni su kao apsorberi neutrona u neutronskim oplodivačima.Rijetka zemlja itrijima mali presjek hvatanja neutrona i može se koristiti kao materijal za cijevi za reaktore s rastaljenom soli. Tanke folije s dodanimrijetka zemlja gadolinijidisprozijmogu se koristiti kao detektori neutronskog polja u zrakoplovnoj i nuklearnoj industriji, male količinerijetka zemljatulijierbijmogu se koristiti kao ciljni materijali za zatvorene cijevne neutronske generatore ioksid rijetkih zemaljaMetalna keramika od europija i željeza može se koristiti za izradu poboljšanih potpornih ploča za upravljanje reaktorom.Rijetka zemljagadolinijmože se koristiti i kao aditiv za premaze za sprječavanje neutronskog zračenja, a oklopna vozila premazana su posebnim premazima koji sadržegadolinijev oksidmože spriječiti neutronsko zračenje.Rijetka zemlja iterbijkoristi se u opremi za mjerenje geonaprezanja uzrokovanog podzemnim nuklearnim eksplozijama. Kadarijetko srcehiterbijje podvrgnut sili, otpor se povećava, a promjena otpora može se koristiti za izračun tlaka kojem je izložen. Povezivanjerijetka zemlja gadolinijFolija nanesena taloženjem iz pare i stepenasto premazana elementom osjetljivim na napon može se koristiti za mjerenje visokog nuklearnog napona.
5, PrimjenaRijetka zemljaMaterijali s permanentnim magnetima u modernoj vojnoj tehnologiji
Therijetka zemljaMaterijal s permanentnim magnetom, proglašen novim magnetskim kraljem, trenutno je poznat kao materijal s permanentnim magnetom najviše sveobuhvatne učinkovitosti. Ima više od 100 puta veća magnetska svojstva od magnetskog čelika koji se koristio u vojnoj opremi 1970-ih. Danas je postao važan materijal u modernoj elektroničkoj tehnologiji i komunikaciji, a koristi se u cijevima s putujućim valovima i cirkulatorima u umjetnim Zemljinim satelitima, radarima i drugim područjima. Stoga ima značajan vojni značaj.
SamarijKobaltni magneti i neodimijski željezo-borovi magneti koriste se za fokusiranje elektronskog snopa u sustavima za navođenje projektila. Magneti su glavni uređaji za fokusiranje elektronskih snopova i prenose podatke na upravljačku površinu projektila. U svakom uređaju za fokusiranje projektila nalazi se otprilike 2,27-4,54 kg magneta. Osim toga,rijetka zemljaMagneti se također koriste za pogon elektromotora i rotaciju kormila vođenih projektila. Njihove prednosti leže u jačim magnetskim svojstvima i manjoj težini u usporedbi s originalnim magnetima od aluminija, nikla i kobalta.
6. PrimjenaRijetka zemljaLaserski materijali u modernoj vojnoj tehnologiji
Laser je nova vrsta izvora svjetlosti koja ima dobru monokromatskost, usmjerenost i koherenciju te može postići visoku svjetlinu. Laser irijetka zemljaLaserski materijali nastali su istovremeno. Do sada otprilike 90% laserskih materijala uključujerijetke zemljeNa primjer,itrijKristal aluminijevog granata je široko korišteni laser koji može postići kontinuirani izlaz velike snage na sobnoj temperaturi. Primjena lasera u čvrstom stanju u modernoj vojsci uključuje sljedeće aspekte.
6.1 Lasersko mjerenje udaljenosti
TheneodimijdopiranitrijAluminijski granatni laserski daljinomjer koji su razvile zemlje poput Sjedinjenih Američkih Država, Velike Britanije, Francuske i Njemačke može mjeriti udaljenosti do 4000 do 20000 metara s točnošću od 5 metara. Oružani sustavi poput američkog MI, njemačkog Leoparda II, francuskog Leclerca, japanskog Type 90, izraelske Mecca i najnovijeg britanskog tenka Challenger 2 koriste ovu vrstu laserskog daljinomjera. Trenutno neke zemlje razvijaju novu generaciju laserskih daljinomjera s čvrstim tijelom za sigurnost ljudskog oka, s radnim rasponom valnih duljina od 1,5-2,1 μM. Ručni laserski daljinomjeri razvijeni su korištenjemholmijdopiranitrijlitijevi fluoridni laseri u Sjedinjenim Državama i Ujedinjenom Kraljevstvu, s radnom valnom duljinom od 2,06 μM, u rasponu do 3000 m. Sjedinjene Države su također surađivale s međunarodnim laserskim tvrtkama na razvoju lasera dopiranog erbijemitrijLitijev fluoridni laser s valnom duljinom od 1,73 μ M laserski daljinomjer i teško opremljen trupama. Valna duljina lasera kineskog vojnog daljinomjera je 1,06 μ M, u rasponu od 200 do 7000 m. Kina dobiva važne podatke iz laserskih televizijskih teodolita pri mjerenjima udaljenosti ciljeva tijekom lansiranja raketa dugog dometa, projektila i eksperimentalnih komunikacijskih satelita.
6.2 Lasersko navođenje
Laserski vođene bombe koriste lasere za navođenje cilja. Nd · YAG laser, koji emitira desetke impulsa u sekundi, koristi se za ozračivanje cilja laserom. Impulsi su kodirani, a svjetlosni impulsi mogu sami voditi odgovor rakete, čime se sprječavaju smetnje od lansiranja rakete i prepreka koje postavlja neprijatelj. Američka vojna jedrilica GBV-15, poznata i kao "spretna bomba". Slično tome, može se koristiti i za proizvodnju laserski vođenih granata.
6.3 Laserska komunikacija
Osim Nd · YAG, laserski izlaz litijaneodimijKristalni fosfat (LNP) je polariziran i lako se modulira, što ga čini jednim od najperspektivnijih materijala za mikro lasere. Pogodan je kao izvor svjetlosti za komunikaciju optičkim vlaknima i očekuje se njegova primjena u integriranoj optici i svemirskoj komunikaciji. Osim toga,itrijMonokristal željeznog granata (Y3Fe5O12) može se koristiti kao razni magnetostatski uređaji s površinskim valovima korištenjem tehnologije integracije mikrovalova, čineći uređaje integriranima i minijaturiziranima, te imajući posebne primjene u daljinskom upravljanju radarom, telemetriji, navigaciji i elektroničkim protumjerama.
7. PrimjenaRijetka zemljaSupravodljivi materijali u modernoj vojnoj tehnologiji
Kada određeni materijal ima nulti otpor ispod određene temperature, to se naziva supravodljivost, što je kritična temperatura (Tc). Supravodiči su vrsta antimagnetskog materijala koji odbija svaki pokušaj primjene magnetskog polja ispod kritične temperature, poznat kao Meisnerov efekt. Dodavanje rijetkih zemalja supravodljivim materijalima može uvelike povećati kritičnu temperaturu Tc. To uvelike potiče razvoj i primjenu supravodljivih materijala. U 1980-ima, razvijene zemlje poput Sjedinjenih Država i Japana dodale su određenu količinuoksid rijetkih zemaljakao što sulantan, itrij,europijierbijbarijevog oksida ibakrov oksidspojevi, koji su miješani, prešani i sinterirani kako bi se formirali supravodljivi keramički materijali, što je učinilo široku primjenu supravodljive tehnologije, posebno u vojnim primjenama, još opsežnijom.
7.1 Supravodljivi integrirani krugovi
Posljednjih godina u inozemstvu su provedena istraživanja o primjeni supravodljive tehnologije u elektroničkim računalima, a razvijeni su supravodljivi integrirani krugovi korištenjem supravodljivih keramičkih materijala. Ako se ova vrsta integriranog kruga koristi za proizvodnju supravodljivih računala, ne samo da će biti malih dimenzija, lagana i praktična za korištenje, već će imati i brzinu računanja 10 do 100 puta veću od poluvodičkih računala, s operacijama s pomičnim zarezom koje dosežu 300 do 1 bilijun puta u sekundi. Stoga američka vojska predviđa da će, nakon što se uvedu supravodljiva računala, postati "multiplikator" borbene učinkovitosti C1 sustava u vojsci.
7.2 Tehnologija supravodljivog magnetskog istraživanja
Magnetski osjetljive komponente izrađene od supravodljivih keramičkih materijala imaju mali volumen, što olakšava postizanje integracije i rasporeda. Mogu formirati višekanalne i višeparametarske sustave detekcije, uvelike povećavajući informacijski kapacitet jedinice i znatno poboljšavajući udaljenost detekcije i točnost magnetskog detektora. Korištenje supravodljivih magnetometara ne samo da može detektirati pokretne ciljeve poput tenkova, vozila i podmornica, već i mjeriti njihovu veličinu, što dovodi do značajnih promjena u taktici i tehnologijama poput protutenkovskog i protupodmorničkog ratovanja.
Izvještava se da je američka mornarica odlučila razviti satelit za daljinsko istraživanje koristeći ovorijetka zemljasupravodljivi materijal za demonstraciju i poboljšanje tradicionalne tehnologije daljinskog istraživanja. Ovaj satelit nazvan Naval Earth Image Observatory lansiran je 2000. godine.
8. PrimjenaRijetka zemljaDivovski magnetostriktivni materijali u modernoj vojnoj tehnologiji
Rijetka zemljaDivovski magnetostriktivni materijali nova su vrsta funkcionalnog materijala nedavno razvijenog u inozemstvu krajem 1980-ih. Uglavnom se odnose na rijetke zemaljske spojeve željeza. Ova vrsta materijala ima mnogo veću magnetostriktivnu vrijednost od željeza, nikla i drugih materijala, a njegov magnetostriktivni koeficijent je oko 102-103 puta veći od onog kod općih magnetostriktivnih materijala, pa se nazivaju velikim ili divovskim magnetostriktivnim materijalima. Među svim komercijalnim materijalima, rijetki zemaljski divovski magnetostriktivni materijali imaju najveću vrijednost deformacije i energiju pod fizičkim djelovanjem. Posebno uspješnim razvojem magnetostriktivne legure Terfenol-D otvorena je nova era magnetostriktivnih materijala. Kada se Terfenol-D stavi u magnetsko polje, njegova varijacija veličine je veća nego kod običnih magnetskih materijala, što omogućuje postizanje nekih preciznih mehaničkih pokreta. Trenutno se široko koristi u raznim područjima, od sustava goriva, upravljanja tekućinskim ventilima, mikropozicioniranja do mehaničkih aktuatora za svemirske teleskope i regulatora krila zrakoplova. Razvoj tehnologije materijala Terfenol-D postigao je revolucionarni napredak u tehnologiji elektromehaničke pretvorbe. I odigrala je važnu ulogu u razvoju vrhunske tehnologije, vojne tehnologije i modernizaciji tradicionalnih industrija. Primjena magnetostriktivnih materijala rijetkih zemalja u modernoj vojsci uglavnom uključuje sljedeće aspekte:
8.1 Sonar
Opća frekvencija emisije sonara je iznad 2 kHz, ali niskofrekventni sonar ispod ove frekvencije ima svoje posebne prednosti: što je frekvencija niža, to je manje slabljenje, što se zvučni val dalje širi i to je manje pogođeno podvodno zaštićivanje od jeke. Sonari izrađeni od materijala Terfenol-D mogu zadovoljiti zahtjeve velike snage, male glasnoće i niske frekvencije, pa su se brzo razvili.
8.2 Elektromehanički pretvarači
Uglavnom se koristi za male uređaje s kontroliranim djelovanjem - aktuatore. Uključujući točnost upravljanja koja doseže nanometarsku razinu, kao i servo pumpe, sustave ubrizgavanja goriva, kočnice itd. Koristi se za vojne automobile, vojne zrakoplove i svemirske letjelice, vojne robote itd.
8.3 Senzori i elektronički uređaji
Kao što su džepni magnetometri, senzori za detekciju pomaka, sile i ubrzanja te podesivi uređaji s površinskim akustičnim valovima. Potonji se koriste za fazne senzore u rudnicima, sonare i komponente za pohranu u računalima.
9. Ostali materijali
Drugi materijali kao što surijetka zemljaluminiscentni materijali,rijetka zemljamaterijali za pohranu vodika, gigantski magnetorezistivni materijali rijetkih zemalja,rijetka zemljamagnetski rashladni materijali irijetka zemljaMagneto-optički materijali za pohranu podataka uspješno su primijenjeni u modernoj vojsci, uvelike poboljšavajući borbenu učinkovitost modernog oružja. Na primjerrijetka zemljaLuminescentni materijali uspješno su primijenjeni u uređajima za noćno gledanje. U zrcalima za noćno gledanje, rijetkozemni fosfori pretvaraju fotone (svjetlosnu energiju) u elektrone, koji se pojačavaju kroz milijune malih rupica u ravnini optičkog mikroskopa, reflektirajući se naprijed-natrag od stijenke, oslobađajući više elektrona. Neki rijetkozemni fosfori na kraju pretvaraju elektrone natrag u fotone, tako da se slika može vidjeti okularom. Ovaj je proces sličan onome na televizijskom ekranu, gdjerijetka zemljaFluorescentni prah emitira određenu sliku u boji na ekranu. Američka industrija obično koristi niobijev pentoksid, ali da bi sustavi noćnog vida bili uspješni, taj rijetki zemni elementlantanje ključna komponenta. U Zaljevskom ratu, multinacionalne snage koristile su ove naočale za noćno gledanje kako bi iznova i iznova promatrale ciljeve iračke vojske, u zamjenu za malu pobjedu.
10. Zaključak
Razvojrijetka zemljaindustrija je učinkovito promovirala sveobuhvatni napredak moderne vojne tehnologije, a poboljšanje vojne tehnologije također je potaknulo prosperitetni razvojrijetka zemljaindustrije. Vjerujem da s brzim napretkom svjetske znanosti i tehnologije,rijetka zemljaproizvodi će sa svojim posebnim funkcijama igrati veću ulogu u razvoju moderne vojne tehnologije i donijeti ogromne ekonomske i izvanredne društvene koristirijetka zemljasama industrija.
Vrijeme objave: 29. studenog 2023.