Primjena materijala rijetkih zemalja u modernoj vojnoj tehnologiji

Rijetke zemlje,poznat kao "riznica" novih materijala, kao poseban funkcionalni materijal, može uvelike poboljšati kvalitetu i performanse drugih proizvoda, a poznat je i kao "vitamin" moderne industrije.Ne samo da se naširoko koriste u tradicionalnim industrijama kao što su metalurgija, petrokemija, staklena keramika, predenje vune, koža i poljoprivreda, već također igraju nezamjenjivu ulogu u materijalima kao što su fluorescencija, magnetizam, laser, optička komunikacija, energija za pohranu vodika, supravodljivost itd. Izravno utječe na brzinu i razinu razvoja visokotehnoloških industrija u nastajanju kao što su optički instrumenti, elektronika, zrakoplovna i nuklearna industrija.Te su tehnologije uspješno primijenjene u vojnoj tehnologiji, uvelike promičući razvoj suvremene vojne tehnologije.

Posebnu ulogu imarijetka zemljanovi materijali u suvremenoj vojnoj tehnologiji privukli su veliku pozornost vlada i stručnjaka raznih zemalja, kao što su navedeni kao ključni element u razvoju visokotehnoloških industrija i vojne tehnologije od strane relevantnih odjela zemalja poput Sjedinjenih Država i Japana.

Kratak uvod uRijetke zemljes i njihov odnos s vojskom i narodnom obranom
Strogo govoreći, svi elementi rijetke zemlje imaju određene vojne primjene, ali najkritičniju ulogu koju igraju u nacionalnoj obrani i vojnim poljima trebala bi biti u primjenama kao što su lasersko određivanje udaljenosti, lasersko navođenje i laserska komunikacija.

Primjena odrijetka zemljačelika irijetka zemljanodularni lijev u modernoj vojnoj tehnologiji

1.1 PrimjenaRijetke zemljeČelik u modernoj vojnoj tehnologiji

Funkcija uključuje dva aspekta: pročišćavanje i legiranje, uglavnom odsumporavanje, deoksidaciju i uklanjanje plina, uklanjanje utjecaja štetnih nečistoća s niskim talištem, pročišćavanje zrna i strukture, utjecaj na točku faznog prijelaza čelika i poboljšanje njegove prokaljivosti i mehaničkih svojstava.Vojno znanstveno i tehnološko osoblje razvilo je mnoge materijale rijetke zemlje pogodne za upotrebu u oružju koristeći svojstvarijetka zemlja.

1.1.1 Oklopni čelik

Još ranih 1960-ih, kineska industrija oružja počela je istraživati ​​primjenu rijetkih zemalja u oklopnom čeliku i čeliku za oružje, te je uzastopno proizvodilarijetka zemljaoklopni čelik kao što su 601, 603 i 623, otvarajući novu eru ključnih sirovina za proizvodnju tenkova u Kini na temelju domaće proizvodnje.

1.1.2Rijetke zemljeugljični čelik

Sredinom 1960-ih Kina je dodala 0,05%rijetka zemljaelemenata za proizvodnju određenog visokokvalitetnog ugljičnog čelikarijetka zemljaugljični čelik.Vrijednost bočnog udarca ovog čelika od rijetke zemlje povećana je za 70% do 100% u usporedbi s originalnim ugljičnim čelikom, a vrijednost udarca na -40 ℃ gotovo je udvostručena.Čahura velikog promjera izrađena od ovog čelika dokazano je testovima gađanja u streljani da u potpunosti zadovoljava tehničke zahtjeve.Trenutno ga je Kina finalizirala i pustila u proizvodnju, ostvarujući dugogodišnju želju Kine da zamijeni bakar čelikom u materijalu za patrone.

1.1.3 Rijetki zemni čelik s visokim sadržajem mangana i rijetki zemni lijevani čelik

Rijetke zemlječelik s visokim sadržajem mangana koristi se za proizvodnju gusjenica spremnika, dokrijetka zemljalijevani čelik koristi se za proizvodnju repnih krila, kočnica na cijevi i topničkih konstrukcijskih komponenti za granate za probijanje granata velike brzine.To može smanjiti korake obrade, poboljšati iskoristivost čelika i postići taktičke i tehničke pokazatelje.

1.2 Primjena nodularnog lijevanog željeza rijetke zemlje u modernoj vojnoj tehnologiji

U prošlosti su kineski materijali za projektile s prednjom komorom bili izrađeni od polukrutog lijevanog željeza izrađenog od visokokvalitetnog sirovog željeza pomiješanog s 30% do 40% čeličnog otpada.Zbog male čvrstoće, visoke krtosti, niske i neoštre efektivne fragmentacije nakon eksplozije i slabe ubojite moći, razvoj tijela projektila s prednjom komorom bio je nekoć ograničen.Od 1963. godine izrađuju se različiti kalibri minobacačkih granata od lijevanog željeza rijetkih zemalja, čime su njihova mehanička svojstva povećana za 1-2 puta, višestruko povećan broj učinkovitih fragmenata i izoštreni rubovi fragmenata, čime je znatno povećana njihova ubojna moć.Borbena čaura pojedinog tipa topovske i poljske čaure izrađene od ovog materijala u našoj zemlji ima nešto bolji efektivni broj raspadnosti i gusti ubojni radijus od čelične čaure.

Primjena obojenih metalalegura rijetke zemljekao što su magnezij i aluminij u modernoj vojnoj tehnologiji

Rijetke zemljeimaju visoku kemijsku aktivnost i velike atomske radijuse.Kada se dodaju neželjeznim metalima i njihovim legurama, mogu poboljšati veličinu zrna, spriječiti segregaciju, ukloniti plin, nečistoće i pročistiti te poboljšati metalografsku strukturu, čime se postižu sveobuhvatni ciljevi kao što su poboljšanje mehaničkih svojstava, fizičkih svojstava i performansi obrade.Domaći i strani materijalni radnici koristili su svojstvarijetke zemljerazvijati noverijetka zemljalegure magnezija, legure aluminija, legure titana i legure za visoke temperature.Ovi proizvodi naširoko se koriste u modernim vojnim tehnologijama kao što su borbeni zrakoplovi, jurišne letjelice, helikopteri, bespilotne letjelice i raketni sateliti.

2.1Rijetke zemljelegura magnezija

Rijetke zemljelegure magnezija imaju visoku specifičnu čvrstoću, mogu smanjiti težinu zrakoplova, poboljšati taktičke performanse i imaju široke izglede za primjenu.Therijetka zemljamagnezijske legure koje je razvila China Aviation Industry Corporation (u daljnjem tekstu AVIC) uključuju oko 10 stupnjeva lijevanih magnezijevih legura i deformiranih magnezijevih legura, od kojih su mnoge korištene u proizvodnji i imaju stabilnu kvalitetu.Na primjer, ZM 6 lijevana magnezijeva legura s rijetkim zemnim metalom neodimijem kao glavnim aditivom proširena je za upotrebu u važnim dijelovima kao što su stražnja redukcijska kućišta helikoptera, rebra borbenog krila i potisne ploče rotora za generatore od 30 kW.Magnezijeva legura BM25 visoke čvrstoće rijetke zemlje koju su zajednički razvili China Aviation Corporation i Nonferrous Metals Corporation zamijenila je neke aluminijske legure srednje čvrstoće i primijenjena je u udarnim zrakoplovima.

2.2Rijetke zemljelegura titana

Početkom 1970-ih, Pekinški institut za zrakoplovne materijale (dalje u tekstu Institut) zamijenio je dio aluminija i silicija smetal rijetke zemlje cerij (Ce) u Ti-A1-Mo legurama titana, ograničavajući taloženje krhkih faza i poboljšavajući toplinsku otpornost i toplinsku stabilnost legure.Na toj osnovi 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 njim 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%, čime se postižu značajne tehničke i ekonomske prednosti, popunjavajući prazninu u upotrebi kućišta od lijevanog titana za zrakoplovne motore u Kini pod uvjetima od 500 ℃.Istraživanja su pokazala da postoje malecerijev oksidčestice u mikrostrukturi ZT3 legure koje sadržecerij.Cerijspaja dio kisika u leguri kako bi se stvorila vatrostalna i visoka tvrdoćaoksid rijetke zemljematerijal, Ce2O3.Ove čestice sprječavaju kretanje dislokacija tijekom deformacije legure, poboljšavajući performanse legure pri 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 teškog točkastog ojačavanja otopljenim tvarima u lijevanju titanovih legura.Osim toga, nakon godina istraživanja, Institut za zrakoplovne materijale razvio se stabilan i jeftinitrijev oksidpijesak i praškasti materijali u postupku preciznog lijevanja otopine legure titana, korištenjem posebne tehnologije obrade mineralizacije.Postigao je dobre razine specifične težine, tvrdoće i stabilnosti u odnosu na tekućinu od titana.Što se tiče prilagodbe i kontrole performansi ljuske kaše, ona je pokazala veću superiornost.Izvanredna prednost korištenja ljuske od itrijevog oksida za proizvodnju odljevaka od titana je ta da je, pod uvjetima u kojima su kvaliteta i razina procesa odljevaka usporedivi s procesom površinskog sloja volframa, moguće proizvesti odljevke od legure titana koji su tanji od onih procesa površinskog sloja volframa.Trenutno se ovaj proces naširoko koristi u proizvodnji raznih zrakoplova, motora i civilnih odljevaka.

2.3Rijetke zemljealuminijska legura

HZL206 legura lijevanog aluminija otporna na toplinu koja sadrži rijetke zemlje koju je razvio AVIC ima vrhunska mehanička svojstva na visokim temperaturama i sobnoj temperaturi u usporedbi s legurama koje sadrže nikal u inozemstvu, te je dosegla naprednu razinu sličnih legura u inozemstvu.Sada se koristi kao ventil otporan na tlak za helikoptere i borbene zrakoplove s radnom temperaturom od 300 ℃, zamjenjujući čelik i legure titana.Smanjena konstrukcijska težina i pušten je u masovnu proizvodnju.Vlačna čvrstoća odrijetka zemljaaluminij silicij hipereutektička legura ZL117 na 200-300 ℃ je viša nego kod zapadnonjemačkih klipnih legura KS280 i KS282.Njegova otpornost na habanje je 4-5 puta veća nego kod uobičajeno korištenih klipnih legura ZL108, s malim koeficijentom linearnog širenja i dobrom dimenzionalnom stabilnošću.Korišten je u zrakoplovnim dodacima KY-5, KY-7 zračnim kompresorima i klipovima motora zrakoplovnih modela.Dodatak odrijetka zemljaelemenata na aluminijske legure značajno poboljšava mikrostrukturu i mehanička svojstva.Mehanizam djelovanja elemenata rijetke zemlje u aluminijskim legurama je stvaranje dispergirane distribucije, a mali spojevi aluminija igraju značajnu ulogu u jačanju druge faze;Dodatak odrijetka zemljaelemenata igra ulogu u otplinjavanju i pročišćavanju, čime se smanjuje broj pora u leguri i poboljšava njezina izvedba;Rijetke zemljespojevi aluminija, kao heterogene kristalne jezgre za pročišćavanje zrna i eutektičkih faza, također su vrsta modifikatora;Elementi rijetkih zemalja potiču stvaranje i pročišćavanje faza bogatih željezom, smanjujući njihove štetne učinke.α— Količina željeza u čvrstoj otopini u A1 opada s porastomrijetka zemljadodatak, što je također korisno za poboljšanje čvrstoće i plastičnosti.

Primjena odrijetka zemljamaterijali za izgaranje u suvremenoj vojnoj tehnologiji

3.1 Čistometali rijetke zemlje

Čistmetali rijetke zemlje, zbog svojih aktivnih kemijskih svojstava, skloni su reagirati s kisikom, sumporom i dušikom stvarajući stabilne spojeve.Kada su izložene intenzivnom trenju i udaru, iskre mogu zapaliti zapaljive materijale.Stoga je već 1908. izrađen na kremen.Utvrđeno je da među 17rijetka zemljaelemenata, uključujući šest elemenatacerij, lantan, neodimijski, praseodim, samarij, iitrijimaju posebno dobru izvedbu paljenja.Ljudi su pretvorili svojstva požara rsu zemljani metaliu razne vrste zapaljivog oružja, kao što je američki projektil Mark 82 od 227 kg, koji koristimetal rijetke zemljeobloga, koja ne samo da proizvodi eksplozivne ubojite efekte, već i efekte paljenja.Američka bojna glava rakete zrak-zemlja "Damping Man" opremljena je sa 108 četverokutnih šipki od rijetkih zemnih metala kao oblogama, koje zamjenjuju neke montažne fragmente.Statički testovi miniranja pokazali su da je njegova sposobnost paljenja zrakoplovnog goriva 44% veća od sposobnosti neobloženih.

3.2 Mješovitimetal rijetke zemljes

Zbog visoke cijene čistogmetali rijetke zemlje,razne zemlje naširoko koriste jeftin kompozitmetal rijetke zemljes u oružju za izgaranje.Kompozitmetal rijetke zemljeSredstvo za izgaranje puni se u metalnu ljusku pod visokim pritiskom, 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 duže od 5 minuta.Tijekom Vijetnamskog rata, američka vojska ispalila je zapaljivu granatu od 40 mm koristeći bacač, a unutarnja obloga za paljenje bila je izrađena od miješanog metala rijetke zemlje.Nakon što projektil eksplodira, svaki fragment s zapaljivom košuljicom može zapaliti metu.Tada je mjesečna proizvodnja bombe dosegla 200 000 metaka, a maksimalna 260 000 metaka.

3.3Rijetke zemljelegure sagorijevanja

Arijetka zemljalegura za izgaranje težine 100 g može stvoriti 200-3000 iskri s velikim područjem pokrivanja, što je ekvivalentno polumjeru ubijanja oklopnih i oklopnih granata.Stoga je razvoj višenamjenskog streljiva sa snagom izgaranja postao jedan od glavnih smjerova razvoja streljiva u zemlji i inozemstvu.Za granate za probijanje oklopa i oklopa, njihova taktička izvedba zahtijeva da nakon probijanja oklopa neprijateljskog tenka, također mogu zapaliti svoje gorivo i streljivo kako bi potpuno uništili tenk.Za granate je potrebno zapaliti vojne zalihe i strateške objekte unutar njihovog dometa ubijanja.Prijavljeno je da plastična zapaljiva bomba od rijetkih zemnih metala proizvedena u Sjedinjenim Državama ima tijelo izrađeno od najlona ojačanog staklenim vlaknima i jezgru od miješane legure rijetkih zemalja, koja se koristi za bolje učinke protiv ciljeva koji sadrže zrakoplovno gorivo i slične materijale.

Primjena 4Rijetke zemljeMaterijali u vojnoj zaštiti i nuklearnoj tehnologiji

4.1 Primjena u tehnologiji vojne zaštite

Elementi rijetke zemlje imaju svojstva otporna na zračenje.Nacionalni centar za neutronske presjeke u Sjedinjenim Državama koristio je polimerne materijale kao supstrat i izradio dvije vrste ploča debljine 10 mm sa ili bez dodatka elemenata rijetke zemlje za ispitivanje zaštite od zračenja.Rezultati pokazuju da učinak zaštite od toplinskih neutronarijetka zemljapolimernih materijala je 5-6 puta bolji odrijetka zemljabesplatni polimerni materijali.Materijali rijetke zemlje s dodanim elementima kao što susamarij, europij, gadolinij, disprozij, itd. imaju najveći presjek apsorpcije neutrona i imaju dobar učinak na hvatanje neutrona.Trenutačno glavne primjene materijala protiv zračenja rijetkih zemalja u vojnoj tehnologiji uključuju sljedeće aspekte.

4.1.1 Zaštita od nuklearnog zračenja

Sjedinjene Države koriste 1% bora i 5% elemenata rijetke zemljegadolinij, samarij, ilantanza izradu 600 m debelog betona otpornog na zračenje za zaštitu izvora fisijskih neutrona u reaktorima bazena.Francuska je razvila materijal za zaštitu od zračenja rijetke zemlje dodavanjem borida,rijetka zemljaspojevi, odnlegure rijetkih zemaljana grafit kao podlogu.Punilo ovog kompozitnog zaštitnog materijala mora biti ravnomjerno raspoređeno i izrađeno u predfabricirane dijelove koji se postavljaju oko kanala reaktora 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 elemente rijetke zemlje koji čine 10% ukupne količine punila u prvi kako bi blokirali neutrone srednje energije i apsorbirali toplinske neutrone;Četvrti sloj koristi grafit umjesto staklenih vlakana i dodaje 25%rijetka zemljaspojevi za apsorpciju toplinskih neutrona.

4.1.3 Ostalo

Primjenarijetka zemljapremazi protiv zračenja na tenkovima, brodovima, skloništima i drugoj vojnoj opremi mogu imati učinak protiv zračenja.

4.2 Primjena u nuklearnoj tehnologiji

Rijetke zemljeitrijev oksidmože se koristiti kao zapaljivi apsorber za uransko gorivo u reaktorima s kipućom vodom (BWR).Među svim elementima,gadolinijima najveću sposobnost apsorpcije neutrona, s približno 4600 meta po atomu.Svaka prirodnagadolinijAtom apsorbira prosječno 4 neutrona prije kvara.Kada se pomiješa s fisibilnim uranom,gadolinijmože pospješiti izgaranje, smanjiti potrošnju urana i povećati proizvodnju energije.Gadolinijev oksidne proizvodi štetni nusproizvod deuterij poput bor karbida i može biti kompatibilan i s uranovim gorivom i njegovim materijalom za oblaganje tijekom nuklearnih reakcija.Prednost korištenjagadolinijumjesto bora je tajgadolinijmože se izravno pomiješati s uranom kako bi se spriječilo širenje šipke nuklearnog goriva.Prema statistici, trenutno postoji 149 planiranih nuklearnih reaktora diljem svijeta, od kojih 115 reaktora s vodom pod tlakom koristi rijetku zemljugadolinijev oksid. Rijetke zemljesamarij, europij, idisprozijkorišteni su kao apsorberi neutrona u uređajima za razmnožavanje neutrona.Rijetke zemlje itrijima mali presjek hvatanja neutrona i može se koristiti kao materijal za cijevi za reaktore rastaljene 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 neutronske generatore sa zatvorenom cijevi ioksid rijetke zemljeeuropij željezo metal keramika može se koristiti za izradu poboljšanih potpornih ploča reaktora.Rijetke zemljegadolinijtakođer se može koristiti kao dodatak premazu za sprječavanje neutronskog zračenja, a oklopna vozila presvučena posebnim premazima koji sadržegadolinijev oksidmože spriječiti neutronsko zračenje.Rijetke zemlje iterbijkoristi se u opremi za mjerenje geonaprezanja uzrokovanog podzemnim nuklearnim eksplozijama.Kadarijetka zemljahiterbijizložen sili, otpor se povećava, a promjena otpora može se koristiti za izračunavanje pritiska kojem je izložen.Povezivanjerijetka zemlja gadolinijza mjerenje visokog nuklearnog naprezanja može se koristiti folija nanesena taloženjem iz pare i raspoređeno oblaganje elementom osjetljivim na naprezanje.

5, PrimjenaRijetke zemljeMaterijali s permanentnim magnetima u modernoj vojnoj tehnologiji

Therijetka zemljamaterijal s trajnim magnetima, hvaljen kao nova generacija kraljeva magneta, trenutno je poznat kao materijal s permanentnim magnetima s najvišim sveobuhvatnim učinkom.Ima više od 100 puta veća magnetska svojstva od magnetskog čelika koji se koristio u vojnoj opremi 1970-ih.Trenutno je postao važan materijal u modernoj elektroničkoj tehnologiji komunikacije, koji se koristi u cijevima s putujućim valovima i cirkulatorima u umjetnim satelitima Zemlje, radarima i drugim područjima.Stoga ima značajan vojni značaj.

Samarijkobaltni magneti i neodimijski željezo-bor magneti koriste se za fokusiranje elektronskog snopa u sustavima za navođenje projektila.Magneti su glavni uređaji za fokusiranje elektronskih zraka i prenose podatke na kontrolnu površinu projektila.Postoji otprilike 5-10 funti (2,27-4,54 kg) magneta u svakom fokusirajućem uređaju za navođenje projektila.U Dodatku,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 aluminij nikal kobalt magnetima.

6 .Primjena odRijetke zemljeLaserski materijali u modernoj vojnoj tehnologiji

Laser je nova vrsta izvora svjetlosti koji ima dobru monokromatičnost, usmjerenost i koherenciju te može postići visoku svjetlinu.Laser irijetka zemljalaserski materijali rođeni su istovremeno.Do sada približno 90% laserskih materijala uključujerijetke zemlje.Na primjer,itrijaluminijski granat kristal široko je korišten laser koji može postići kontinuirani izlaz velike snage na sobnoj temperaturi.Primjena solid-state lasera u modernoj vojsci uključuje sljedeće aspekte.

6.1 Lasersko određivanje udaljenosti

Theneodimijskidopiranitrijlaserski daljinomjer od aluminijskog granata razvijen u zemljama poput Sjedinjenih Država, Britanije, Francuske i Njemačke može mjeriti udaljenosti do 4000 do 20000 metara s točnošću od 5 metara.Oružani sustavi kao što su američki MI, njemački Leopard II, francuski Leclerc, japanski Type 90, izraelska Mecca i najnoviji britanski tenk Challenger 2 koriste ovu vrstu laserskog daljinomjera.Trenutačno neke zemlje razvijaju novu generaciju čvrstih laserskih daljinomjera za sigurnost ljudskog oka, s radnim rasponom valne duljine od 1,5-2,1 μM. Ručni laserski daljinomjeri razvijeni su pomoćuholmijdopiranitrijlitij-fluoridni laseri u Sjedinjenim Američkim Državama i Ujedinjenom Kraljevstvu, s radnom valnom duljinom od 2,06 μM, u rasponu do 3000 m.Sjedinjene Države također su surađivale s međunarodnim laserskim tvrtkama na razvoju lasera dopiranog erbijemitrijlitij-fluoridni laser s valnom duljinom od 1,73 μM laserski daljinomjer i teško opremljen trupama.Laserska valna duljina kineskog vojnog daljinomjera je 1,06 μM, u rasponu od 200 do 7000 m.Kina dobiva važne podatke od laserskih televizijskih teodolita u mjerenjima dometa cilja tijekom lansiranja dalekometnih raketa, projektila i eksperimentalnih komunikacijskih satelita.

6.2 Lasersko navođenje

Laserski vođene bombe koriste lasere za terminalno navođenje.Za ozračivanje ciljanog lasera koristi se Nd · YAG laser koji emitira desetke impulsa u sekundi.Impulsi su kodirani i svjetlosni impulsi mogu sami voditi odgovor projektila, čime se sprječavaju smetnje od lansiranja projektila i prepreka koje postavlja neprijatelj.Američka vojna jedrilica GBV-15, poznata i kao "spretna bomba".Slično, također se može koristiti za proizvodnju laserski vođenih granata.

6.3 Laserska komunikacija

Osim Nd · YAG, laserski izlaz litijaneodimijskifosfatni kristal (LNP) je polariziran i lako se modulira, što ga čini jednim od mikro laserskih materijala koji najviše obećavaju.Pogodan je kao izvor svjetlosti za komunikaciju optičkim vlaknima i očekuje se da će se primijeniti u integriranoj optici i kozmičkoj komunikaciji.U Dodatku,itrijmonokristal željeznog granata (Y3Fe5O12) može se koristiti kao različiti uređaji s magnetostatskim površinskim valovima koji koriste mikrovalnu integracijsku tehnologiju, čineći uređaje integriranima i minijaturiziranima i imaju posebne primjene u radarskom daljinskom upravljanju, telemetriji, navigaciji i elektroničkim protumjerama.

7. PrimjenaRijetke zemljeSupravodljivi materijali u modernoj vojnoj tehnologiji

Kada određeni materijal doživi nulti otpor ispod određene temperature, to je poznato kao supravodljivost, što je kritična temperatura (Tc).Supervodiči su vrsta antimagnetskog materijala koji odbija svaki pokušaj primjene magnetskog polja ispod kritične temperature, poznat kao Meisnerov efekt.Dodavanje elemenata rijetke zemlje supravodljivim materijalima može znatno povećati kritičnu temperaturu Tc.To uvelike promiče razvoj i primjenu supravodljivih materijala.U 1980-ima razvijene zemlje poput Sjedinjenih Država i Japana dodale su određenu količinuoksid rijetke zemljes kao što jelantan, itrij,europij, ierbijna barijev oksid ibakreni oksidspojeva, koji su miješani, prešani i sinterirani da bi se formirali supravodljivi keramički materijali, čineći raširenu primjenu supravodljive tehnologije, posebno u vojnim primjenama, većom.

7.1 Supravodljivi integrirani krugovi

Posljednjih godina u inozemstvu se provode istraživanja o primjeni supravodljive tehnologije u elektroničkim računalima, a supravodljivi integrirani krugovi razvijeni su korištenjem supravodljivih keramičkih materijala.Ako se ovaj tip integriranog kruga koristi za proizvodnju supravodljivih računala, neće biti samo malih dimenzija, male težine i praktičan za korištenje, nego će imati i brzinu računanja 10 do 100 puta veću od poluvodičkih računala, s operacijama s pomičnim zarezom dosežući 300 do 1 bilijun puta u sekundi.Stoga američka vojska predviđa da će supravodljiva računala, jednom kada budu uvedena, postati "multiplikator" borbene učinkovitosti sustava C1 u vojsci.

7.2 Tehnologija supravodljivog magnetskog istraživanja

Magnetski osjetljive komponente izrađene od supravodljivih keramičkih materijala imaju mali volumen, što olakšava postizanje integracije i niza.Oni mogu formirati višekanalne i višeparametarske sustave detekcije, uvelike povećavajući informacijski kapacitet jedinice i značajno poboljšavajući udaljenost detekcije i točnost magnetskog detektora.Korištenje supravodljivih magnetometara ne samo da može otkriti pokretne mete kao što su tenkovi, vozila i podmornice, već i izmjeriti njihovu veličinu, što dovodi do značajnih promjena u taktikama i tehnologijama kao što su protutenkovsko i protupodmorničko ratovanje.

Prijavljeno je da je američka mornarica odlučila razviti satelit za daljinsko očitavanje koristeći ovorijetka zemljasupravodljivi materijal za demonstraciju i poboljšanje tradicionalne tehnologije daljinskog očitavanja.Ovaj satelit pod nazivom Naval Earth Image Observatory lansiran je 2000. godine.

8.PrimjenaRijetke zemljeDivovski magnetostriktivni materijali u modernoj vojnoj tehnologiji

Rijetke zemljedivovski magnetostrikcijski materijali nova su vrsta funkcionalnog materijala koji je u inozemstvu razvijen kasnih 1980-ih.Uglavnom se odnosi na spojeve željeza rijetke zemlje.Ova vrsta materijala ima puno veću magnetostriktivnu vrijednost od željeza, nikla i drugih materijala, a njegov magnetostrikcijski koeficijent je oko 102-103 puta veći od onog kod općih magnetostrikcijskih materijala, pa se naziva velikim ili divovskim magnetostrikcijskim materijalima.Među svim komercijalnim materijalima, divovski magnetostriktivni materijali rijetke zemlje imaju najveću vrijednost deformacije i energiju pod fizičkim djelovanjem.Osobito s uspješnim razvojem magnetostriktivne legure Terfenol-D, otvorena je nova era magnetostriktivnih materijala.Kada se Terfenol-D stavi u magnetsko polje, njegova varijacija u veličini je veća nego kod običnih magnetskih materijala, što omogućuje postizanje nekih preciznih mehaničkih pokreta.Trenutačno se naširoko koristi u raznim područjima, od sustava goriva, upravljanja tekućinskim ventilom, mikro pozicioniranja do mehaničkih pokretača za svemirske teleskope i regulatore krila zrakoplova.Razvoj tehnologije materijala Terfenol-D napravio je veliki napredak u tehnologiji elektromehaničke pretvorbe.I odigrao 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 te frekvencije ima svoje posebne prednosti: što je niža frekvencija, manje je prigušenje, zvučni val se dalje širi i manje utječe na zaštitu od podvodne jeke.Sonari izrađeni od materijala Terfenol-D mogu zadovoljiti zahtjeve velike snage, malog volumena i niske frekvencije, pa su se brzo razvili.

8.2 Električni mehanički pretvornici

Uglavnom se koristi za male uređaje kontroliranog djelovanja - 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 otkrivanje pomaka, sile i ubrzanja i podesivi uređaji za površinske akustične valove.Potonji se koristi za fazne senzore u rudnicima, sonare i komponente za pohranu u računalima.

9. Ostali materijali

Drugi materijali kao nprrijetka zemljaluminiscentni materijali,rijetka zemljamaterijali za skladištenje vodika, divovski magnetootporni materijali rijetkih zemalja,rijetka zemljamagnetski rashladni materijali, irijetka zemljasvi magnetno-optički materijali za pohranu uspješno su primijenjeni u modernoj vojsci, uvelike poboljšavajući borbenu učinkovitost modernog oružja.Na primjer,rijetka zemljaluminescentni materijali uspješno su primijenjeni na uređaje za noćno gledanje.U zrcalima za noćno gledanje, fosfori rijetkih zemalja pretvaraju fotone (svjetlosnu energiju) u elektrone, koji se pojačavaju kroz milijune malih rupa u ravnini optičkog mikroskopa, reflektirajući se naprijed-natrag od zida, oslobađajući više elektrona.Neki fosfori rijetke zemlje na kraju repa pretvaraju elektrone natrag u fotone, tako da se slika može vidjeti okularom.Ovaj proces je sličan onom na televizijskom ekranu, gdjerijetka zemljafluorescentni prah emitira sliku određene boje na ekran.Američka industrija obično koristi niobijev pentoksid, ali da bi sustavi za noćno gledanje bili uspješni, element rijetke zemljelantanje ključna komponenta.U Zaljevskom ratu, multinacionalne snage koristile su ove naočale za noćno gledanje kako bi stalno iznova promatrale ciljeve iračke vojske, u zamjenu za malu pobjedu.

10 .Zaključak

Razvojrijetka zemljaindustrija je učinkovito promicala sveobuhvatni napredak moderne vojne tehnologije, a poboljšanje vojne tehnologije također je potaknulo uspješan razvojrijetka zemljaindustrija.Vjerujem da s brzim napretkom svjetske znanosti i tehnologije,rijetka zemljaproizvodi će igrati veću ulogu u razvoju suvremene vojne tehnologije sa svojim posebnim funkcijama, te će donijeti velike ekonomske i izvanredne društvene koristirijetka zemljasama industrija.