A aplicación de materiais de terras raras na tecnoloxía militar moderna

Terras raras,Coñecidos como o "tesouro" dos novos materiais, como material funcional especial, poden mellorar moito a calidade e o rendemento doutros produtos e coñécense como as "vitaminas" da industria moderna. Non só se usan amplamente en industrias tradicionais como a metalurxia, a petroquímica, a vitrocerámica, o fiado de la, o coiro e a agricultura, senón que tamén desempeñan un papel indispensable en materiais como a fluorescencia, o magnetismo, o láser, a comunicación por fibra óptica, o almacenamento de enerxía de hidróxeno, a supercondutividade, etc. Afecta directamente á velocidade e ao nivel de desenvolvemento das industrias emerxentes de alta tecnoloxía como os instrumentos ópticos, a electrónica, a aeroespacial e a industria nuclear. Estas tecnoloxías aplicáronse con éxito na tecnoloxía militar, promovendo enormemente o desenvolvemento da tecnoloxía militar moderna.

O papel especial desempeñado porterras rarasOs novos materiais na tecnoloxía militar moderna atraeron unha gran atención por parte de gobernos e expertos de varios países, e os departamentos pertinentes de países como Estados Unidos e Xapón os consideraron un elemento clave no desenvolvemento de industrias de alta tecnoloxía e tecnoloxía militar.

Unha breve introdución aTerras rarase a súa relación co exército e a defensa nacional
En rigor, todos os elementos de terras raras teñen certas aplicacións militares, pero o papel máis importante que desempeñan na defensa nacional e nos campos militares debería ser en aplicacións como a medición de distancia por láser, o guiado por láser e a comunicación por láser.

A aplicación deterras rarasaceiro eterras rarasferro dúctil na tecnoloxía militar moderna

1.1 Aplicación deTerras rarasO aceiro na tecnoloxía militar moderna

A función inclúe dous aspectos: purificación e aliaxe, principalmente desulfuración, desoxidación e eliminación de gases, eliminando a influencia das impurezas nocivas de baixo punto de fusión, refinando o gran e a estrutura, afectando o punto de transición de fase do aceiro e mellorando a súa templabilidade e propiedades mecánicas. O persoal científico e tecnolóxico militar desenvolveu moitos materiais de terras raras axeitados para o seu uso en armas utilizando as propiedades deterras raras.

1.1.1 Aceiro blindado

Xa a principios da década de 1960, a industria de armamento chinesa comezou a investigar a aplicación de terras raras no aceiro blindado e no aceiro para armas, e sucesivamente produciuterras rarasaceiro blindado como o 601, o 603 e o 623, o que marcou o comezo dunha nova era de materias primas clave para a produción de tanques en China baseada na produción nacional.

1.1.2Terras rarasaceiro ao carbono

A mediados da década de 1960, China engadiu un 0,05%terras raraselementos para un certo aceiro ao carbono de alta calidade para producirterras rarasaceiro ao carbono. O valor do impacto lateral deste aceiro de terras raras aumenta entre un 70 % e un 100 % en comparación co aceiro ao carbono orixinal, e o valor do impacto a -40 ℃ case se duplica. Demostrouse que o casquillo de gran diámetro feito con este aceiro cumpre plenamente os requisitos técnicos mediante probas de tiro no campo de tiro. Actualmente, China finalizouno e púxoo en produción, facendo realidade o seu desexo de longa data de substituír o cobre por aceiro no material dos cartuchos.

1.1.3 Aceiro de terras raras con alto contido en manganeso e aceiro fundido de terras raras

Terras raraso aceiro con alto contido en manganeso úsase para fabricar placas de orugas de tanques, mentres queterras rarasO aceiro fundido utilízase para fabricar ás traseiras, freos de boca e compoñentes estruturais de artillería para proxectís perforadores de alta velocidade. Isto pode reducir os pasos de procesamento, mellorar a utilización do aceiro e acadar indicadores tácticos e técnicos.

1.2 Aplicación da fundición nodular de terras raras na tecnoloxía militar moderna

No pasado, os materiais dos proxectís de cámara dianteira da China fabricábanse de ferro fundido semirríxido feito de ferro porco de alta calidade mesturado con entre un 30 % e un 40 % de chatarra de aceiro. Debido á súa baixa resistencia, alta fraxilidade, fragmentación efectiva baixa e non afiada despois da explosión e débil poder letal, o desenvolvemento de corpos de proxectís de cámara dianteira estivo noutro tempo restrinxido. Desde 1963, fabricáronse varios calibres de proxectís de morteiro utilizando ferro dúctil de terras raras, o que aumentou as súas propiedades mecánicas de 1 a 2 veces, multiplicou o número de fragmentos efectivos e afiou os bordos dos fragmentos, mellorando considerablemente o seu poder letal. O proxectí de combate dun certo tipo de proxectí de canón e proxectí de arma de campaña feito deste material no noso país ten un número efectivo de fragmentación e un radio de letal denso lixeiramente mellores que o proxectí de aceiro.

Aplicación de materiais non ferrososaliaxe de terras rarascomo o magnesio e o aluminio na tecnoloxía militar moderna

Terras rarasteñen unha alta actividade química e grandes raios atómicos. Cando se engaden a metais non ferrosos e ás súas aliaxes, poden refinar o tamaño do gran, evitar a segregación, eliminar gases, impurezas e purificar, e mellorar a estrutura metalográfica, conseguindo así obxectivos completos como mellorar as propiedades mecánicas, as propiedades físicas e o rendemento do procesamento. Os traballadores de materiais nacionais e estranxeiros utilizaron as propiedades deterras raraspara desenvolver novasterras rarasaliaxes de magnesio, aliaxes de aluminio, aliaxes de titanio e aliaxes de alta temperatura. Estes produtos foron amplamente utilizados en tecnoloxías militares modernas como avións de combate, avións de asalto, helicópteros, vehículos aéreos non tripulados e satélites de mísiles.

2.1Terras rarasaliaxe de magnesio

Terras rarasAs aliaxes de magnesio teñen unha alta resistencia específica, poden reducir o peso das aeronaves, mellorar o rendemento táctico e teñen amplas perspectivas de aplicación.terras rarasAs aliaxes de magnesio desenvolvidas por China Aviation Industry Corporation (en diante, AVIC) inclúen uns 10 graos de aliaxes de magnesio fundidas e aliaxes de magnesio deformadas, moitas das cales foron utilizadas na produción e teñen unha calidade estable. Por exemplo, a aliaxe de magnesio fundida ZM 6 con neodimio, un metal de terras raras, como aditivo principal ampliouse para ser utilizada en pezas importantes como carcasas de redución traseira de helicópteros, costelas de ás de caza e placas de presión de chumbo de rotor para xeradores de 30 kW. A aliaxe de magnesio de alta resistencia de terras raras BM25, desenvolvida conxuntamente por China Aviation Corporation e Nonferrous Metals Corporation, substituíu algunhas aliaxes de aluminio de resistencia media e aplicouse en avións de impacto.

2.2Terras rarasaliaxe de titanio

A principios da década de 1970, o Instituto de Materiais Aeronáuticos de Pequín (denominado o Instituto) substituíu parte do aluminio e o silicio pormetais de terras raras cerio (Ce) en aliaxes de titanio Ti-A1-Mo, limitando a precipitación de fases fráxiles e mellorando a resistencia á calor e a estabilidade térmica da aliaxe. Con base nisto, desenvolveuse unha aliaxe de titanio fundido de alto rendemento a alta temperatura ZT3 que contén cerio. En comparación con aliaxes internacionais similares, ten certas vantaxes en resistencia á calor, resistencia e rendemento do proceso. A carcasa do compresor fabricada con ela utilízase para o motor W PI3 II, o que reduce o peso de cada aeronave en 39 kg e aumenta a relación pulo-peso nun 1,5 %. Ademais, os pasos de procesamento redúcense aproximadamente nun 30 %, o que consegue importantes beneficios técnicos e económicos, cubrindo a lagoa do uso de carcasas de titanio fundido para motores de aviación en China en condicións de 500 ℃. A investigación demostrou que hai pequenasóxido de ceriopartículas na microestrutura da aliaxe ZT3 que conténcerio.Ceriocombina unha porción de osíxeno na aliaxe para formar un refractario e de alta durezaóxido de terras rarasmaterial, Ce2O3. Estas partículas dificultan o movemento das dislocacións durante a deformación da aliaxe, mellorando o rendemento da aliaxe a altas temperaturas.Ceriocaptura algunhas impurezas de gas (especialmente nos límites de grans), o que pode fortalecer a aliaxe mantendo unha boa estabilidade térmica. Este é o primeiro intento de aplicar a teoría do fortalecemento do punto de soluto difícil na fundición de aliaxes de titanio. Ademais, despois de anos de investigación, o Instituto de Materiais de Aviación desenvolveu estables e baratosóxido de itriomateriais de area e po no proceso de fundición de precisión en solución de aliaxe de titanio, empregando unha tecnoloxía especial de tratamento de mineralización. Alcanzou bos niveis de gravidade específica, dureza e estabilidade ao titanio líquido. En termos de axuste e control do rendemento da suspensión de casca, mostrou unha maior superioridade. A vantaxe destacada de usar casca de óxido de itrio para fabricar pezas fundidas de titanio é que, en condicións nas que a calidade e o nivel de proceso das pezas fundidas son comparables aos do proceso de capa superficial de tungsteno, é posible fabricar pezas fundidas de aliaxe de titanio que son máis delgadas que as do proceso de capa superficial de tungsteno. Na actualidade, este proceso utilizouse amplamente na fabricación de diversas pezas fundidas de aeronaves, motores e civís.

2.3Terras rarasaliaxe de aluminio

A aliaxe de aluminio fundido resistente á calor HZL206 que contén terras raras, desenvolvida por AVIC, ten propiedades mecánicas superiores a altas temperaturas e a temperatura ambiente en comparación coas aliaxes que conteñen níquel no estranxeiro, e alcanzou o nivel avanzado de aliaxes similares no estranxeiro. Agora utilízase como válvula resistente á presión para helicópteros e avións de combate cunha temperatura de traballo de 300 ℃, substituíndo as aliaxes de aceiro e titanio. Reduciu o peso estrutural e púxose en produción en masa. A resistencia á tracción deterras rarasA aliaxe hipereutéctica de aluminio e silicio ZL117 a 200-300 ℃ é superior á das aliaxes de pistóns KS280 e KS282 de Alemaña Occidental. A súa resistencia ao desgaste é 4-5 veces maior que a das aliaxes de pistóns ZL108 de uso común, cun pequeno coeficiente de expansión lineal e boa estabilidade dimensional. Utilizouse en accesorios de aviación como compresores de aire KY-5 e KY-7 e pistóns de motores de modelos de aviación. A adición deterras raraselementos ás aliaxes de aluminio melloran significativamente a microestrutura e as propiedades mecánicas. O mecanismo de acción dos elementos de terras raras nas aliaxes de aluminio é formar unha distribución dispersa, e os pequenos compostos de aluminio xogan un papel importante no fortalecemento da segunda fase; A adición deterras rarasos elementos desempeñan un papel na desgasificación e purificación, reducindo así o número de poros na aliaxe e mellorando o seu rendemento;Terras rarasOs compostos de aluminio, como núcleos cristalinos heteroxéneos para refinar grans e fases eutécticas, tamén son un tipo de modificador; os elementos de terras raras promoven a formación e o refinamento de fases ricas en ferro, reducindo os seus efectos nocivos. α— A cantidade de ferro en solución sólida en A1 diminúe co aumento deterras rarasademais, o que tamén é beneficioso para mellorar a resistencia e a plasticidade.

A aplicación deterras rarasmateriais de combustión na tecnoloxía militar moderna

3.1 Purometais de terras raras

Purometais de terras raras, debido ás súas propiedades químicas activas, son propensos a reaccionar co osíxeno, o xofre e o nitróxeno para formar compostos estables. Cando se someten a unha fricción e impacto intensos, as faíscas poden acender materiais inflamables. Polo tanto, xa en 1908, converteuse en sílex. Descubriuse que entre os 17terras raraselementos, seis elementos incluíndocerio, lantano, neodimio, praseodimio, samario, eitrioteñen un rendemento incendiario particularmente bo. A xente converteu as propiedades incendiarias de rson metais terrososen varios tipos de armas incendiarias, como o mísil estadounidense Mark 82 de 227 kg, que utilizametais de terras rarasrevestimento, que non só produce efectos explosivos letais senón tamén efectos incendiarios. A ogiva de foguete aire-terra estadounidense "Damping Man" está equipada con 108 varas cadradas de metais de terras raras como revestimentos, substituíndo algúns fragmentos prefabricados. As probas de voladura estática demostraron que a súa capacidade para acender combustible de aviación é un 44 % maior que a das sen revestimento.

3.2 Mixtometais de terras rarass

Debido ao alto prezo do purometais de terras raras,varios países empregan amplamente materiais compostos baratosmetais de terras rarass en armas de combustión. O compostometais de terras rarasO axente de combustión cárgase na carcasa metálica a alta presión, cunha densidade do axente de combustión de (1,9~2,1) × 10³ kg/m³, velocidade de combustión de 1,3-1,5 m/s, diámetro da chama duns 500 mm e temperatura da chama de ata 1715-2000 ℃. Despois da combustión, a duración do quecemento do corpo incandescente é superior a 5 minutos. Durante a guerra de Vietnam, o exército estadounidense lanzou unha granada incendiaria de 40 mm cun lanzador, e o revestimento de ignición no interior estaba feito dun metal de terras raras mesturado. Despois de que o proxectil explotase, cada fragmento cun revestimento de ignición podía prender lume ao obxectivo. Nese momento, a produción mensual da bomba alcanzou as 200.000 roldas, cun máximo de 260.000 roldas.

3.3Terras rarasaliaxes de combustión

Aterras rarasUnha aliaxe de combustión que pesa 100 g pode formar entre 200 e 3000 faíscas cunha gran área de cobertura, o que equivale ao radio de destrución dos proxectís perforantes e perforantes de blindaxe. Polo tanto, o desenvolvemento de munición multifuncional con poder de combustión converteuse nunha das principais direccións do desenvolvemento de munición no país e no estranxeiro. Para os proxectís perforantes e perforantes de blindaxe, o seu rendemento táctico require que, despois de penetrar na blindaxe dos tanques inimigos, tamén poidan acender o seu combustible e munición para destruír completamente o tanque. No caso das granadas, é necesario acender subministracións militares e instalacións estratéxicas dentro do seu rango de destrución. Infórmase de que unha bomba incendiaria de metal de terras raras de plástico fabricada nos Estados Unidos ten un corpo feito de nailon reforzado con fibra de vidro e un núcleo de aliaxe mixta de terras raras, que se usa para ter mellores efectos contra obxectivos que conteñen combustible de aviación e materiais similares.

Aplicación de 4Terras rarasMateriais en Protección Militar e Tecnoloxía Nuclear

4.1 Aplicación na tecnoloxía de protección militar

Os elementos de terras raras teñen propiedades resistentes á radiación. O Centro Nacional de Seccións Transversais de Neutróns dos Estados Unidos empregou materiais poliméricos como substrato e fabricou dous tipos de placas cun grosor de 10 mm con ou sen adición de elementos de terras raras para probas de protección contra a radiación. Os resultados mostran que o efecto de blindaxe térmica de neutróns deterras rarasos materiais poliméricos son 5-6 veces mellores que os deterras rarasmateriais poliméricos libres. Os materiais de terras raras con elementos engadidos comosamario, europio, gadolinio, disprosio, etc. teñen a sección transversal de absorción de neutróns máis alta e teñen un bo efecto na captura de neutróns. Na actualidade, as principais aplicacións dos materiais antirradiativos de terras raras na tecnoloxía militar inclúen os seguintes aspectos.

4.1.1 Blindaxe contra a radiación nuclear

Os Estados Unidos usan un 1 % de boro e un 5 % de elementos de terras rarasgadolinio, samario, elantanopara fabricar un formigón resistente á radiación de 600 m de espesor para protexer as fontes de neutróns de fisión nos reactores das piscinas. Francia desenvolveu un material de protección contra a radiación de terras raras engadindo boruros,terras rarascompostos oualiaxes de terras rarasao grafito como substrato. É necesario que o recheo deste material de blindaxe composto estea distribuído uniformemente e feito en pezas prefabricadas, que se colocan arredor do canal do reactor segundo os diferentes requisitos das pezas de blindaxe.

4.1.2 Blindaxe contra a radiación térmica do tanque

Consta de catro capas de chapa, cun grosor total de 5 a 20 cm. A primeira capa está feita de plástico reforzado con fibra de vidro, con po inorgánico engadido cun 2 %.terras rarascompostos como recheos para bloquear neutróns rápidos e absorber neutróns lentos; a segunda e terceira capa engaden grafito de boro, poliestireno e elementos de terras raras que representan o 10 % da cantidade total de recheo á primeira para bloquear neutróns de enerxía intermedia e absorber neutróns térmicos; a cuarta capa usa grafito en lugar de fibra de vidro e engade o 25 %terras rarascompostos para absorber neutróns térmicos.

4.1.3 Outros

Solicitudeterras rarasOs revestimentos antirradiacións para tanques, barcos, refuxios e outros equipos militares poden ter un efecto antirradiación.

4.2 Aplicación na tecnoloxía nuclear

Terras rarasóxido de itriopódese empregar como absorbente combustible para o combustible de uranio en reactores de auga fervendo (BWR). Entre todos os elementos,gadolinioten a maior capacidade de absorber neutróns, con aproximadamente 4600 obxectivos por átomo. Cada naturalgadolinioun átomo absorbe unha media de 4 neutróns antes de fallar. Cando se mestura con uranio fisionable,gadoliniopode promover a combustión, reducir o consumo de uranio e aumentar a produción de enerxía.Óxido de gadolinionon produce deuterio como subproduto nocivo, como o carburo de boro, e pode ser compatible tanto co combustible de uranio como co seu material de revestimento durante as reaccións nucleares. A vantaxe de usargadolinioen lugar de boro é isogadoliniopódese mesturar directamente con uranio para evitar a expansión das barras de combustible nuclear. Segundo as estatísticas, actualmente hai 149 reactores nucleares previstos en todo o mundo, dos cales 115 reactores de auga a presión usan terras rarasóxido de gadolinio. Terras rarassamario, europio, edisprosioforon empregados como absorbedores de neutróns en reprodutores de neutróns.Terras raras itrioten unha pequena sección transversal de captura en neutróns e pódese usar como material para tubaxes en reactores de sales fundidas. Láminas finas con engadidoterras raras gadolinioedisprosiopoden empregarse como detectores de campo de neutróns na enxeñaría aeroespacial e nuclear, pequenas cantidades deterras rarastulioeerbiopoden usarse como materiais obxectivo para xeradores de neutróns de tubos selados eóxido de terras rarasAs cerámicas metal ferro-europio pódense usar para fabricar placas de soporte de control de reactores melloradas.Terras rarasgadoliniotamén se pode usar como aditivo de revestimento para evitar a radiación de neutróns e vehículos blindados revestidos con revestimentos especiais que conteñenóxido de gadoliniopode evitar a radiación de neutróns.Terras raras iterbioutilízase en equipos para medir a xeotensión causada por explosións nucleares subterráneas. Candocorazón rarohiterbiose somete a unha forza, a resistencia aumenta e o cambio na resistencia pódese usar para calcular a presión á que está sometido. Conexiónterras raras gadolinioA lámina depositada por deposición de vapor e o revestimento escalonado cun elemento sensible á tensión pódense usar para medir unha tensión nuclear elevada.

5, Aplicación deTerras rarasMateriais de imán permanente na tecnoloxía militar moderna

O/Aterras rarasO material de imán permanente, aclamado como a nova xeración de reis magnéticos, coñécese actualmente como o material de imán permanente de maior rendemento integral. Ten propiedades magnéticas máis de 100 veces superiores ás do aceiro magnético empregado en equipamento militar na década de 1970. Na actualidade, converteuse nun material importante na comunicación tecnolóxica electrónica moderna, e utilízase en tubos de ondas viaxantes e circuladores en satélites artificiais da Terra, radares e outros campos. Polo tanto, ten unha importancia militar significativa.

SamarioOs imáns de cobalto e os imáns de neodimio-ferro-boro utilízanse para o enfoque de feixes de electróns nos sistemas de guía de mísiles. Os imáns son os principais dispositivos de enfoque para os feixes de electróns e transmiten datos á superficie de control do mísil. Hai aproximadamente entre 2,27 e 4,54 kg de imáns en cada dispositivo de guía de enfoque do mísil. Ademais,terras rarasOs imáns tamén se usan para impulsar motores eléctricos e xirar o temón dos mísiles guiados. As súas vantaxes residen nas súas propiedades magnéticas máis fortes e no seu peso máis lixeiro en comparación cos imáns orixinais de aluminio, níquel e cobalto.

6. Aplicación deTerras rarasMateriais láser na tecnoloxía militar moderna

O láser é un novo tipo de fonte de luz que ten boa monocromaticidade, direccionalidade e coherencia, e pode alcanzar un alto brillo. O láser eterras rarasos materiais láser naceron simultaneamente. Ata o de agora, aproximadamente o 90 % dos materiais láser implicanterras rarasPor exemplo,itrioO cristal de granate de aluminio é un láser amplamente utilizado que pode alcanzar unha saída continua de alta potencia a temperatura ambiente. A aplicación de láseres de estado sólido no exército moderno inclúe os seguintes aspectos.

6.1 Medición de distancia por láser

O/AneodimiodopadoitrioO telémetro láser de granate de aluminio desenvolvido por países como Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia e Alemaña pode medir distancias de ata 4000 a 20000 metros cunha precisión de 5 metros. Os sistemas de armas como o MI estadounidense, o Leopard II de Alemaña, o Leclerc de Francia, o Type 90 de Xapón, o Mecca de Israel e o último tanque Challenger 2 desenvolvido polos británicos empregan este tipo de telémetro láser. Na actualidade, algúns países están a desenvolver unha nova xeración de telémetros láser sólidos para a seguridade dos ollos humanos, cun rango de lonxitudes de onda de traballo de 1,5-2,1 μM. Os telémetros láser portátiles desenvolvéronse utilizandoholmiodopadoitrioláseres de fluoruro de litio nos Estados Unidos e no Reino Unido, cunha lonxitude de onda de traballo de 2,06 μM, que alcanza ata os 3000 m. Os Estados Unidos tamén colaboraron con empresas internacionais de láser para desenvolver un dopado con erbioitrioláser de fluoruro de litio cunha lonxitude de onda de 1,73 μM, un telémetro láser e fortemente equipado con tropas. A lonxitude de onda do láser do telémetro militar de China é de 1,06 μM, cun alcance que vai de 200 a 7000 m. China obtén datos importantes de teodolitos de televisión láser en medicións do alcance do obxectivo durante o lanzamento de foguetes de longo alcance, mísiles e satélites de comunicación experimentais.

6.2 Guía láser

As bombas guiadas por láser empregan láseres para o guiado terminal. O láser Nd·YAG, que emite ducias de pulsos por segundo, úsase para irradiar o láser do obxectivo. Os pulsos están codificados e os pulsos de luz poden autoguiar a resposta do mísil, evitando así a interferencia do lanzamento do mísil e os obstáculos establecidos polo inimigo. A bomba planeadora GBV-15 do exército estadounidense, tamén coñecida como a "bomba hábil". Do mesmo xeito, tamén se pode usar para fabricar proxectís guiados por láser.

6.3 Comunicación láser

Ademais de Nd · YAG, a saída do láser de litioneodimioO cristal de fosfato (LNP) está polarizado e é doado de modular, o que o converte nun dos materiais microláser máis prometedores. É axeitado como fonte de luz para a comunicación por fibra óptica e espérase que se aplique en óptica integrada e comunicación cósmica. Ademais,itrioO monocristal de granate de ferro (Y3Fe5O12) pódese empregar como varios dispositivos de ondas superficiais magnetostáticas empregando a tecnoloxía de integración de microondas, o que fai que os dispositivos sexan integrados e miniaturizados, e teñen aplicacións especiais no control remoto de radar, a telemetría, a navegación e as contramedidas electrónicas.

7. A aplicación deTerras rarasMateriais supercondutores na tecnoloxía militar moderna

Cando un determinado material experimenta unha resistencia cero por debaixo dunha determinada temperatura, coñécese como supercondutividade, que é a temperatura crítica (Tc). Os supercondutores son un tipo de material antimagnético que repele calquera intento de aplicar un campo magnético por debaixo da temperatura crítica, coñecido como efecto Meisner. Engadir elementos de terras raras aos materiais supercondutores pode aumentar considerablemente a temperatura crítica Tc. Isto promove enormemente o desenvolvemento e a aplicación de materiais supercondutores. Na década de 1980, países desenvolvidos como Estados Unidos e Xapón engadiron unha certa cantidade deóxido de terras rarascomolantano, itrio,europio, eerbioao óxido de bario eóxido de cobrecompostos, que foron mesturados, prensados ​​e sinterizados para formar materiais cerámicos supercondutores, o que fixo que a aplicación xeneralizada da tecnoloxía supercondutora, especialmente en aplicacións militares, fose máis extensa.

7.1 Circuítos integrados supercondutores

Nos últimos anos, levouse a cabo investigacións no estranxeiro sobre a aplicación da tecnoloxía supercondutora en ordenadores electrónicos e desenvolvéronse circuítos integrados supercondutores empregando materiais cerámicos supercondutores. Se este tipo de circuíto integrado se utiliza para fabricar ordenadores supercondutores, non só será pequeno, lixeiro e cómodo de usar, senón que tamén terá unha velocidade de computación de 10 a 100 veces máis rápida que os ordenadores semicondutores, con operacións de punto flotante que alcanzan de 300 a 1 billón de veces por segundo. Polo tanto, o exército estadounidense predí que, unha vez que se introduzan os ordenadores supercondutores, converteranse nun "multiplicador" da eficacia de combate do sistema C1 no exército.

7.2 Tecnoloxía de exploración magnética supercondutora

Os compoñentes sensibles aos magnetismos feitos de materiais cerámicos supercondutores teñen un volume pequeno, o que facilita a integración e a disposición en matriz. Poden formar sistemas de detección multicanal e multiparámetro, o que aumenta considerablemente a capacidade de información unitaria e mellora considerablemente a distancia de detección e a precisión do detector magnético. O uso de magnetómetros supercondutores non só pode detectar obxectivos móbiles como tanques, vehículos e submarinos, senón tamén medir o seu tamaño, o que leva a cambios significativos en tácticas e tecnoloxías como a guerra anticarro e antisubmarina.

Infórmase de que a Armada dos Estados Unidos decidiu desenvolver un satélite de teledetección empregando istoterras rarasmaterial supercondutor para demostrar e mellorar a tecnoloxía tradicional de teledetección. Este satélite, chamado Observatorio Naval de Imaxes da Terra, foi lanzado no ano 2000.

8. Aplicación deTerras rarasMateriais magnetoestrictivos xigantes na tecnoloxía militar moderna

Terras rarasOs materiais magnetostritivos xigantes son un novo tipo de material funcional desenvolvido recentemente a finais da década de 1980 no estranxeiro. Refírese principalmente a compostos de ferro de terras raras. Este tipo de material ten un valor magnetostritivo moito maior que o ferro, o níquel e outros materiais, e o seu coeficiente magnetostritivo é aproximadamente 10²-10³ veces maior que o dos materiais magnetostritivos xerais, polo que se denomina materiais magnetostritivos grandes ou xigantes. Entre todos os materiais comerciais, os materiais magnetostritivos xigantes de terras raras teñen o maior valor de deformación e enerxía baixo acción física. Especialmente co desenvolvemento exitoso da aliaxe magnetostritiva Terfenol-D, abriuse unha nova era de materiais magnetostritivos. Cando o Terfenol-D se coloca nun campo magnético, a súa variación de tamaño é maior que a dos materiais magnéticos ordinarios, o que permite lograr algúns movementos mecánicos de precisión. Na actualidade, úsase amplamente en varios campos, desde sistemas de combustible, control de válvulas líquidas, microposicionamento ata actuadores mecánicos para telescopios espaciais e reguladores de ás de avións. O desenvolvemento da tecnoloxía de materiais Terfenol-D supuxo un avance innovador na tecnoloxía de conversión electromecánica. E desempeñou un papel importante no desenvolvemento de tecnoloxía de vangarda, tecnoloxía militar e modernización das industrias tradicionais. A aplicación de materiais magnetostritivos de terras raras no exército moderno inclúe principalmente os seguintes aspectos:

8.1 Sónar

A frecuencia de emisión xeral do sonar é superior a 2 kHz, pero o sonar de baixa frecuencia por debaixo desta frecuencia ten as súas vantaxes especiais: canto menor sexa a frecuencia, menor será a atenuación, máis lonxe se propagará a onda sonora e menos afectará o blindaxe contra o eco subacuático. Os sonares feitos de material Terfenol-D poden cumprir os requisitos de alta potencia, pequeno volume e baixa frecuencia, polo que se desenvolveron rapidamente.

8.2 Transdutores electromecánicos

Úsase principalmente para pequenos dispositivos de acción controlada: actuadores. Incluíndo unha precisión de control que alcanza o nivel nanométrico, así como bombas servo, sistemas de inxección de combustible, freos, etc. Úsase para coches militares, avións e naves espaciais militares, robots militares, etc.

8.3 Sensores e dispositivos electrónicos

Tales como magnetómetros de peto, sensores para detectar desprazamento, forza e aceleración e dispositivos de ondas acústicas superficiais sintonizables. Estes últimos úsanse para sensores de fase en minas, sonares e compoñentes de almacenamento en ordenadores.

9. Outros materiais

Outros materiais comoterras rarasmateriais luminiscentes,terras rarasmateriais de almacenamento de hidróxeno, materiais magnetorresistivos xigantes de terras raras,terras rarasmateriais de refrixeración magnética eterras rarasOs materiais de almacenamento magnetoóptico aplicáronse con éxito no exército moderno, mellorando considerablemente a eficacia en combate das armas modernas. Por exemplo,terras rarasOs materiais luminescentes aplicáronse con éxito a dispositivos de visión nocturna. Nos espellos de visión nocturna, os fósforos de terras raras converten os fotóns (enerxía luminosa) en electróns, que se intensifican a través de millóns de pequenos buratos no plano do microscopio de fibra óptica, reflectíndose cara a adiante e cara a atrás na parede, liberando máis electróns. Algúns fósforos de terras raras no extremo posterior converten os electróns de volta en fotóns, de xeito que a imaxe pódese ver cun ocular. Este proceso é similar ao dunha pantalla de televisión, ondeterras rarasO po fluorescente emite unha determinada imaxe en cor na pantalla. A industria estadounidense adoita usar pentóxido de niobio, pero para que os sistemas de visión nocturna teñan éxito, o elemento de terras raraslantanoé un compoñente crucial. Na Guerra do Golfo, as forzas multinacionais empregaron estas lentes de visión nocturna para observar os obxectivos do exército iraquí unha e outra vez, a cambio dunha pequena vitoria.

10. Conclusión

O desenvolvemento doterras rarasa industria promoveu eficazmente o progreso integral da tecnoloxía militar moderna e a mellora da tecnoloxía militar tamén impulsou o próspero desenvolvemento daterras rarasindustria. Creo que co rápido avance da ciencia e a tecnoloxía mundiais,terras rarasos produtos desempeñarán un papel máis importante no desenvolvemento da tecnoloxía militar moderna coas súas funcións especiais e traerán enormes beneficios económicos e sociais excepcionais para oterras raraspropia industria.