La aplicación de materiales de tierras raras en la tecnología militar moderna

Tierras raras,Conocido como el "tesoro" de los nuevos materiales, como un material funcional especial, puede mejorar en gran medida la calidad y el rendimiento de otros productos, y se conocen como las "vitaminas" de la industria moderna. They are not only widely used in traditional industries such as metallurgy, petrochemicals, glass ceramics, wool spinning, leather, and agriculture, but also play an indispensable role in materials such as fluorescence, magnetism, laser, fiber optic communication, hydrogen storage energy, superconductivity, etc, It directly affects the speed and level of development of emerging high-tech industries such as optical instruments, electronics, Industria aeroespacial y nuclear. Estas tecnologías se han aplicado con éxito en tecnología militar, promoviendo en gran medida el desarrollo de la tecnología militar moderna.

El papel especial desempeñado portierra raraLos nuevos materiales en la tecnología militar moderna han atraído la alta atención de los gobiernos y expertos de varios países, como estar enumerados como un elemento clave en el desarrollo de industrias de alta tecnología y tecnología militar por parte de los departamentos relevantes de países como Estados Unidos y Japón.

Una breve introducción aTierra raraS y su relación con la defensa militar y nacional
Hablando estrictamente, todos los elementos de tierras raras tienen ciertas aplicaciones militares, pero el papel más crítico que desempeñan en la defensa nacional y los campos militares deberían ser en aplicaciones como el rango láser, la guía láser y la comunicación con láser.

La aplicación detierra raraacero ytierra rarahierro dúctil en tecnología militar moderna

1.1 Aplicación deTierra raraAcero en tecnología militar moderna

La función incluye dos aspectos: purificación y aleación, principalmente desulfuración, desoxidación y eliminación de gases, eliminando la influencia de las bajas impurezas dañinas del punto de fusión, refinando el grano y la estructura, afectando el punto de transición de fase del acero y mejorando su enduribilidad y propiedades mecánicas. El personal militar de la ciencia y la tecnología ha desarrollado muchos materiales de tierras raras adecuadas para su uso en armas utilizando las propiedades detierra rara.

1.1.1 Armadura de acero

Ya a principios de la década de 1960, la industria de las armas de China comenzó a investigar la aplicación de tierras raras en el acero de la armadura y el acero de armas, y se produce sucesivamentetierra raraEl acero de la armadura, como 601, 603 y 623, que comienzan en una nueva era de materias primas clave para la producción de tanques en China en función de la producción nacional.

1.1.2Tierra raraacero carbono

A mediados de la década de 1960, China agregó 0.05%tierra raraelementos a un cierto acero al carbono de alta calidad para producirtierra raraacero carbono. El valor de impacto lateral de este acero de tierras raras aumenta en un 70% a 100% en comparación con el acero de carbono original, y el valor de impacto a -40 ℃ casi se duplica. El estuche de cartucho de gran diámetro hecho de este acero se ha probado a través de pruebas de tiro en el campo de tiro para cumplir completamente los requisitos técnicos. Actualmente, China finalizó y lo ha puesto en producción, realizando el deseo de China de reemplazar el cobre con acero en material de cartucho.

1.1.3 Tierra rara de acero de acero fundamental y acero fundamental de tierras raras

Tierra raraEl acero de alto manganeso se usa para fabricar placas de vía del tanque, mientras quetierra raraEl acero fundido se utiliza para fabricar alas de cola, frenos de hocico y componentes estructurales de artillería para cáscaras de perforación de cáscara de alta velocidad. Esto puede reducir los pasos de procesamiento, mejorar la utilización del acero y lograr indicadores tácticos y técnicos.

1.2 Aplicación de hierro fundido nodular de tierras raras en tecnología militar moderna

En el pasado, los materiales de proyectiles de cámara delantero de China estaban hechos de hierro fundido semirrigido hecho de hierro de cerdo de alta calidad mezclado con acero de chatarra 30% a 40%. Debido a su baja fuerza, alta fragilidad, fragmentación efectiva baja y no aguda después de la explosión y el poder de asesinato débil, el desarrollo de los cuerpos de proyectiles de cámara delantero alguna vez estuvo restringido. Desde 1963, se han fabricado varios calibres de conchas de mortero utilizando hierro dúctil de tierras raras, lo que ha aumentado sus propiedades mecánicas en 1-2 veces, multiplicado el número de fragmentos efectivos y afilado los bordes de los fragmentos, mejorando en gran medida su poder de asesinato. El caparazón de combate de un cierto tipo de concha de cañón y concha de campo hecha de este material en nuestro país tiene un número ligeramente mejor efectivo de fragmentación y radio de asesinato denso que el caparazón de acero.

La aplicación de no ferrosoaleación de tierras rarasS como el magnesio y el aluminio en la tecnología militar moderna

Tierras rarastienen alta actividad química y radios atómicos grandes. Cuando se agregan a metales no ferrosos y sus aleaciones, pueden refinar el tamaño del grano, prevenir la segregación, eliminar el gas, las impurezas y purificar, y mejorar la estructura metalográfica, logrando así objetivos integrales, como mejorar las propiedades mecánicas, las propiedades físicas y el rendimiento del procesamiento. Los trabajadores materiales domésticos y extranjeros han utilizado las propiedades detierras raraspara desarrollar nuevotierra raraAleaciones de magnesio, aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio y aleaciones de alta temperatura. Estos productos se han utilizado ampliamente en tecnologías militares modernas, como aviones de combate, aviones de asalto, helicópteros, vehículos aéreos no tripulados y satélites de misiles.

2.1Tierra raraaleación de magnesio

Tierra raraLas aleaciones de magnesio tienen una alta resistencia específica, pueden reducir el peso de la aeronave, mejorar el rendimiento táctico y tener amplias perspectivas de aplicación. Eltierra raraLas aleaciones de magnesio desarrolladas por China Aviation Industry Corporation (en adelante, denominadas Avic) incluyen alrededor de 10 grados de aleaciones de magnesio fundido y aleaciones de magnesio deformadas, muchos de los cuales se han utilizado en producción y tienen una calidad estable. Por ejemplo, la aleación de magnesio fundido ZM 6 con neodimio metálico de tierras raras como aditivo principal se ha ampliado para usarse en partes importantes, como las trastornos de reducción trasera del helicóptero, las costillas de los ala de combate y las placas de presión de plomo del rotor para generadores de 30 kW. La aleación de magnesio de alta resistencia de tierras raras BM25 desarrollada conjuntamente por China Aviation Corporation y Metals Corporation no ferroso ha reemplazado algunas aleaciones de aluminio de resistencia media y se ha aplicado en aviones de impacto.

2.2Tierra raraaleación de titanio

A principios de la década de 1970, el Instituto de Materiales aeronáuticos de Beijing (denominado Instituto) reemplazó un poco de aluminio y silicio conmetal de tierras raras cerio (Ce) en aleaciones de titanio Ti-A1-Mo, limitando la precipitación de fases frágiles y mejorando la resistencia al calor y la estabilidad térmica de la aleación. Sobre esta base, se desarrolló una aleación de titanio de alta temperatura de alta temperatura ZT3 que contiene cerio. En comparación con aleaciones internacionales similares, tiene ciertas ventajas en la resistencia al calor, la resistencia y el rendimiento del proceso. La carcasa del compresor fabricada con él se usa para el motor W PI3 II, reduciendo el peso de cada aeronave en 39 kg y aumenta la relación de empuje a peso en un 1,5%. Además, los pasos de procesamiento se reducen en aproximadamente un 30%, logrando importantes beneficios técnicos y económicos, llenando la brecha del uso de carcasas de titanio fundido para motores de aviación en China en condiciones de 500 ℃. La investigación ha demostrado que hay pequeñosóxido de ceriopartículas en la microestructura de la aleación de ZT3 que contienecerio.Ceriocombina una porción de oxígeno en la aleación para formar una dureza refractaria y altaóxido de tierra raraMaterial, CE2O3. Estas partículas obstaculizan el movimiento de dislocaciones durante la deformación de la aleación, mejorando el rendimiento de alta temperatura de la aleación.Ceriocaptura algunas impurezas de gas (especialmente en los límites de grano), lo que puede fortalecer la aleación mientras mantiene una buena estabilidad térmica. Este es el primer intento de aplicar la teoría del difícil fortalecimiento del punto de soluto en la lanza de aleaciones de titanio. Además, después de años de investigación, el Instituto de Materiales de Aviación ha desarrollado estable y económicoóxido de ytrioMateriales de arena y polvo en el proceso de fundición de precisión de la solución de aleación de titanio, utilizando tecnología especial de tratamiento de mineralización. Ha logrado buenos niveles en gravedad, dureza y estabilidad específicas al líquido de titanio. En términos de ajustar y controlar el rendimiento de la suspensión de la carcasa, ha mostrado una mayor superioridad. La destacada ventaja de usar la carcasa de óxido de itrio para fabricar fundiciones de titanio es que, en condiciones donde el nivel de calidad y proceso de las piezas de fundición es comparable al del proceso de la capa superficial de tungsteno, es posible fabricar fundiciones de aleación de titanio que son más delgadas que las del proceso de la capa superficial de tungsteno. En la actualidad, este proceso se ha utilizado ampliamente en la fabricación de varios aviones, motores y moldes civiles.

2.3Tierra raraaleación de aluminio

La aleación de aluminio fundido resistente al calor de HZL206 que contiene tierras raras desarrolladas por AVIC tiene propiedades mecánicas superiores de alta temperatura y temperatura ambiente en comparación con las aleaciones que contienen níquel en el extranjero, y ha alcanzado el nivel avanzado de aleaciones similares en el extranjero. Ahora se usa como una válvula resistente a la presión para helicópteros y aviones de combate con una temperatura de trabajo de 300 ℃, reemplazando las aleaciones de acero y titanio. Reducción de peso estructural y se ha puesto en producción en masa. La resistencia a la tracción detierra raraLa aleación hipereutéctica de silicio de aluminio ZL117 a 200-300 ℃ es más alta que la de las aleaciones de pistón de Alemania Occidental KS280 y KS282. Su resistencia al desgaste es 4-5 veces mayor que la de las aleaciones de pistón de uso común ZL108, con un pequeño coeficiente de expansión lineal y buena estabilidad dimensional. Se ha utilizado en accesorios de aviación KY-5, compresores de aire KY-7 y pistones de motor de modelos de aviación. La adición detierra raraLos elementos para las aleaciones de aluminio mejoran significativamente la microestructura y las propiedades mecánicas. El mecanismo de acción de los elementos de tierras raras en las aleaciones de aluminio es formar una distribución dispersa, y los pequeños compuestos de aluminio juegan un papel importante en el fortalecimiento de la segunda fase; La adición detierra raraLos elementos juegan un papel en la desgasificación y la purificación, reduciendo así el número de poros en la aleación y mejorando su rendimiento;Tierra raraLos compuestos de aluminio, como núcleos de cristal heterogéneos para refinar granos y fases eutécticas, también son un tipo de modificador; Los elementos de tierras raras promueven la formación y el refinamiento de las fases ricas en hierro, reduciendo sus efectos nocivos. α: la cantidad sólida de la solución de hierro en A1 disminuye con el aumento detierra raraAdemás, que también es beneficioso para mejorar la resistencia y la plasticidad.

La aplicación detierra raraMateriales de combustión en tecnología militar moderna

3.1 purometales de tierras raras

Purometales de tierras raras, debido a sus propiedades químicas activas, son propensos a reaccionar con oxígeno, azufre y nitrógeno para formar compuestos estables. Cuando se someten a una intensa fricción e impacto, las chispas pueden encender materiales inflamables. Por lo tanto, ya en 1908, se convirtió en Flint. Se ha encontrado que entre los 17tierra raraelementos, seis elementos que incluyencerio, lantano, neodimio, praseodimio, samario, yitrioTener un rendimiento de incendio provocado particularmente. La gente ha convertido las propiedades de incendios de Rson metales de la tierraen varios tipos de armas incendiarias, como la marca de los EE. UU. 82 227 kg de misil, que usametal de tierras rarasEl revestimiento, que no solo produce efectos de matar explosivos, sino también efectos de incendio provocado. La ojiva americana de cohete "amortiguador" está equipado con 108 varillas de metal de tierras raras como revestimientos, reemplazando algunos fragmentos prefabricados. Las pruebas de explosión estática han demostrado que su capacidad para encender el combustible de aviación es 44% más alta que la de las no frases.

3.2 mixtometal de tierras rarass

Debido al alto precio de purometales de tierras raras,Varios países utilizan ampliamente compuesto económicometal de tierras rarass en armas de combustión. El compuestometal de tierras rarasEl agente de combustión se carga en la cubierta metálica a alta presión, con una densidad de agente de combustión de (1.9 ~ 2.1) × 103 kg/m3, velocidad de combustión 1.3-1.5 m/s, diámetro de la llama de aproximadamente 500 mm, temperatura de la llama de hasta 1715-2000 ℃. Después de la combustión, la duración del calentamiento del cuerpo incandescente es de más de 5 minutos. Durante la Guerra de Vietnam, el ejército de los Estados Unidos lanzó una granada incendiaria de 40 mm usando un lanzador, y el forro de encendido en el interior estaba hecho de un metal de tierras raras mixtas. Después de que explota el proyectil, cada fragmento con un revestimiento encendido puede encender el objetivo. En ese momento, la producción mensual de la bomba alcanzó 200000 rondas, con un máximo de 260000 rondas.

3.3Tierra raraaleaciones de combustión

Atierra raraLa aleación de combustión que pesa 100 g puede formar 200-3000 chispas con un área de cobertura grande, que es equivalente al radio de asesinato de la perforación de armadura y las cáscaras de perforación de armadura. Por lo tanto, el desarrollo de municiones multifuncionales con poder de combustión se ha convertido en una de las principales direcciones del desarrollo de municiones en el hogar y en el extranjero. Para las cáscaras de perforación de armadura y perforación de armadura, su rendimiento táctico requiere que después de penetrar la armadura enemiga del tanque, también pueden encender su combustible y municiones para destruir completamente el tanque. Para las granadas, se requiere encender suministros militares e instalaciones estratégicas dentro de su rango de asesinato. Se informa que una bomba incendiaria de metal de tierras raras de plástico hecha en los Estados Unidos tiene un cuerpo hecho de nylon reforzado con fibra de vidrio y un núcleo de aleación de tierras raras mixtas, que se utiliza para tener mejores efectos contra los objetivos que contienen combustible de aviación y materiales similares.

Aplicación de 4Tierra raraMateriales en protección militar y tecnología nuclear

4.1 Aplicación en tecnología de protección militar

Los elementos de tierras raras tienen propiedades resistentes a la radiación. El Centro Nacional de Secciones transversales de neutrones en los Estados Unidos utilizó materiales de polímero como sustrato e hizo dos tipos de placas con un grosor de 10 mm con o sin la adición de elementos de tierras raras para pruebas de protección de radiación. Los resultados muestran que el efecto de blindaje de neutrones térmicos detierra raraLos materiales de polímero son 5-6 veces mejores que el detierra raraMateriales de polímero libre. Los materiales de tierras raras con elementos adicionales comosamario, Europio, gadolinio, disposio, etc. tienen la sección transversal de absorción de neutrones más alta y tienen un buen efecto en la captura de neutrones. En la actualidad, las principales aplicaciones de los materiales antiadiantes de tierras raras en tecnología militar incluyen los siguientes aspectos.

4.1.1 blindaje de radiación nuclear

Estados Unidos usa 1% de boro y 5% de elementos de tierras rarasgadolinio, samario, ylantanoPara hacer un concreto resistente a la radiación de 600 m de espesor para proteger las fuentes de neutrones de fisión en los reactores de la piscina. Francia ha desarrollado un material de protección de radiación de tierras raras agregando boruros,tierra raracompuestos, oaleaciones de tierras rarasal grafito como sustrato. Se requiere que el relleno de este material de blindaje compuesto se distribuya uniformemente y se convierta en piezas prefabricadas, que se colocan alrededor del canal del reactor de acuerdo con los diferentes requisitos de las piezas de blindaje.

4.1.2 Broteo de radiación térmica del tanque

Consiste en cuatro capas de chapa, con un grosor total de 5-20 cm. La primera capa está hecha de plástico reforzado con fibra de vidrio, con polvo inorgánico agregado con 2%tierra raracompuestos como rellenos para bloquear neutrones rápidos y absorber neutrones lentos; La segunda y tercera capas agregan grafito de boro, poliestireno y elementos de tierras raras que representan el 10% de la cantidad de relleno total a la primera para bloquear neutrones de energía intermedios y absorber neutrones térmicos; La cuarta capa usa grafito en lugar de fibra de vidrio, y agrega un 25%tierra raraCompuestos para absorber neutrones térmicos.

4.1.3 otros

Aplicandotierra raraLos recubrimientos antiadremados a los tanques, barcos, refugios y otros equipos militares pueden tener un efecto antiadremirial.

4.2 Aplicación en tecnología nuclear

Tierra raraóxido de ytrioSe puede usar como un absorbedor combustible para el combustible de uranio en los reactores de agua hirviendo (BWR). Entre todos los elementos,gadoliniotiene la capacidad más fuerte para absorber neutrones, con aproximadamente 4600 objetivos por átomo. Cada uno naturalgadolinioEl átomo absorbe un promedio de 4 neutrones antes de la falla. Cuando se mezcla con uranio fisionable,gadoliniopuede promover la combustión, reducir el consumo de uranio y aumentar la producción de energía.Óxido de gadolinioNo produce subproducto dañino deuterio como el carburo de boro, y puede ser compatible con el combustible de uranio y su material de recubrimiento durante las reacciones nucleares. La ventaja de usargadolinioen lugar de Boron es quegadolinioSe puede mezclar directamente con uranio para evitar la expansión de la barra de combustible nuclear. Según las estadísticas, actualmente hay 149 reactores nucleares planificados en todo el mundo, de los cuales 115 reactores de agua presurizados usan tierras rarasóxido de gadolinio. Tierra rarasamario, Europio, ydisposiose han utilizado como absorbedores de neutrones en criadores de neutrones.Tierra rara itriotiene una pequeña sección transversal de captura en neutrones y puede usarse como material de tubería para reactores de sal fundida. Láminas delgadas con agregadotierra rara gadolinioydisposiose puede utilizar como detectores de campo de neutrones en ingeniería aeroespacial y de la industria nuclear, pequeñas cantidades detierra raratulioyerbiose puede usar como materiales objetivo para generadores de neutrones de tubo sellado, yóxido de tierra raraLa cerámica de metal de hierro Europium se puede usar para hacer una mejor manera de las placas de soporte de reactores.Tierra raragadolinioTambién se puede usar como aditivo de recubrimiento para evitar la radiación de neutrones y vehículos blindados recubiertos con recubrimientos especiales que contienenóxido de gadoliniopuede prevenir la radiación de neutrones.Tierra rara iterbiose utiliza en equipos para medir la geostress causada por explosiones nucleares subterráneas. CuandoOreT raroHiterbioestá sujeto a la fuerza, la resistencia aumenta y el cambio en la resistencia se puede usar para calcular la presión a la que está sometida. Enlacetierra rara gadolinioLa lámina depositada por deposición de vapor y recubrimiento escalonado con un elemento sensible al estrés se puede usar para medir el alto estrés nuclear.

5, Aplicación deTierra raraMateriales magnéticos permanentes en tecnología militar moderna

Eltierra raraEl material de imán permanente, aclamado como la nueva generación de reyes magnéticos, se conoce actualmente como el material magnet permanente de mayor rendimiento integral. Tiene propiedades magnéticas más de 100 veces más altas que el acero magnético utilizado en equipos militares en la década de 1970. En la actualidad, se ha convertido en un material importante en la comunicación moderna de tecnología electrónica, utilizada en tubos y circuladores de ondas de viaje en satélites de tierra artificial, radares y otros campos. Por lo tanto, tiene un significado militar significativo.

SamarioLos imanes de cobalto y los imanes de boro de hierro neodimio se utilizan para el enfoque del haz de electrones en los sistemas de orientación de misiles. Los imanes son los principales dispositivos de enfoque para vigas de electrones y transmiten datos a la superficie de control del misil. Hay aproximadamente 5-10 libras (2.27-4.54 kg) de imanes en cada dispositivo de guía de enfoque del misil. Además,tierra raraLos imanes también se usan para conducir motores eléctricos y girar el timón de los misiles guiados. Sus ventajas se encuentran en sus propiedades magnéticas más fuertes y su peso más ligero en comparación con los imanes de cobalto de níquel de aluminio originales.

6. Aplicación deTierra raraMateriales láser en tecnología militar moderna

Laser es un nuevo tipo de fuente de luz que tiene una buena monocromaticidad, direccionalidad y coherencia, y puede lograr un alto brillo. Láser ytierra raraLos materiales láser nacieron simultáneamente. Hasta ahora, aproximadamente el 90% de los materiales láser implicantierras raras. Por ejemplo,itrioEl cristal de granate de aluminio es un láser ampliamente utilizado que puede lograr una salida continua de alta potencia a temperatura ambiente. La aplicación de láseres de estado sólido en el ejército moderno incluye los siguientes aspectos.

6.1 láser a distancia

ElneodimiodopadoitrioEl telémetro láser de granate de aluminio desarrollado por países como Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Alemania puede medir distancias de hasta 4000 a 20000 metros con una precisión de 5 metros. Los sistemas de armas como el MI estadounidense, el Leopard de Alemania II, el Leclerc de Francia, el Tipo 90 de Japón, la Meca de Israel y el último tanque British desarrollado Challenger 2 usan este tipo de telémetro láser. En la actualidad, algunos países están desarrollando una nueva generación de marcadores láser sólidos para la seguridad del ojo humano, con un rango de longitud de onda de trabajo de 1.5-2.1 μ M. Los marcadores láser portátiles se han desarrollado utilizandoholmiodopadoitrioLáseres de fluoruro de litio en los Estados Unidos y el Reino Unido, con una longitud de onda de funcionamiento de 2.06 μ m, que oscilan hasta 3000 m. Estados Unidos también ha colaborado con compañías láser internacionales para desarrollar unitrioláser de fluoruro de litio con una longitud de onda de 1,73 μm del telémetro láser y muy equipado con tropas. La longitud de onda láser del telémetro militar de China es de 1.06 μm, que varía de 200 a 7000 m. China obtiene datos importantes de los teodolitos de televisión láser en las mediciones de rango objetivo durante el lanzamiento de cohetes, misiles y satélites de comunicación experimentales de largo alcance.

6.2 Guía de láser

Las bombas guiadas con láser usan láseres para la guía terminal. El láser ND · YAG, que emite docenas de pulsos por segundo, se usa para irradiar el láser objetivo. Los pulsos están codificados y los pulsos de luz pueden auto guiar la respuesta de misiles, evitando así la interferencia del lanzamiento de misiles y los obstáculos establecidos por el enemigo. La bomba de planeador Militar GBV-15 de EE. UU., También conocida como la "bomba dexerous". Del mismo modo, también se puede usar para fabricar conchas guiadas con láser.

6.3 Comunicación con láser

Además de nd · yag, la salida láser de litioneodimioEl cristal de fosfato (LNP) es polarizado y fácil de modular, lo que lo convierte en uno de los materiales micro láser más prometedores. Es adecuado como fuente de luz para la comunicación de fibra óptica y se espera que se aplique en óptica integrada y comunicación cósmica. Además,itrioEl cristal único de granate de hierro (Y3FE5O12) se puede utilizar como varios dispositivos de onda de superficie magnetostática utilizando tecnología de integración de microondas, lo que hace que los dispositivos sean integrados y miniaturizados, y con aplicaciones especiales en control remoto de radar, telemetría, navegación y contramedidas electrónicas.

7.La aplicación deTierra raraMateriales superconductores en tecnología militar moderna

Cuando un cierto material experimenta resistencia cero por debajo de una cierta temperatura, se conoce como superconductividad, que es la temperatura crítica (TC). Los superconductores son un tipo de material antimagnético que repele cualquier intento de aplicar un campo magnético por debajo de la temperatura crítica, conocido como el efecto Meisner. Agregar elementos de tierras raras a los materiales superconductores puede aumentar en gran medida la temperatura crítica TC. Esto promueve en gran medida el desarrollo y la aplicación de materiales superconductores. En la década de 1980, países desarrollados como los Estados Unidos y Japón agregaron una cierta cantidad deóxido de tierra raras comolantano, itrio,Europio, yerbioa óxido de bario yóxido de cobreCompuestos, que fueron mezclados, presionados y sinterizados para formar materiales cerámicos superconductores, lo que hace que la aplicación generalizada de la tecnología superconductora, especialmente en aplicaciones militares, sea más extensa.

7.1 Circuitos integrados superconductores

En los últimos años, la investigación sobre la aplicación de tecnología superconductora en computadoras electrónicas se ha llevado a cabo en el extranjero, y se han desarrollado circuitos integrados superconductores utilizando materiales cerámicos superconductores. Si este tipo de circuito integrado se utiliza para fabricar computadoras superconductoras, no solo será de tamaño pequeño, de peso de luz y, conveniente de usar, sino que también tendrá una velocidad de computación de 10 a 100 veces más rápido que las computadoras semiconductoras, con operaciones de puntos flotantes que alcanzan 300 a 1 billones de veces por segundo. Por lo tanto, el ejército estadounidense predice que una vez que se introduzcan las computadoras superconductoras, se convertirán en un "multiplicador" para la efectividad de combate del sistema C1 en el ejército.

7.2 Tecnología de exploración magnética superconductor

Los componentes sensibles magnéticos hechos de materiales cerámicos superconductores tienen un pequeño volumen, lo que hace que sea fácil lograr la integración y la matriz. Pueden formar sistemas de detección multicanal y multicanal, aumentando en gran medida la capacidad de información de la unidad y mejorando en gran medida la distancia de detección y la precisión del detector magnético. El uso de magnetómetros superconductores no solo puede detectar objetivos móviles como tanques, vehículos y submarinos, sino también medir su tamaño, lo que lleva a cambios significativos en tácticas y tecnologías como la guerra contra el tanque y la guerra anti -submarina.

Se informa que la Marina de los EE. UU. Ha decidido desarrollar un satélite de teledetección utilizando estetierra raraMaterial superconductor para demostrar y mejorar la tecnología tradicional de teledetección. Este satélite llamado Observatorio de imagen de la Tierra Naval se lanzó en 2000.

8. Aplicación deTierra raraMateriales magnetostrictivos gigantes en tecnología militar moderna

Tierra raraLos materiales magnetostrictivos gigantes son un nuevo tipo de material funcional recientemente desarrollado a fines de la década de 1980 en el extranjero. Principalmente referiéndose a compuestos de hierro de tierras raras. Este tipo de material tiene un valor magnetoestrictivo mucho más grande que el hierro, el níquel y otros materiales, y su coeficiente magnetoestrictivo es aproximadamente 102-103 veces mayor que el de los materiales magnetostrictivos generales, por lo que se llama materiales magnetostrictivos grandes o gigantes. Entre todos los materiales comerciales, los materiales magnetostrictivos gigantes de la tierra rara tienen el mayor valor de deformación y energía bajo acción física. Especialmente con el desarrollo exitoso de la aleación magnetoestrictiva de terfenol-D, se ha abierto una nueva era de materiales magnetostrictivos. Cuando el terfenol-D se coloca en un campo magnético, su variación de tamaño es mayor que la de los materiales magnéticos ordinarios, lo que permite lograr algunos movimientos mecánicos de precisión. En la actualidad, se usa ampliamente en varios campos, desde sistemas de combustible, control de válvulas líquidas, micro posicionamiento hasta actuadores mecánicos para telescopios espaciales y reguladores de alas de aviones. El desarrollo de la tecnología de material de terfenol-D ha hecho un avance en el progreso en la tecnología de conversión electromecánica. Y ha jugado un papel importante en el desarrollo de la tecnología de vanguardia, la tecnología militar y la modernización de las industrias tradicionales. La aplicación de materiales magnetostrictivos de tierras raras en los militares modernos incluye principalmente los siguientes aspectos:

8.1 sonar

La frecuencia de emisión general de la sonda está por encima de 2 kHz, pero el sonar de baja frecuencia por debajo de esta frecuencia tiene sus ventajas especiales: cuanto menor sea la frecuencia, menor es la atenuación, más lejos se propaga la onda de sonido y menos afectada el eco submarino. Los sonares hechos de material de terfenol-D pueden cumplir con los requisitos de alta potencia, pequeña volumen y baja frecuencia, por lo que se han desarrollado rápidamente.

8.2 Transductores mecánicos eléctricos

Se utiliza principalmente para pequeños dispositivos de acción controlada: actuadores. La precisión de control que alcanza el nivel de nanómetro, así como las bombas de servo, los sistemas de inyección de combustible, los frenos, etc. Utilizado para automóviles militares, aviones militares y naves espaciales, robots militares, etc.

8.3 Sensores y dispositivos electrónicos

Tales como magnetómetros de bolsillo, sensores para detectar desplazamiento, fuerza y ​​aceleración, y dispositivos de onda acústica de superficie sintonizable. Este último se usa para sensores de fase en minas, sonar y componentes de almacenamiento en computadoras.

9. Otros materiales

Otros materiales comotierra raramateriales luminiscentes,tierra raraMateriales de almacenamiento de hidrógeno, materiales magnetoresistivos gigantes de tierras raras,tierra raramateriales de refrigeración magnética ytierra raraTodos los materiales de almacenamiento magnetoóptico se han aplicado con éxito en los militares modernos, mejorando en gran medida la efectividad del combate de las armas modernas. Por ejemplo,tierra raraLos materiales luminiscentes se han aplicado con éxito a los dispositivos de visión nocturna. En los espejos de visión nocturna, los fósforos de tierras raras convierten los fotones (energía de la luz) en electrones, que se mejoran a través de millones de agujeros pequeños en el plano del microscopio de fibra óptica, reflejándose hacia atrás y hacia atrás desde la pared, liberando más electrones. Algunos fósforos de tierras raras en el extremo de la cola convierten los electrones en fotones, por lo que la imagen se puede ver con un ocular. Este proceso es similar al de una pantalla de televisión, dondetierra raraEl polvo fluorescente emite una cierta imagen de color en la pantalla. La industria estadounidense generalmente usa pentóxido de niobio, pero para que los sistemas de visión nocturna tengan éxito, el elemento de tierras raraslantanoes un componente crucial. En la Guerra del Golfo, las fuerzas multinacionales usaron estas gafas de visión nocturna para observar los objetivos del ejército iraquí una y otra vez, a cambio de una pequeña victoria.

10. Conclusión

El desarrollo deltierra raraLa industria ha promovido efectivamente el progreso integral de la tecnología militar moderna, y la mejora de la tecnología militar también ha impulsado el desarrollo próspero deltierra raraindustria. Creo que con el rápido avance de la ciencia y la tecnología mundial,tierra raraLos productos desempeñarán un papel más importante en el desarrollo de la tecnología militar moderna con sus funciones especiales, y traerán enormes beneficios económicos y sobresalientes altierra raraindustria misma.