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

Tierras raras,Conocidos como el "tesoro" de los nuevos materiales, como material funcional especial, pueden mejorar considerablemente la calidad y el rendimiento de otros productos, y son conocidos como las "vitaminas" de la industria moderna. No solo se utilizan ampliamente en industrias tradicionales como la metalurgia, la petroquímica, la vitrocerámica, la hilandería de lana, el cuero y la agricultura, sino que también desempeñan un papel indispensable en materiales como la fluorescencia, el magnetismo, el láser, la comunicación por fibra óptica, el almacenamiento de hidrógeno y la superconductividad. Esto influye directamente en la velocidad y el nivel de desarrollo de industrias emergentes de alta tecnología, como la de instrumentos ópticos, la electrónica, la industria aeroespacial y la nuclear. Estas tecnologías se han aplicado con éxito en la tecnología militar, impulsando significativamente el desarrollo de la tecnología militar moderna.

El papel especial que desempeñatierras rarasLos nuevos materiales en la tecnología militar moderna han atraído gran atención por parte de gobiernos y expertos de varios países, llegando a ser catalogados como un elemento clave en el desarrollo de industrias de alta tecnología y tecnología militar por departamentos relevantes de países como Estados Unidos y Japón.

Una breve introducción aTierras rarass y su relación con la defensa militar y nacional
Estrictamente hablando, todos los elementos de tierras raras tienen ciertas aplicaciones militares, pero el papel más crítico que desempeñan en los campos militares y de defensa nacional debería ser en aplicaciones como medición de distancias por láser, guiado por láser y comunicación por láser.

La aplicación detierras rarasacero ytierras rarasEl hierro dúctil en la tecnología militar moderna

1.1 Aplicación deTierras rarasEl acero en la tecnología militar moderna

La función incluye dos aspectos: purificación y aleación, principalmente desulfuración, desoxidación y eliminación de gases, eliminando la influencia de impurezas nocivas de bajo punto de fusión, refinando el grano y la estructura, modificando el punto de transición de fase del acero y mejorando su templabilidad y propiedades mecánicas. El personal de ciencia y tecnología militar ha desarrollado numerosos materiales de tierras raras aptos para su uso en armas aprovechando las propiedades de...tierras raras.

1.1.1 Acero de armadura

Ya a principios de la década de 1960, la industria armamentística de China comenzó a investigar la aplicación de tierras raras en acero para blindaje y acero para armas, y produjo sucesivamentetierras rarasacero blindado como 601, 603 y 623, marcando el comienzo de una nueva era de materias primas clave para la producción de tanques en China basada en la producción nacional.

1.1.2Tierras rarasacero carbono

A mediados de la década de 1960, China añadió un 0,05%tierras raraselementos a un determinado acero al carbono de alta calidad para producirtierras rarasAcero al carbono. El valor de impacto lateral de este acero de tierras raras se ha incrementado entre un 70 % y un 100 % en comparación con el acero al carbono original, y el valor de impacto a -40 °C prácticamente se ha duplicado. El casquillo de gran diámetro fabricado con este acero ha demostrado, mediante pruebas de tiro en el campo de tiro, que cumple plenamente con los requisitos técnicos. Actualmente, China lo ha finalizado y puesto en producción, cumpliendo así el anhelo chino de sustituir el cobre por acero en los materiales de los cartuchos.

1.1.3 Acero con alto contenido de manganeso de tierras raras y acero fundido de tierras raras

Tierras rarasEl acero con alto contenido de manganeso se utiliza para fabricar placas de orugas de tanques, mientras quetierras rarasEl acero fundido se utiliza para fabricar alas de cola, frenos de boca y componentes estructurales de artillería para proyectiles de alta velocidad que perforan proyectiles. Esto permite reducir los pasos de procesamiento, optimizar el aprovechamiento del acero y lograr indicadores tácticos y técnicos.

1.2 Aplicación de la fundición nodular de tierras raras en la tecnología militar moderna

Anteriormente, los materiales de los proyectiles de la recámara delantera de China se fabricaban con hierro fundido semirrígido de arrabio de alta calidad mezclado con entre un 30% y un 40% de chatarra de acero. Debido a su baja resistencia, alta fragilidad, baja y poco afilada fragmentación efectiva tras la explosión, y baja potencia destructiva, el desarrollo de cuerpos de proyectiles de recámara delantera estuvo restringido. Desde 1963, se han fabricado proyectiles de mortero de diversos calibres utilizando hierro dúctil de tierras raras, lo que ha incrementado sus propiedades mecánicas de 1 a 2 veces, multiplicado el número de fragmentos efectivos y afilado sus bordes, mejorando considerablemente su potencia destructiva. Los proyectiles de combate de ciertos tipos de proyectiles de cañón y de campaña fabricados con este material en nuestro país tienen una fragmentación efectiva y un radio destructivo ligeramente mejores que los proyectiles de acero.

La aplicación de metales no ferrososaleación de tierras rarascomo el magnesio y el aluminio en la tecnología militar moderna

Tierras rarasTienen alta actividad química y amplios radios atómicos. Al añadirse a metales no ferrosos y sus aleaciones, pueden refinar el tamaño del grano, prevenir la segregación, eliminar gases e impurezas, purificar y mejorar la estructura metalográfica, logrando así objetivos integrales como la mejora de las propiedades mecánicas y físicas, y el rendimiento del procesamiento. Los especialistas en materiales nacionales e internacionales han aprovechado las propiedades de...tierras raraspara desarrollar nuevostierras rarasAleaciones de magnesio, aluminio, titanio y 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.

2.1Tierras rarasaleación de magnesio

Tierras rarasLas aleaciones de magnesio tienen una alta resistencia específica, pueden reducir el peso de las aeronaves, mejorar el rendimiento táctico y tienen amplias perspectivas de aplicación.tierras rarasLas aleaciones de magnesio desarrolladas por la Corporación de la Industria de Aviación de China (en adelante, AVIC) incluyen alrededor de diez grados de aleaciones de magnesio fundido y deformado, muchas de las cuales se han utilizado en producción y presentan una calidad estable. Por ejemplo, la aleación de magnesio fundido ZM 6, con neodimio, un metal de tierras raras, como aditivo principal, se ha expandido para su uso en piezas importantes como carcasas de reducción traseras de helicópteros, costillas de alas de caza y placas de presión de plomo de rotor para generadores de 30 kW. La aleación de magnesio de alta resistencia BM25, también de tierras raras, desarrollada conjuntamente por la Corporación de Aviación de China y la Corporación de Metales No Ferrosos, ha reemplazado algunas aleaciones de aluminio de resistencia media y se ha aplicado en aeronaves de impacto.

2.2Tierras rarasaleación de titanio

A principios de la década de 1970, el Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing (en adelante, el Instituto) reemplazó parte del aluminio y el silicio pormetal de tierras raras cerio (Ce) en aleaciones de titanio Ti-A1-Mo, lo que limita la precipitación de fases frágiles y mejora la resistencia y estabilidad térmica de la aleación. Sobre esta base, se desarrolló ZT3, una aleación de titanio fundido de alto rendimiento y alta temperatura que contiene cerio. En comparación con aleaciones internacionales similares, presenta ciertas ventajas en cuanto a resistencia térmica, resistencia y rendimiento del proceso. La carcasa del compresor fabricada con ella se utiliza para el motor W PI3 II, lo que reduce el peso de cada aeronave en 39 kg y aumenta la relación empuje-peso en un 1,5 %. Además, los pasos de procesamiento se reducen aproximadamente en un 30 %, lo que genera importantes beneficios técnicos y económicos, cubriendo la necesidad de utilizar carcasas de titanio fundido para motores de aviación en China a 500 °C. Las investigaciones han demostrado que existen pequeñasóxido de ceriopartículas en la microestructura de la aleación ZT3 que contienencerio.CerioCombina una porción de oxígeno en la aleación para formar un material refractario y de alta dureza.óxido de tierras rarasMaterial, Ce₂O₃. Estas partículas impiden el movimiento de las dislocaciones durante la deformación de la aleación, mejorando así su rendimiento a altas temperaturas.CerioCaptura algunas impurezas gaseosas (especialmente en los límites de grano), lo que puede fortalecer la aleación manteniendo una buena estabilidad térmica. Este es el primer intento de aplicar la teoría del endurecimiento por puntos de soluto difíciles en la fundición de aleaciones de titanio. Además, tras años de investigación, el Instituto de Materiales de Aviación ha desarrollado un material estable y económico.óxido de itrioMateriales de arena y polvo en el proceso de fundición de precisión de aleación de titanio, mediante tecnología especial de tratamiento de mineralización. Se han alcanzado buenos niveles de gravedad específica, dureza y estabilidad frente al titanio líquido. En cuanto al ajuste y control del rendimiento de la lechada de la carcasa, ha demostrado una mayor superioridad. La principal ventaja del uso de la carcasa de óxido de itrio para la fabricación de piezas fundidas de titanio reside en que, en condiciones donde la calidad y el nivel de proceso de las piezas fundidas son comparables a los del proceso de capa superficial de tungsteno, es posible fabricar piezas fundidas de aleación de titanio más delgadas que las obtenidas con dicho proceso. Actualmente, este proceso se utiliza ampliamente en la fabricación de diversas piezas fundidas para aeronaves, motores y uso civil.

2.3Tierras rarasaleación de aluminio

La aleación de aluminio fundido resistente al calor HZL206, que contiene tierras raras, desarrollada por AVIC, posee propiedades mecánicas superiores a alta temperatura y temperatura ambiente en comparación con las aleaciones con níquel del mercado internacional, y ha alcanzado el nivel avanzado de aleaciones similares en el extranjero. Actualmente se utiliza como válvula resistente a la presión para helicópteros y aviones de combate con una temperatura de trabajo de 300 °C, reemplazando a las aleaciones de acero y titanio. Su peso estructural es reducido y se ha puesto en producción en masa. La resistencia a la tracción de...tierras rarasLa aleación hipereutéctica de aluminio y silicio ZL117 a 200-300 °C es superior a la de las aleaciones para pistones de Alemania Occidental KS280 y KS282. Su resistencia al desgaste es de 4 a 5 veces superior a la de las aleaciones para pistones ZL108 comúnmente utilizadas, con un bajo coeficiente de expansión lineal y buena estabilidad dimensional. Se ha utilizado en accesorios de aviación, compresores de aire KY-5 y KY-7, y pistones de motores de modelos de aviación. La adición de...tierras rarasLa adición de elementos a las aleaciones de aluminio mejora significativamente la microestructura y las propiedades mecánicas. El mecanismo de acción de las tierras raras en las aleaciones de aluminio consiste en formar una distribución dispersa, y los compuestos de aluminio de pequeño tamaño desempeñan un papel importante en el fortalecimiento de la segunda fase. La adición de...tierras rarasLos elementos juegan un papel en la desgasificación y purificación, reduciendo así el número de poros en la aleación y mejorando su rendimiento;Tierras rarasLos compuestos de aluminio, como núcleos cristalinos heterogéneos para refinar granos y fases eutécticas, también son un tipo de modificador; los elementos de tierras raras promueven la formación y refinamiento de fases ricas en hierro, reduciendo sus efectos nocivos. α— La cantidad de solución sólida de hierro en A1 disminuye con el aumento detierras rarasAdemás, también es beneficioso para mejorar la resistencia y la plasticidad.

La aplicación detierras rarasmateriales de combustión en la tecnología militar moderna

3.1 Purometales de tierras raras

Purometales de tierras rarasDebido a sus propiedades químicas activas, son propensos a reaccionar con oxígeno, azufre y nitrógeno para formar compuestos estables. Al someterse a una fricción e impacto intensos, las chispas pueden encender materiales inflamables. Por lo tanto, ya en 1908 se convirtió en sílex. Se ha descubierto que entre los 17...tierras raraselementos, seis elementos incluidoscerio, lantano, neodimio, praseodimio, samario, yitrioTienen un rendimiento particularmente bueno en casos de incendios provocados. La gente ha convertido las propiedades de incendios provocados de rson metales terrestresen varios tipos de armas incendiarias, como el misil estadounidense Mark 82 de 227 kg, que utilizametal de tierras rarasRevestimiento, que no solo produce efectos explosivos letales, sino también incendiarios. La ojiva del cohete aire-tierra estadounidense "Damping Man" está equipada con 108 varillas cuadradas de metales de tierras raras como revestimientos, que reemplazan algunos fragmentos prefabricados. Las pruebas de explosión estática han demostrado que su capacidad para encender combustible de aviación es un 44 % mayor que la de los cohetes sin revestimiento.

3.2 Mixtometal de tierras rarass

Debido al alto precio del purometales de tierras raras,En varios países se utilizan ampliamente materiales compuestos de bajo costo.metal de tierras rarass en armas de combustión. El compuestometal de tierras rarasEl agente de combustión se carga en la carcasa metálica a alta presión, con una densidad de agente de combustión de (1,9~2,1) × 103 kg/m3, una velocidad de combustión de 1,3-1,5 m/s, un diámetro de llama de unos 500 mm y una temperatura de llama de hasta 1715-2000 ℃. Tras la combustión, el calentamiento del cuerpo incandescente dura más de 5 minutos. Durante la guerra de Vietnam, el ejército estadounidense lanzó una granada incendiaria de 40 mm con un lanzacohetes, cuyo revestimiento interior estaba hecho de una mezcla de tierras raras. Tras la explosión del proyectil, cada fragmento con revestimiento de ignición puede incendiar el objetivo. En aquel momento, la producción mensual de la bomba alcanzó las 200.000 balas, con un máximo de 260.000 balas.

3.3Tierras rarasaleaciones de combustión

Atierras rarasUna aleación de combustión de 100 g puede generar de 200 a 3000 chispas con una amplia área de cobertura, equivalente al radio de destrucción de los proyectiles perforantes y de blindaje. Por lo tanto, el desarrollo de munición multifuncional con potencia de combustión se ha convertido en una de las principales direcciones del desarrollo de municiones, tanto a nivel nacional como internacional. En el caso de los proyectiles perforantes y de blindaje, su rendimiento táctico exige que, tras penetrar el blindaje de un tanque enemigo, también puedan encender su combustible y munición para destruirlo por completo. En el caso de las granadas, se requiere quemar suministros militares e instalaciones estratégicas dentro de su radio de destrucción. Se ha informado de que una bomba incendiaria de tierras raras de plástico, fabricada en Estados Unidos, tiene un cuerpo de nailon reforzado con fibra de vidrio y un núcleo de aleación mixta de tierras raras, que se utiliza para obtener mejores efectos contra objetivos que contienen combustible de aviación y materiales similares.

Aplicación de 4Tierras rarasMateriales en Protección Militar y Tecnología Nuclear

4.1 Aplicación en la tecnología de protección militar

Los elementos de tierras raras poseen propiedades de resistencia a la radiación. El Centro Nacional de Secciones Transversales de Neutrones de Estados Unidos utilizó materiales poliméricos como sustrato y fabricó dos tipos de placas de 10 mm de espesor, con o sin la adición de elementos de tierras raras, para realizar pruebas de protección radiológica. Los resultados muestran que el efecto de blindaje contra neutrones térmicos de...tierras rarasLos materiales poliméricos son de 5 a 6 veces mejores que los detierras rarasMateriales poliméricos libres. Los materiales de tierras raras con elementos añadidos comosamario, europio, gadolinio, disprosio, etc., presentan la mayor sección eficaz de absorción de neutrones y un buen efecto en la captura de neutrones. Actualmente, las principales aplicaciones de los materiales antirradiación de tierras raras en la tecnología militar incluyen los siguientes aspectos.

4.1.1 Blindaje contra la radiación nuclear

Estados Unidos utiliza un 1% de boro y un 5% de elementos de tierras raras.gadolinio, samario, ylantanoPara fabricar un hormigón resistente a la radiación de 600 m de espesor para proteger las fuentes de neutrones de fisión en reactores de piscinas, Francia ha desarrollado un material de protección radiológica de tierras raras mediante la adición de boruros.tierras rarascompuestos, oaleaciones de tierras rarasEl grafito como sustrato. El relleno de este material de blindaje compuesto debe distribuirse uniformemente y fabricarse en piezas prefabricadas, que se colocan alrededor del canal del reactor según los diferentes requisitos de las piezas de blindaje.

4.1.2 Blindaje de radiación térmica del tanque

Consta de cuatro capas de chapa, con un espesor total de 5 a 20 cm. La primera capa es de plástico reforzado con fibra de vidrio, con un 2% de polvo inorgánico añadido.tierras rarascompuestos como rellenos para bloquear neutrones rápidos y absorber neutrones lentos; La segunda y tercera capa agregan grafito de boro, poliestireno y elementos de tierras raras que representan el 10% de la cantidad total de relleno a la primera para bloquear neutrones de energía intermedia y absorber neutrones térmicos; La cuarta capa usa grafito en lugar de fibra de vidrio y agrega un 25%tierras rarascompuestos para absorber neutrones térmicos.

4.1.3 Otros

Aplicandotierras rarasLos recubrimientos antirradiación para tanques, barcos, refugios y otros equipos militares pueden tener un efecto antirradiación.

4.2 Aplicación en tecnología nuclear

Tierras rarasóxido de itrioPuede utilizarse como absorbedor de combustible para el uranio en reactores de agua en ebullición (BWR). Entre todos los elementos,gadoliniotiene la mayor capacidad de absorber neutrones, con aproximadamente 4600 blancos por átomo. Cada átomo naturalgadolinioUn átomo absorbe un promedio de 4 neutrones antes de fallar. Al mezclarse con uranio fisionable,gadolinioPuede promover la combustión, reducir el consumo de uranio y aumentar la producción de energía.óxido de gadolinioNo produce deuterio como subproducto dañino, como el carburo de boro, y es compatible tanto con el combustible de uranio como con su material de recubrimiento durante las reacciones nucleares. La ventaja de usar...gadolinioEn lugar de boro es esogadolinioPuede mezclarse directamente con uranio para evitar la expansión de las barras de combustible nuclear. Según las estadísticas, actualmente hay 149 reactores nucleares planificados en todo el mundo, de los cuales 115 reactores de agua a presión utilizan tierras raras.óxido de gadolinio. Tierras rarassamario, europio, ydisprosioSe han utilizado como absorbentes de neutrones en reproductores de neutrones.Tierras raras itrioTiene una pequeña sección transversal de captura de neutrones y puede utilizarse como material para tuberías de reactores de sales fundidas. Láminas delgadas con...tierras raras gadolinioydisprosioSe pueden utilizar como detectores de campo de neutrones en la ingeniería de la industria aeroespacial y nuclear, pequeñas cantidades detierras rarastulioyerbiopueden usarse como materiales objetivo para generadores de neutrones de tubo sellado, yóxido de tierras rarasLa cerámica metálica de hierro y europio se puede utilizar para fabricar placas de soporte de control de reactores mejoradas.Tierras rarasgadolinioTambién se puede utilizar como aditivo de recubrimiento para evitar la radiación de neutrones y recubrir vehículos blindados con recubrimientos especiales que contienenóxido de gadolinioPuede prevenir la radiación de neutrones.Tierras raras iterbioSe utiliza en equipos para medir el geoesfuerzo causado por explosiones nucleares subterráneas. Cuandotierras rarashiterbiose somete a una fuerza, la resistencia aumenta y el cambio en la resistencia se puede utilizar para calcular la presión a la que está sometido. Vinculacióntierras raras gadolinioLa lámina depositada por deposición de vapor y recubrimiento escalonado con un elemento sensible a la tensión se puede utilizar para medir la tensión nuclear alta.

5. Aplicación deTierras rarasMateriales magnéticos permanentes en la tecnología militar moderna

Eltierras rarasEl material de imán permanente, aclamado como la nueva generación de los reyes del magnetismo, es actualmente reconocido como el material de imán permanente de mayor rendimiento integral. Posee propiedades magnéticas más de 100 veces superiores a las del acero magnético utilizado en equipos militares en la década de 1970. Actualmente, se ha convertido en un material importante en la tecnología de comunicaciones electrónicas modernas, utilizándose en tubos de ondas viajeras y circuladores en satélites terrestres artificiales, radares y otros campos. Por lo tanto, tiene una gran importancia militar.

SamarioLos imanes de cobalto y los imanes de neodimio-hierro-boro se utilizan para enfocar el haz de electrones en los sistemas de guiado de misiles. Los imanes son los principales dispositivos de enfoque de los haces de electrones y transmiten datos a la superficie de control del misil. Cada dispositivo de enfoque del misil contiene aproximadamente entre 2,27 y 4,54 kg (5 y 10 libras) de imanes. Además,tierras rarasLos imanes también se utilizan para accionar motores eléctricos y girar el timón de misiles guiados. Sus ventajas residen en sus propiedades magnéticas más potentes y su menor peso en comparación con los imanes originales de aluminio, níquel y cobalto.

6 .Aplicación deTierras rarasMateriales láser en la tecnología militar moderna

El láser es un nuevo tipo de fuente de luz que tiene buena monocromaticidad, direccionalidad y coherencia, y puede alcanzar un alto brillo. Láser ytierras rarasLos 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 alcanzar una salida continua de alta potencia a temperatura ambiente. La aplicación de los láseres de estado sólido en el ámbito militar moderno incluye los siguientes aspectos.

6.1 Medición de distancias por láser

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 20 000 metros con una precisión de 5 metros. Sistemas de armas como el MI estadounidense, el Leopard II alemán, el Leclerc francés, el Type 90 japonés, el Mecca israelí y el último tanque Challenger 2 desarrollado por Gran Bretaña utilizan este tipo de telémetro láser. Actualmente, algunos países están desarrollando una nueva generación de telémetros láser sólidos para la seguridad ocular humana, con un rango de longitud de onda de trabajo de 1,5 a 2,1 μM. Se han desarrollado telémetros láser portátiles utilizando...holmiodopadoitrioLáseres de fluoruro de litio en Estados Unidos y el Reino Unido, con una longitud de onda de trabajo de 2,06 μM y un alcance de hasta 3000 m. Estados Unidos también ha colaborado con empresas internacionales de láser para desarrollar un láser dopado con erbio.itrioEl telémetro láser de fluoruro de litio, con una longitud de onda de 1,73 μM, está ampliamente equipado con tropas. La longitud de onda del telémetro militar chino es de 1,06 μM, con un alcance de entre 200 y 7000 m. China obtiene datos importantes de los teodolitos de televisión láser para las mediciones de alcance objetivo durante el lanzamiento de cohetes, misiles y satélites de comunicación experimentales de largo alcance.

6.2 Guía láser

Las bombas guiadas por láser utilizan láseres para su guiado terminal. El láser Nd·YAG, que emite decenas de pulsos por segundo, se utiliza para irradiar el láser objetivo. Los pulsos están codificados y los pulsos de luz pueden autoguiar la respuesta del misil, evitando así interferencias derivadas del lanzamiento del misil y obstáculos enemigos. La bomba planeadora GBV-15 del ejército estadounidense, también conocida como "bomba diestra", también puede utilizarse para fabricar proyectiles guiados por láser.

6.3 Comunicación láser

Además de Nd · YAG, la salida del láser de litioneodimioEl cristal de fosfato (LNP) está polarizado y es fácil de modular, lo que lo convierte en uno de los materiales más prometedores para microláseres. Es adecuado como fuente de luz para comunicaciones por 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 diversos dispositivos de ondas superficiales magnetostáticas mediante tecnología de integración de microondas, lo que hace que los dispositivos sean integrados y miniaturizados, y tengan aplicaciones especiales en control remoto de radar, telemetría, navegación y contramedidas electrónicas.

7.La aplicación deTierras rarasMateriales superconductores en la tecnología militar moderna

Cuando un material experimenta resistencia cero por debajo de 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 efecto Meisner. Añadir tierras raras a los materiales superconductores puede aumentar considerablemente la temperatura crítica Tc. Esto impulsa enormemente el desarrollo y la aplicación de materiales superconductores. En la década de 1980, países desarrollados como Estados Unidos y Japón añadieron cierta cantidad de...óxido de tierras rarascomo por ejemplolantano, itrio,europio, yerbioal óxido de bario yóxido de cobrecompuestos que se mezclaron, prensaron y sinterizaron para formar materiales cerámicos superconductores, lo que hizo que la aplicación generalizada de la tecnología superconductora, especialmente en aplicaciones militares, fuera más extensa.

7.1 Circuitos integrados superconductores

En los últimos años, se ha investigado en el extranjero la aplicación de la tecnología superconductora en ordenadores electrónicos, y se han desarrollado circuitos integrados superconductores utilizando materiales cerámicos superconductores. Si este tipo de circuito integrado se utiliza para fabricar ordenadores superconductores, no solo será compacto, ligero y fácil de usar, sino que también tendrá una velocidad de cálculo de 10 a 100 veces superior a la de los ordenadores semiconductores, con operaciones de punto flotante que alcanzan de 300 a 1 billón de veces por segundo. Por lo tanto, el ejército estadounidense predice que, una vez introducidos los ordenadores superconductores, se convertirán en un "multiplicador" de la eficacia en combate del sistema C1 en el ejército.

7.2 Tecnología de exploración magnética superconductora

Los componentes sensibles al magnetismo, fabricados con materiales cerámicos superconductores, presentan un volumen reducido, lo que facilita su integración y agrupación. Permiten formar sistemas de detección multicanal y multiparamétrico, lo que aumenta considerablemente la capacidad de información de la unidad y mejora significativamente la distancia de detección y la precisión del detector magnético. El uso de magnetómetros superconductores permite detectar objetivos móviles como tanques, vehículos y submarinos, así como medir su tamaño, lo que ha impulsado cambios significativos en tácticas y tecnologías como la guerra antitanque y antisubmarina.

Se informa que la Marina de los EE. UU. ha decidido desarrollar un satélite de teledetección utilizando estetierras rarasMaterial superconductor para demostrar y mejorar la tecnología tradicional de teledetección. Este satélite, llamado Observatorio Naval de Imágenes Terrestres, se lanzó en el año 2000.

8.Aplicación deTierras rarasMateriales magnetostrictivos gigantes en la tecnología militar moderna

Tierras rarasLos materiales magnetoestrictivos gigantes son un nuevo tipo de material funcional desarrollado a finales de la década de 1980 en el extranjero. Se refieren principalmente a compuestos de hierro de tierras raras. Este tipo de material tiene un valor magnetoestrictivo mucho mayor que el hierro, el níquel y otros materiales, y su coeficiente magnetoestrictivo es aproximadamente 10²-10³ veces mayor que el de los materiales magnetoestrictivos generales, por lo que se denominan materiales magnetoestrictivos grandes o gigantes. Entre todos los materiales comerciales, los materiales magnetoestrictivos gigantes de tierras raras presentan el mayor valor de deformación y energía bajo acción física. En particular, con el exitoso desarrollo de la aleación magnetoestrictiva Terfenol-D, se ha abierto una nueva era en materiales magnetoestrictivos. Cuando el Terfenol-D se coloca en un campo magnético, su variación de tamaño es mayor que la de los materiales magnéticos comunes, lo que permite lograr movimientos mecánicos de precisión. Actualmente, se utiliza ampliamente en diversos campos, desde sistemas de combustible, control de válvulas de líquidos y microposicionamiento hasta actuadores mecánicos para telescopios espaciales y reguladores de alas de aeronaves. El desarrollo de la tecnología de materiales de Terfenol-D ha supuesto un avance revolucionario en la tecnología de conversión electromecánica. Además, ha desempeñado un papel importante en el desarrollo de tecnología de vanguardia, la tecnología militar y la modernización de las industrias tradicionales. La aplicación de materiales magnetoestrictivos de tierras raras en el sector militar moderno abarca principalmente los siguientes aspectos:

8.1 Sonda

La frecuencia de emisión general del sonar es superior a 2 kHz, pero los sonares de baja frecuencia por debajo de esta frecuencia presentan ventajas especiales: a menor frecuencia, menor atenuación, mayor distancia de propagación de la onda sonora y menor impacto en el apantallamiento del eco submarino. Los sonares fabricados con Terfenol-D cumplen con los requisitos de alta potencia, pequeño volumen y baja frecuencia, por lo que se han desarrollado rápidamente.

8.2 Transductores electromecánicos

Se utiliza principalmente en pequeños dispositivos de acción controlada (actuadores). Incluye una precisión de control de hasta nanómetros, así como en servobombas, sistemas de inyección de combustible, frenos, etc. Se utiliza en vehículos militares, aeronaves y naves espaciales, robots militares, etc.

8.3 Sensores y dispositivos electrónicos

Como magnetómetros de bolsillo, sensores para detectar desplazamiento, fuerza y ​​aceleración, y dispositivos de ondas acústicas superficiales sintonizables. Estos últimos se utilizan para sensores de fase en minas, sonares y componentes de almacenamiento en computadoras.

9. Otros materiales

Otros materiales comotierras rarasmateriales luminiscentes,tierras rarasmateriales de almacenamiento de hidrógeno, materiales magnetorresistivos gigantes de tierras raras,tierras rarasmateriales de refrigeración magnética ytierras rarasLos materiales de almacenamiento magnetoóptico se han aplicado con éxito en el ejército moderno, mejorando considerablemente la eficacia en combate de las armas modernas. Por ejemplo,tierras rarasLos 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 luminosa) en electrones, que se amplifican mediante millones de pequeños orificios en el plano del microscopio de fibra óptica, reflejándose en la pared y liberando más electrones. Algunos fósforos de tierras raras en el extremo final convierten los electrones de nuevo en fotones, de modo que la imagen puede verse con un ocular. Este proceso es similar al de una pantalla de televisión, donde...tierras rarasEl polvo fluorescente emite una imagen de color específico en la pantalla. La industria estadounidense suele utilizar pentóxido de niobio, pero para que los sistemas de visión nocturna tengan éxito, el elemento de tierras raras...lantanoEs un componente crucial. En la Guerra del Golfo, las fuerzas multinacionales utilizaron estas gafas de visión nocturna para observar repetidamente los objetivos del ejército iraquí, a cambio de una pequeña victoria.

10 .Conclusión

El desarrollo de latierras rarasLa industria ha promovido eficazmente el progreso integral de la tecnología militar moderna, y la mejora de la tecnología militar también ha impulsado el desarrollo próspero de latierras rarasindustria. Creo que con el rápido avance de la ciencia y la tecnología mundiales,tierras rarasLos productos desempeñarán un papel más importante en el desarrollo de la tecnología militar moderna con sus funciones especiales y aportarán enormes beneficios económicos y sociales destacados a latierras rarasLa propia industria.