Retzemju materiālu pielietojums mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Retzemju elementi,Pazīstams kā jauno materiālu "dārgumu krātuve", kā īpašs funkcionāls materiāls var ievērojami uzlabot citu produktu kvalitāti un veiktspēju, un to sauc par mūsdienu rūpniecības "vitamīniem". Tos plaši izmanto ne tikai tradicionālajās nozarēs, piemēram, metalurģijā, naftas ķīmijā, stikla keramikā, vilnas vērpšanā, ādas apstrādē un lauksaimniecībā, bet tiem ir arī neaizstājama loma tādos materiālos kā fluorescence, magnētisms, lāzers, optiskās šķiedras sakari, ūdeņraža uzglabāšanas enerģija, supravadītspēja utt. Tas tieši ietekmē jauno augsto tehnoloģiju nozaru, piemēram, optisko instrumentu, elektronikas, kosmosa un kodolrūpniecības, attīstības ātrumu un līmeni. Šīs tehnoloģijas ir veiksmīgi pielietotas militārajās tehnoloģijās, ievērojami veicinot mūsdienu militāro tehnoloģiju attīstību.

Īpašā loma, ko spēlējaretzemjuJauni materiāli mūsdienu militārajās tehnoloģijās ir piesaistījuši lielu dažādu valstu valdību un ekspertu uzmanību, piemēram, attiecīgo valstu, piemēram, Amerikas Savienoto Valstu un Japānas, attiecīgās ministrijas tos ir nosaukušas par galveno elementu augsto tehnoloģiju nozaru un militāro tehnoloģiju attīstībā.

Īss ievadsRetzemjuun to saistība ar militāro un valsts aizsardzību
Stingri sakot, visiem retzemju elementiem ir noteikts militārs pielietojums, taču vissvarīgākā loma tiem valsts aizsardzībā un militārajā jomā ir tādās jomās kā lāzera tālmēru noteikšana, lāzera vadība un lāzera sakari.

Piemērošanaretzemjutērauda unretzemjukaļamā čuguna mūsdienu militārajā tehnoloģijā

1.1 PiemērošanaRetzemjuTērauds mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Funkcija ietver divus aspektus: attīrīšanu un leģēšanu, galvenokārt desulfurizāciju, deoksidāciju un gāzu atdalīšanu, novēršot kaitīgu piemaisījumu ar zemu kušanas temperatūru ietekmi, rafinējot graudus un struktūru, ietekmējot tērauda fāzes pārejas punktu un uzlabojot tā sacietējamību un mehāniskās īpašības. Militārās zinātnes un tehnoloģiju personāls ir izstrādājis daudzus retzemju materiālus, kas piemēroti izmantošanai ieročos, izmantojot ... īpašības.retzemju.

1.1.1 Bruņu tērauds

Jau sešdesmito gadu sākumā Ķīnas ieroču rūpniecība sāka pētīt retzemju metālu pielietojumu bruņu tēraudā un ieroču tēraudā un pēc tam ražojaretzemjubruņu tērauds, piemēram, 601, 603 un 623, ievadot jaunu galveno izejvielu ēru tanku ražošanā Ķīnā, kuras pamatā ir vietējā ražošana.

1.1.2Retzemjuoglekļa tērauds

Sešdesmito gadu vidū Ķīna pievienoja 0,05 %retzemjuelementus noteiktam augstas kvalitātes oglekļa tēraudam, lai ražoturetzemjuoglekļa tērauds. Šī retzemju tērauda sānu trieciena vērtība ir palielināta par 70% līdz 100% salīdzinājumā ar sākotnējo oglekļa tēraudu, un trieciena vērtība -40 ℃ temperatūrā ir gandrīz divkāršojusies. No šī tērauda izgatavotās lielā diametra patronas čaulas, kas izgatavotas no šaušanas testiem šautuvē, ir pierādījušas savu pilnīgu atbilstību tehniskajām prasībām. Pašlaik Ķīna to ir pabeigusi un laidusi ražošanā, īstenojot Ķīnas sen loloto vēlmi patronu materiālos aizstāt varu ar tēraudu.

1.1.3 Retzemju tērauds ar augstu mangāna saturu un retzemju liešanas tērauds

Retzemjuaugsta mangāna tērauds tiek izmantots cisternu sliežu ceļu plākšņu ražošanai, savukārtretzemjuLietais tērauds tiek izmantots astes spārnu, purna bremžu un artilērijas konstrukcijas elementu ražošanai ātrgaitas šāviņu cauršaušanas šāviņiem. Tas var samazināt apstrādes soļus, uzlabot tērauda izmantošanu un sasniegt taktiskos un tehniskos rādītājus.

1.2 Retzemju mezglainā čuguna pielietojums mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Agrāk Ķīnā priekšējās kameras šāviņu materiāli tika izgatavoti no pusstingra čuguna, kas izgatavots no augstas kvalitātes čuguna ar 30–40 % tērauda metāllūžņu piejaukumu. Zemās izturības, augstā trausluma, zemās un neasās efektīvās sadrumstalotības pēc sprādziena un vājās iznīcinošās jaudas dēļ priekšējās kameras šāviņu korpusu izstrāde kādreiz bija ierobežota. Kopš 1963. gada dažādu kalibru mīnmetēju čaulas tiek ražotas, izmantojot retzemju kaļamo čugunu, kas 1–2 reizes palielina to mehāniskās īpašības, palielina efektīvo fragmentu skaitu un uzasina fragmentu malas, ievērojami uzlabojot to iznīcinošo jaudu. Mūsu valstī no šī materiāla izgatavotiem noteikta veida lielgabalu un lauka ieroču kaujas čaulām ir nedaudz labāks efektīvais sadrumstalotības skaits un blīvs iznīcinošais rādiuss nekā tērauda čaulām.

Krāsaino metālu pielietojumsretzemju sakausējumspiemēram, magnijs un alumīnijs mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Retzemju elementiir augsta ķīmiskā aktivitāte un lieli atomu rādiusi. Pievienojot krāsainajiem metāliem un to sakausējumiem, tie var uzlabot graudu izmēru, novērst segregāciju, noņemt gāzes, piemaisījumus un attīrīt, kā arī uzlabot metalogrāfisko struktūru, tādējādi sasniedzot visaptverošus mērķus, piemēram, uzlabojot mehāniskās īpašības, fizikālās īpašības un apstrādes veiktspēju. Vietējie un ārvalstu materiālu ražotāji ir izmantojuši šo īpašību īpašības.retzemju elementilai izstrādātu jaunuretzemjumagnija sakausējumi, alumīnija sakausējumi, titāna sakausējumi un augstas temperatūras sakausējumi. Šie produkti ir plaši izmantoti mūsdienu militārajās tehnoloģijās, piemēram, iznīcinātājos, triecienlidmašīnās, helikopteros, bezpilota lidaparātos un raķešu satelītos.

2.1Retzemjumagnija sakausējums

RetzemjuMagnija sakausējumiem ir augsta īpatnējā izturība, tie var samazināt lidmašīnas svaru, uzlabot taktisko sniegumu un tiem ir plašas pielietojuma iespējas.retzemjuĶīnas Aviācijas rūpniecības korporācijas (turpmāk tekstā — AVIC) izstrādātie magnija sakausējumi ietver aptuveni 10 liešanas magnija sakausējumu un deformētu magnija sakausējumu markas, no kuriem daudzi ir izmantoti ražošanā un tiem ir stabila kvalitāte. Piemēram, ZM 6 liešanas magnija sakausējums ar retzemju metālu neodīmu kā galveno piedevu ir paplašināts, lai to izmantotu tādās svarīgās detaļās kā helikopteru aizmugures reduktoru korpusi, iznīcinātāju spārnu ribas un rotoru svina spiediena plāksnes 30 kW ģeneratoriem. Ķīnas Aviācijas korporācijas un krāsaino metālu korporācijas kopīgi izstrādātais retzemju augstas stiprības magnija sakausējums BM25 ir aizstājis dažus vidējas stiprības alumīnija sakausējumus un tiek izmantots triecienizturīgās lidmašīnās.

2.2Retzemjutitāna sakausējums

Septiņdesmito gadu sākumā Pekinas Aeronavigācijas materiālu institūts (turpmāk tekstā — Institūts) daļu alumīnija un silīcija aizstāja arretzemju metāls cērijs (Ce) Ti-A1-Mo titāna sakausējumos, ierobežojot trauslo fāžu nogulsnēšanos un uzlabojot sakausējuma karstumizturību un termisko stabilitāti. Pamatojoties uz to, tika izstrādāts augstas veiktspējas lietais augstas temperatūras titāna sakausējums ZT3, kas satur cēriju. Salīdzinot ar līdzīgiem starptautiskiem sakausējumiem, tam ir noteiktas priekšrocības karstumizturības, izturības un procesa veiktspējas ziņā. Ar to ražotais kompresora korpuss tiek izmantots W PI3 II dzinējam, samazinot katra lidaparāta svaru par 39 kg un palielinot vilces un svara attiecību par 1,5%. Turklāt apstrādes posmi tiek samazināti par aptuveni 30%, panākot ievērojamus tehniskus un ekonomiskus ieguvumus, aizpildot robu, ko radīja lietais titāna korpusu izmantošana aviācijas dzinējiem Ķīnā 500 ℃ apstākļos. Pētījumi liecina, ka ir nelielascērija oksīdsdaļiņas ZT3 sakausējuma mikrostruktūrā, kas saturcērijs.Cērijsapvieno daļu skābekļa sakausējumā, veidojot ugunsizturīgu un augstas cietības materiāluretzemju oksīdsmateriāls, Ce2O3. Šīs daļiņas kavē dislokāciju kustību sakausējuma deformācijas laikā, uzlabojot sakausējuma veiktspēju augstā temperatūrā.Cērijsuztver dažus gāzes piemaisījumus (īpaši graudu robežās), kas var stiprināt sakausējumu, vienlaikus saglabājot labu termisko stabilitāti. Šis ir pirmais mēģinājums pielietot sarežģītas izšķīdušās vielas punkta stiprināšanas teoriju titāna sakausējumu liešanā. Turklāt pēc daudzu gadu pētījumiem Aviācijas materiālu institūts ir izstrādājis stabilu un lētuitrija oksīdsSmilšu un pulverveida materiālu izmantošana titāna sakausējuma šķīduma precīzās liešanas procesā, izmantojot īpašu mineralizācijas apstrādes tehnoloģiju. Tas ir sasniedzis labus īpatnējā svara, cietības un stabilitātes līmeņus salīdzinājumā ar titāna šķidrumu. Attiecībā uz čaumalas suspensijas veiktspējas regulēšanu un kontroli tas ir parādījis lielāku pārākumu. Itrija oksīda čaumalas izmantošanas izcilā priekšrocība titāna lējumu ražošanā ir tā, ka apstākļos, kad lējumu kvalitāte un procesa līmenis ir salīdzināms ar volframa virsmas slāņa procesu, ir iespējams ražot titāna sakausējuma lējumus, kas ir plānāki nekā volframa virsmas slāņa procesā iegūtie. Pašlaik šis process ir plaši izmantots dažādu lidmašīnu, dzinēju un civilo lējumu ražošanā.

2.3Retzemjualumīnija sakausējums

AVIC izstrādātajam karstumizturīgajam HZL206 liešanas alumīnija sakausējumam, kas satur retzemju elementus, ir pārākas augstas temperatūras un istabas temperatūras mehāniskās īpašības salīdzinājumā ar niķeli saturošiem sakausējumiem ārzemēs, un tas ir sasniedzis līdzīgu sakausējumu augsto līmeni ārzemēs. Tagad to izmanto kā spiedienizturīgu vārstu helikopteriem un iznīcinātājiem ar darba temperatūru 300 ℃, aizstājot tērauda un titāna sakausējumus. Samazināts konstrukcijas svars un tas ir laists masveida ražošanā. Stiepes izturībaretzemjuAlumīnija silīcija hipereitektiskā sakausējuma ZL117 temperatūra 200–300 ℃ temperatūrā ir augstāka nekā Rietumvācijas virzuļu sakausējumiem KS280 un KS282. Tā nodilumizturība ir 4–5 reizes augstāka nekā parasti izmantotajiem virzuļu sakausējumiem ZL108, ar mazu lineārās izplešanās koeficientu un labu izmēru stabilitāti. To izmanto aviācijas piederumos KY-5, KY-7 gaisa kompresoros un aviācijas modeļu dzinēju virzuļos. PievienojotretzemjuElementu pievienošana alumīnija sakausējumiem ievērojami uzlabo mikrostruktūru un mehāniskās īpašības. Retzemju elementu darbības mehānisms alumīnija sakausējumos ir veidot izkliedētu sadalījumu, un maziem alumīnija savienojumiem ir nozīmīga loma otrās fāzes stiprināšanā; Pievienojotretzemjuelementi spēlē lomu degazēšanā un attīrīšanā, tādējādi samazinot poru skaitu sakausējumā un uzlabojot tā veiktspēju;RetzemjuAlumīnija savienojumi kā heterogēni kristāla kodoli graudu un eitektiskās fāzes precizēšanai arī ir modifikatora veids; retzemju elementi veicina dzelzs bagātu fāžu veidošanos un precizēšanu, samazinot to kaitīgo ietekmi. α — Dzelzs cietā šķīduma daudzums A1 samazinās, palielinotiesretzemjupapildinājums, kas ir arī labvēlīgs izturības un plastiskuma uzlabošanai.

PiemērošanaretzemjuSadegšanas materiāli mūsdienu militārajā tehnoloģijā

3.1 Tīrsretzemju metāli

Tīrsretzemju metāli, pateicoties to aktīvajām ķīmiskajām īpašībām, ir pakļauti reakcijai ar skābekli, sēru un slāpekli, veidojot stabilus savienojumus. Pakļaujot dzirksteles intensīvai berzei un triecieniem, tās var aizdedzināt viegli uzliesmojošus materiālus. Tāpēc jau 1908. gadā tas tika pārstrādāts kramenī. Ir konstatēts, ka starp 17retzemjuelementi, seši elementi, tostarpcērijs, lantāns, neodīms, prazeodīms, samārijsunitrijsir īpaši labas ļaunprātīgas dedzināšanas īpašības. Cilvēki ir pārvērtuši r ļaunprātīgas dedzināšanas īpašībasir zemes metālidažāda veida aizdedzināšanas ieročos, piemēram, ASV Mark 82 227 kg raķetē, kas izmantoretzemju metālsodere, kas rada ne tikai sprādzienbīstamus nonāvējošus efektus, bet arī ļaunprātīgas dedzināšanas efektus. Amerikāņu gaisa-zemes raķešu "Damping Man" kaujas galviņa ir aprīkota ar 108 retzemju metālu kvadrātveida stieņiem kā oderēm, aizstājot dažus iepriekš izgatavotus fragmentus. Statiskās spridzināšanas testi ir parādījuši, ka tās spēja aizdedzināt aviācijas degvielu ir par 44% augstāka nekā bez oderes.

3.2 Jauktsretzemju metālss

Augstās tīrās cenas dēļretzemju metāli,dažādas valstis plaši izmanto lētus kompozītmateriālusretzemju metālsiekšdedzes ieročos. Kompozītmateriālsretzemju metālsDegšanas aģents tiek ievadīts metāla apvalkā zem augsta spiediena, ar degšanas aģenta blīvumu (1,9~2,1) × 103 kg/m3, degšanas ātrumu 1,3-1,5 m/s, liesmas diametru aptuveni 500 mm, liesmas temperatūru līdz 1715-2000 ℃. Pēc sadegšanas kvēlspuldzes uzkaršanas ilgums ir ilgāks par 5 minūtēm. Vjetnamas kara laikā ASV armija, izmantojot palaišanas iekārtu, palaida 40 mm aizdedzinošu granātu, un iekšējā aizdedzes oderējums bija izgatavots no jaukta retzemju metāla. Pēc šāviņa eksplozijas katrs fragments ar aizdedzinošo oderējumu var aizdedzināt mērķi. Tajā laikā bumbas mēneša ražošana sasniedza 200 000 šāvienu, maksimāli 260 000 šāvienu.

3.3Retzemjusadegšanas sakausējumi

AretzemjuSadegšanas sakausējums, kas sver 100 g, var radīt 200–3000 dzirksteles ar lielu pārklājuma laukumu, kas ir līdzvērtīgs bruņu caurduršanas un bruņu caurduršanas čaulu nogalināšanas rādiusam. Tāpēc daudzfunkcionālas munīcijas ar sadegšanas jaudu izstrāde ir kļuvusi par vienu no galvenajiem munīcijas attīstības virzieniem gan mājās, gan ārzemēs. Bruņu caurduršanas un bruņu caurduršanas čaulu taktiskā veiktspēja prasa, lai pēc ienaidnieka tanka bruņu caursišanas tās varētu aizdedzināt arī savu degvielu un munīciju, lai pilnībā iznīcinātu tanku. Granātu gadījumā ir nepieciešams aizdedzināt militāros krājumus un stratēģiskos objektus to nogalināšanas diapazonā. Tiek ziņots, ka Amerikas Savienotajās Valstīs ražotai plastmasas retzemju metālu aizdedzinošai bumbai ir korpuss, kas izgatavots no stiklšķiedras pastiprināta neilona un jaukta retzemju sakausējuma serdes, ko izmanto, lai labāk iedarbotos uz mērķiem, kas satur aviācijas degvielu un līdzīgus materiālus.

4. punkta piemērošanaRetzemjuMateriāli militārajā aizsardzībā un kodoltehnoloģijās

4.1 Pielietojums militārās aizsardzības tehnoloģijās

Retzemju elementiem piemīt starojuma izturības īpašības. Amerikas Savienoto Valstu Nacionālais neitronu šķērsgriezumu centrs kā substrātu izmantoja polimēru materiālus un izgatavoja divu veidu plāksnes ar 10 mm biezumu, pievienojot retzemju elementus vai bez tiem, starojuma aizsardzības testēšanai. Rezultāti liecina, ka termiskā neitronu ekranēšanas efektsretzemjupolimēru materiāli ir 5-6 reizes labāki nekāretzemjubrīvie polimēru materiāli. Retzemju materiāli ar pievienotiem elementiem, piemēram,samārijs, eiropija, gadolīnijs, disprozijsutt. ir visaugstākais neitronu absorbcijas šķērsgriezums un labi ietekmē neitronu uztveršanu. Pašlaik retzemju elementu pretstarojuma materiālu galvenie pielietojumi militārajā tehnoloģijā ietver šādus aspektus.

4.1.1 Kodolradiācijas ekranēšana

Amerikas Savienotajās Valstīs tiek izmantots 1% bora un 5% retzemju elementu.gadolīnijs, samārijsunlantānslai izgatavotu 600 m biezu radiācijai izturīgu betonu skaldīšanās neitronu avotu ekranēšanai peldbaseinu reaktoros. Francija ir izstrādājusi retzemju elementu starojuma aizsardzības materiālu, pievienojot borīdus,retzemjusavienojumi vairetzemju sakausējumigrafītam kā substrātam. Šī kompozītmateriāla ekranēšanas pildviela ir vienmērīgi jāsadala un jāizgatavo iepriekš izgatavotās detaļās, kuras tiek novietotas ap reaktora kanālu atbilstoši ekranēšanas detaļu dažādajām prasībām.

4.1.2 Tvertnes termiskā starojuma ekranēšana

Tas sastāv no četriem finiera slāņiem ar kopējo biezumu 5–20 cm. Pirmais slānis ir izgatavots no ar stikla šķiedru pastiprinātas plastmasas, kurai pievienots neorganisks pulveris ar 2% piedevu.retzemjusavienojumi kā pildvielas, lai bloķētu ātros neitronus un absorbētu lēnos neitronus; otrajā un trešajā slānī tiek pievienots bora grafīts, polistirols un retzemju elementi, kas veido 10% no kopējā pildvielas daudzuma, lai bloķētu vidējas enerģijas neitronus un absorbētu termiskos neitronus; ceturtajā slānī stikla šķiedras vietā tiek izmantots grafīts un tiek pievienots 25%retzemjusavienojumi termisko neitronu absorbēšanai.

4.1.3 Citi

PieteikšanāsretzemjuTanku, kuģu, patvertņu un cita militārā aprīkojuma pretstarojuma pārklājumiem var būt pretstarojoša iedarbība.

4.2 Pielietojums kodoltehnoloģijās

Retzemjuitrija oksīdsvar izmantot kā degošu urāna degvielas absorbētāju verdoša ūdens reaktoros (BWR). Starp visiem elementiem,gadolīnijsir visspēcīgākā spēja absorbēt neitronus, ar aptuveni 4600 mērķiem uz atomu. Katrs dabiskaisgadolīnijsatoms pirms atteices absorbē vidēji 4 neitronus. Sajaucot ar skaldāmu urānu,gadolīnijsvar veicināt sadegšanu, samazināt urāna patēriņu un palielināt enerģijas ražošanu.Gadolīnija oksīdsneražo kaitīgus blakusproduktus deiteriju, piemēram, bora karbīdu, un kodolreakciju laikā var būt saderīgs gan ar urāna degvielu, gan ar tā pārklājuma materiālu. Izmantošanas priekšrocībagadolīnijsbora vietā ir tas, kagadolīnijsvar tieši sajaukt ar urānu, lai novērstu kodoldegvielas stieņu izplešanos. Saskaņā ar statistiku, pašlaik visā pasaulē ir plānoti 149 kodolreaktori, no kuriem 115 spiediena ūdens reaktoros tiek izmantoti retzemju elementi.gadolīnija oksīds. Retzemjusamārijs, eiropijaundisprozijsir izmantoti kā neitronu absorbētāji neitronu vaislinieku sastāvā.Retzemju itrijsir mazs neitronu uztveršanas šķērsgriezums un to var izmantot kā cauruļu materiālu kausēta sāls reaktoriem. Plānas folijas ar pievienoturetzemju gadolīnijsundisprozijsvar izmantot kā neitronu lauka detektorus kosmosa un kodolrūpniecības inženierijā, nelielu daudzumuretzemjutūlijsunerbijsvar izmantot kā mērķa materiālus noslēgtu cauruļu neitronu ģeneratoriem, unretzemju oksīdsEiropija dzelzs metālkeramiku var izmantot, lai izgatavotu uzlabotas reaktoru vadības atbalsta plāksnes.Retzemjugadolīnijsvar izmantot arī kā pārklājuma piedevu neitronu starojuma novēršanai, un bruņumašīnām, kas pārklātas ar īpašiem pārklājumiem, kas saturgadolīnija oksīdsvar novērst neitronu starojumu.Retzemju iterbijstiek izmantots iekārtās, kas paredzētas pazemes kodolsprādzienu izraisītā ģeosprieguma mērīšanai. Kadretzemjuhiterbijstiek pakļauts spēkam, pretestība palielinās, un pretestības izmaiņas var izmantot, lai aprēķinātu spiedienu, kam tā ir pakļauta.retzemju gadolīnijsFolija, kas nogulsnēta ar tvaiku nogulsnēšanas metodi un pakāpeniski pārklāta ar spriegumam jutīgu elementu, var tikt izmantota, lai mērītu augstu kodolspriegumu.

5. PiemērošanaRetzemjuPastāvīgo magnētu materiāli mūsdienu militārajā tehnoloģijā

TheretzemjuPastāvīgā magnēta materiāls, ko dēvē par jaunās paaudzes magnētisko karaļu, pašlaik ir pazīstams kā visaugstākās veiktspējas pastāvīgā magnēta materiāls. Tam ir vairāk nekā 100 reižu augstākas magnētiskās īpašības nekā magnētiskajam tēraudam, ko 20. gs. septiņdesmitajos gados izmantoja militārajā ekipējumā. Pašlaik tas ir kļuvis par svarīgu materiālu mūsdienu elektronisko sakaru tehnoloģijās, ko izmanto skrejviļņu lampās un cirkulācijas sūkņos mākslīgajos Zemes pavadoņos, radaros un citās jomās. Tāpēc tam ir ievērojama militārā nozīme.

SamārijsKobalta magnēti un neodīma dzelzs bora magnēti tiek izmantoti elektronu staru fokusēšanai raķešu vadības sistēmās. Magnēti ir galvenās elektronu staru fokusēšanas ierīces un pārraida datus uz raķetes vadības virsmu. Katrā raķetes fokusēšanas vadības ierīcē ir aptuveni 5–10 mārciņas (2,27–4,54 kg) magnētu. Turklāt,retzemjuMagnētus izmanto arī elektromotoru piedziņai un vadāmu raķešu stūres pagriešanai. To priekšrocības ir spēcīgākās magnētiskās īpašības un vieglāks svars salīdzinājumā ar oriģinālajiem alumīnija niķeļa kobalta magnētiem.

6. PiemērošanaRetzemjuLāzera materiāli mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Lāzers ir jauna veida gaismas avots, kam ir laba monohromatiskums, virziens un koherence, un tas var sasniegt augstu spilgtumu. Lāzers unretzemjulāzermateriāli radās vienlaicīgi. Līdz šim aptuveni 90% lāzermateriālu ir saistīti arretzemju elementiPiemēram,itrijsAlumīnija granāta kristāls ir plaši izmantots lāzers, kas var sasniegt nepārtrauktu augstas jaudas izvadi istabas temperatūrā. Cietvielu lāzeru pielietojums mūsdienu militārajā jomā ietver šādus aspektus.

6.1 Lāzera tālmērs

TheneodīmsleģētsitrijsAlumīnija granāta lāzera tālmērs, ko izstrādājušas tādas valstis kā Amerikas Savienotās Valstis, Lielbritānija, Francija un Vācija, var izmērīt attālumus līdz 4000 līdz 20 000 metriem ar 5 metru precizitāti. Šāda veida lāzera tālmēru izmanto tādas ieroču sistēmas kā amerikāņu MI, vācu Leopard II, franču Leclerc, japāņu Type 90, Izraēlas Mecca un jaunākais britu izstrādātais Challenger 2 tanks. Pašlaik dažas valstis izstrādā jaunas paaudzes cietvielu lāzera tālmērus cilvēka acu drošībai ar darba viļņa garuma diapazonu 1,5–2,1 μM. Rokas lāzera tālmēri ir izstrādāti, izmantojotholmijsleģētsitrijslitija fluorīda lāzeri Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē ar darba viļņa garumu 2,06 μM, darbības rādiusā līdz 3000 m. Amerikas Savienotās Valstis ir arī sadarbojušās ar starptautiskiem lāzeru uzņēmumiem, lai izstrādātu ar erbiju leģētu lāzeru.itrijslitija fluorīda lāzers ar viļņa garumu 1,73 μM lāzera tālmērs un smagi aprīkots ar karavīriem. Ķīnas militārā tālmēra lāzera viļņa garums ir 1,06 μM, diapazonā no 200 līdz 7000 m. Ķīna iegūst svarīgus datus no lāzertelevīzijas teodolītiem mērķa attāluma mērījumos tāla darbības rādiusa raķešu, reaktīvo raķešu un eksperimentālu sakaru satelītu palaišanas laikā.

6.2 Lāzera vadība

Lāzervadāmās bumbas termināla vadībai izmanto lāzerus. Nd · YAG lāzers, kas izstaro desmitiem impulsu sekundē, tiek izmantots mērķa lāzera apstarošanai. Impulsi tiek kodēti, un gaismas impulsi var pašvadīt raķetes reakciju, tādējādi novēršot traucējumus no raķetes palaišanas un ienaidnieka radītajiem šķēršļiem. ASV militārā GBV-15 planiera bumba, kas pazīstama arī kā "veiklā bumba". Līdzīgi to var izmantot arī lāzervadāmu šāviņu ražošanai.

6.3 Lāzera sakari

Papildus Nd · YAG, litija lāzera jaudaneodīmsfosfāta kristāls (LNP) ir polarizēts un viegli modulējams, padarot to par vienu no daudzsološākajiem mikrolāzeru materiāliem. Tas ir piemērots kā gaismas avots šķiedru optikas sakaros un, domājams, tiks izmantots integrētajā optikā un kosmiskajā komunikācijā. Turklāt,itrijsDzelzs granāta (Y3Fe5O12) monokristālu var izmantot kā dažādas magnetostatiskas virsmas viļņu ierīces, izmantojot mikroviļņu integrācijas tehnoloģiju, padarot ierīces integrētas un miniaturizētas, un tām ir īpaši pielietojumi radaru tālvadības pultī, telemetrijā, navigācijā un elektroniskajos pretpasākumos.

7. PiemērošanaRetzemjuSupravadoši materiāli mūsdienu militārajā tehnoloģijā

Kad noteikts materiāls zem noteiktas temperatūras piedzīvo nulles pretestību, to sauc par supravadītspēju, kas ir kritiskā temperatūra (Tc). Supravadītāji ir antimagnētiska materiāla veids, kas atgrūž jebkuru mēģinājumu pielietot magnētisko lauku zem kritiskās temperatūras, kas pazīstama kā Meisnera efekts. Retzemju elementu pievienošana supravadošiem materiāliem var ievērojami palielināt kritisko temperatūru Tc. Tas ievērojami veicina supravadošu materiālu izstrādi un pielietošanu. Astoņdesmitajos gados attīstītās valstis, piemēram, Amerikas Savienotās Valstis un Japāna, pievienoja noteiktu daudzumu...retzemju oksīdstādi kālantāns, itrijs,eiropijaunerbijsuz bārija oksīdu unvara oksīdssavienojumi, kas tika sajaukti, presēti un saķepināti, veidojot supravadošus keramikas materiālus, padarot supravadošās tehnoloģijas plašu pielietojumu, īpaši militāros lietojumos, plašāku.

7.1 Supravadošas integrētās shēmas

Pēdējos gados ārzemēs ir veikti pētījumi par supravadošu tehnoloģiju pielietošanu elektroniskajos datoros, un, izmantojot supravadošus keramikas materiālus, ir izstrādātas supravadošas integrālās shēmas. Ja šāda veida integrētās shēmas tiks izmantotas supravadošu datoru ražošanā, tās būs ne tikai maza izmēra, vieglas un ērti lietojamas, bet arī ar skaitļošanas ātrumu 10 līdz 100 reizes ātrāku nekā pusvadītāju datoriem, peldošā komata operācijām sasniedzot 300 līdz 1 triljonu reižu sekundē. Tāpēc ASV militārpersonas prognozē, ka pēc supravadošu datoru ieviešanas tie kļūs par C1 sistēmas kaujas efektivitātes "reizinātāju" militārajā vidē.

7.2 Supravadoša magnētiskās izpētes tehnoloģija

No supravadošiem keramikas materiāliem izgatavotajām magnētiski jutīgajām sastāvdaļām ir mazs tilpums, kas atvieglo integrāciju un masīvu veidošanu. Tās var veidot daudzkanālu un daudzparametru noteikšanas sistēmas, ievērojami palielinot vienības informācijas ietilpību un ievērojami uzlabojot magnētiskā detektora noteikšanas attālumu un precizitāti. Izmantojot supravadošus magnetometrus, var ne tikai noteikt kustīgus mērķus, piemēram, tankus, transportlīdzekļus un zemūdenes, bet arī izmērīt to izmērus, kas noved pie būtiskām izmaiņām taktikā un tehnoloģijās, piemēram, prettanku un pretzemūdeņu karadarbībā.

Tiek ziņots, ka ASV Jūras spēki ir nolēmuši izstrādāt tālizpētes satelītu, izmantojot šoretzemjusupravadošs materiāls, lai demonstrētu un uzlabotu tradicionālās tālizpētes tehnoloģijas. Šis satelīts, ko sauc par Jūras Zemes attēlu observatoriju, tika palaists 2000. gadā.

8. PiemērošanaRetzemjuMilzīgi magnetostriktīvi materiāli mūsdienu militārajā tehnoloģijā

RetzemjuMilzu magnetostriktīvie materiāli ir jauna veida funkcionālie materiāli, kas tika izstrādāti 20. gs. astoņdesmito gadu beigās ārzemēs. Galvenokārt tie attiecas uz retzemju dzelzs savienojumiem. Šāda veida materiālam ir daudz lielāka magnetostriktīvā vērtība nekā dzelzs, niķeļa un citiem materiāliem, un tā magnetostriktīvais koeficients ir aptuveni 102–103 reizes lielāks nekā vispārējiem magnetostriktīvajiem materiāliem, tāpēc to sauc par lieliem jeb milzu magnetostriktīviem materiāliem. Starp visiem komerciālajiem materiāliem retzemju milzu magnetostriktīvajiem materiāliem ir visaugstākā deformācijas vērtība un enerģija fiziskās iedarbības laikā. Īpaši pateicoties veiksmīgai terfenola-D magnetostriktīvā sakausējuma izstrādei, ir pavērusies jauna magnetostriktīvo materiālu ēra. Kad terfenols-D tiek ievietots magnētiskajā laukā, tā izmēru variācijas ir lielākas nekā parastajiem magnētiskajiem materiāliem, kas ļauj sasniegt dažas precīzas mehāniskas kustības. Pašlaik to plaši izmanto dažādās jomās, sākot no degvielas sistēmām, šķidruma vārstu vadības, mikropozicionēšanas līdz mehāniskiem izpildmehānismiem kosmosa teleskopiem un lidmašīnu spārnu regulatoriem. Terfenola-D materiālu tehnoloģijas attīstība ir devusi revolucionāru progresu elektromehāniskās pārveidošanas tehnoloģijā. Un tam ir bijusi nozīmīga loma progresīvu tehnoloģiju, militāro tehnoloģiju attīstībā un tradicionālo nozaru modernizācijā. Retzemju magnetostriktīvo materiālu pielietojums mūsdienu militārajā jomā galvenokārt ietver šādus aspektus:

8.1 Sonārs

Sonāra vispārējā emisijas frekvence ir virs 2 kHz, bet zemfrekvences sonāram zem šīs frekvences ir savas īpašas priekšrocības: jo zemāka frekvence, jo mazāka vājināšanās, jo tālāk skaņas vilnis izplatās un jo mazāk tiek ietekmēta zemūdens atbalss aizsardzība. No terfenola-D materiāla izgatavotie sonāri var atbilst augstas jaudas, maza tilpuma un zemas frekvences prasībām, tāpēc tie ir strauji attīstījušies.

8.2 Elektromehāniskie pārveidotāji

Galvenokārt izmanto mazām vadāmas darbības ierīcēm - izpildmehānismiem. Ieskaitot vadības precizitāti, kas sasniedz nanometru līmeni, kā arī servo sūkņiem, degvielas iesmidzināšanas sistēmām, bremzēm utt. Izmanto militārajām automašīnām, militārajām lidmašīnām un kosmosa kuģiem, militārajiem robotiem utt.

8.3 Sensori un elektroniskās ierīces

Piemēram, kabatas magnetometri, sensori pārvietojuma, spēka un paātrinājuma noteikšanai, kā arī regulējamas virsmas akustisko viļņu ierīces. Pēdējās izmanto fāzes sensoriem raktuvēs, hidrolokatoros un datoru uzglabāšanas komponentos.

9. Citi materiāli

Citi materiāli, piemēram,retzemjuluminiscējoši materiāli,retzemjuūdeņraža uzglabāšanas materiāli, retzemju milzu magnetoresistīvi materiāli,retzemjumagnētiskās saldēšanas materiāli unretzemjuMagnetoptiskie uzglabāšanas materiāli ir veiksmīgi pielietoti mūsdienu militārajā jomā, ievērojami uzlabojot mūsdienu ieroču kaujas efektivitāti. Piemēram,retzemjuLuminescējoši materiāli ir veiksmīgi pielietoti nakts redzamības ierīcēs. Nakts redzamības spoguļos retzemju fosfori pārvērš fotonus (gaismas enerģiju) elektronos, kurus pastiprina miljoniem mazu caurumu optiskās šķiedras mikroskopa plaknē, atstarojoties no sienas uz priekšu un atpakaļ, atbrīvojot vairāk elektronu. Daži retzemju fosfori mikroskopa galā elektronus atkal pārvērš fotonos, tāpēc attēlu var redzēt ar okulāru. Šis process ir līdzīgs televizora ekrāna procesam, kurretzemjuFluorescējošs pulveris uz ekrāna izstaro noteiktu krāsu attēlu. Amerikāņu rūpniecība parasti izmanto niobija pentoksīdu, bet, lai nakts redzamības sistēmas darbotos veiksmīgi, retzemju elementslantānsir būtiska sastāvdaļa. Persijas līča karā daudznacionālie spēki izmantoja šīs nakts redzamības brilles, lai atkal un atkal novērotu Irākas armijas mērķus apmaiņā pret nelielu uzvaru.

10. Secinājums

Attīstībaretzemjurūpniecība ir efektīvi veicinājusi mūsdienu militāro tehnoloģiju visaptverošu progresu, un militāro tehnoloģiju uzlabošana ir veicinājusi arī labklājīgu attīstīburetzemjunozare. Es uzskatu, ka līdz ar straujo pasaules zinātnes un tehnoloģiju attīstību,retzemjuproduktiem būs lielāka loma mūsdienu militāro tehnoloģiju attīstībā ar to īpašajām funkcijām un tie sniegs milzīgus ekonomiskus un izcilus sociālos ieguvumus.retzemjupati nozare.