L'application des terres rares à la technologie militaire moderne

Terres rares,Considérés comme le « trésor » des nouveaux matériaux, ces matériaux fonctionnels spécifiques peuvent grandement améliorer la qualité et les performances d'autres produits et sont considérés comme les « vitamines » de l'industrie moderne. Largement utilisés dans les industries traditionnelles telles que la métallurgie, la pétrochimie, la vitrocéramique, la filature de laine, le cuir et l'agriculture, ils jouent également un rôle indispensable dans des matériaux tels que la fluorescence, le magnétisme, le laser, la communication par fibre optique, le stockage d'hydrogène et la supraconductivité. Ils influencent directement la vitesse et le niveau de développement des industries de pointe émergentes telles que les instruments optiques, l'électronique, l'aérospatiale et le nucléaire. Ces technologies ont été appliquées avec succès dans le domaine militaire, contribuant ainsi grandement au développement de cette technologie.

Le rôle particulier joué parterres raresLes nouveaux matériaux dans la technologie militaire moderne ont attiré une grande attention de la part des gouvernements et des experts de divers pays, étant notamment répertoriés comme un élément clé dans le développement des industries de haute technologie et de la technologie militaire par les départements compétents de pays tels que les États-Unis et le Japon.

Une brève introduction àTerres raress et leur relation avec l'armée et la défense nationale
À proprement parler, tous les éléments des terres rares ont certaines applications militaires, mais le rôle le plus critique qu’ils jouent dans la défense nationale et les domaines militaires devrait être dans des applications telles que la télémétrie laser, le guidage laser et la communication laser.

L'application deterres raresacier etterres raresla fonte ductile dans la technologie militaire moderne

1.1 Application deTerres raresL'acier dans la technologie militaire moderne

Cette fonction comprend deux aspects : la purification et l'alliage, principalement la désulfuration, la désoxydation et le dégazage, éliminant ainsi l'influence des impuretés nocives à bas point de fusion, affinant le grain et la structure, modifiant le point de transition de phase de l'acier et améliorant sa trempabilité et ses propriétés mécaniques. Les scientifiques et techniciens militaires ont développé de nombreux matériaux de terres rares adaptés à l'armement en exploitant les propriétés deterres rares.

1.1.1 Acier blindé

Dès le début des années 1960, l'industrie chinoise de l'armement a commencé à rechercher l'application des terres rares dans l'acier de blindage et l'acier à canon, et a successivement produitterres raresacier de blindage tel que 601, 603 et 623, inaugurant une nouvelle ère de matières premières clés pour la production de chars en Chine basée sur la production nationale.

1.1.2Terres raresacier au carbone

Au milieu des années 1960, la Chine a ajouté 0,05 %terres rareséléments à un certain acier au carbone de haute qualité pour produireterres raresAcier au carbone. La résistance à l'impact latéral de cet acier aux terres rares est augmentée de 70 % à 100 % par rapport à l'acier au carbone d'origine, et sa résistance à -40 °C est presque doublée. Les douilles de grand diamètre fabriquées dans cet acier ont été testées au stand de tir et sa conformité aux exigences techniques a été pleinement démontrée. La Chine a finalisé et lancé sa production, concrétisant ainsi son souhait de longue date de remplacer le cuivre par l'acier dans ses cartouches.

1.1.3 Acier à haute teneur en manganèse et acier moulé aux terres rares

Terres raresL'acier à haute teneur en manganèse est utilisé pour fabriquer des plaques de chenilles pour chars, tandis queterres raresL'acier moulé est utilisé pour la fabrication d'ailerons arrière, de freins de bouche et de composants structurels d'artillerie destinés aux obus perforants à grande vitesse. Cela permet de réduire les étapes de traitement, d'optimiser l'utilisation de l'acier et d'atteindre des performances tactiques et techniques optimales.

1.2 Application de la fonte nodulaire à terres rares dans la technologie militaire moderne

Par le passé, les matériaux des projectiles à chambre avant chinois étaient fabriqués en fonte semi-rigide, composée de fonte brute de haute qualité mélangée à 30 à 40 % de ferraille. En raison de sa faible résistance, de sa grande fragilité, de sa fragmentation efficace faible et peu tranchante après explosion et de son faible pouvoir destructeur, le développement de corps de projectiles à chambre avant était autrefois limité. Depuis 1963, divers calibres d'obus de mortier sont fabriqués en fonte ductile à base de terres rares, ce qui a permis d'augmenter leurs propriétés mécaniques de 1 à 2 fois, de multiplier le nombre de fragments efficaces et d'affiner leurs bords, augmentant ainsi considérablement leur pouvoir destructeur. Les obus de combat de certains types d'obus de canon et de canon de campagne fabriqués dans ce matériau en Chine présentent un nombre de fragmentation efficace et un rayon de destruction dense légèrement supérieurs à ceux des obus en acier.

L'application des métaux non ferreuxalliage de terres raresdes éléments tels que le magnésium et l'aluminium dans la technologie militaire moderne

Terres raresIls présentent une activité chimique élevée et de grands rayons atomiques. Ajoutés aux métaux non ferreux et à leurs alliages, ils permettent d'affiner la granulométrie, d'empêcher la ségrégation, d'éliminer les gaz et les impuretés, de purifier et d'améliorer la structure métallographique, permettant ainsi d'atteindre des objectifs ambitieux tels que l'amélioration des propriétés mécaniques, physiques et des performances de traitement. Les spécialistes nationaux et étrangers du secteur des matériaux ont exploité leurs propriétés.terres raresdévelopper de nouvellesterres raresAlliages de magnésium, d'aluminium, de titane et alliages haute température. Ces produits sont largement utilisés dans les technologies militaires modernes telles que les avions de chasse, les avions d'assaut, les hélicoptères, les drones et les satellites lance-missiles.

2.1Terres raresalliage de magnésium

Terres raresLes alliages de magnésium présentent une résistance spécifique élevée, peuvent réduire le poids des avions, améliorer les performances tactiques et offrent de vastes perspectives d'application.terres raresLes alliages de magnésium développés par China Aviation Industry Corporation (ci-après dénommée AVIC) comprennent une dizaine de nuances d'alliages de magnésium coulés et déformés, dont beaucoup ont été utilisés en production et présentent une qualité stable. Par exemple, l'alliage de magnésium coulé ZM 6, dont le principal additif est le néodyme, un métal des terres rares, a été étendu à des pièces importantes telles que les carters de réduction arrière d'hélicoptères, les nervures d'ailes de chasseurs et les plaques de pression de rotor pour les générateurs de 30 kW. L'alliage de magnésium haute résistance BM25, un alliage de terres rares développé conjointement par China Aviation Corporation et Nonferrous Metals Corporation, a remplacé certains alliages d'aluminium de résistance moyenne et a été utilisé dans les avions à impact.

2.2Terres raresalliage de titane

Au début des années 1970, l'Institut des matériaux aéronautiques de Pékin (appelé l'Institut) a remplacé une partie de l'aluminium et du silicium parmétal des terres rares cérium (Ce) dans les alliages de titane Ti-A1-Mo, limitant la précipitation des phases fragiles et améliorant la résistance à la chaleur et la stabilité thermique de l'alliage. Sur cette base, un alliage de titane coulé hautes performances ZT3 contenant du cérium a été développé. Comparé à des alliages internationaux similaires, il présente des avantages certains en termes de résistance à la chaleur, de solidité et de performances de traitement. Le carter de compresseur fabriqué avec cet alliage est utilisé pour le moteur W PI3 II, réduisant le poids de chaque avion de 39 kg et augmentant le rapport poussée/poids de 1,5 %. De plus, les étapes de traitement sont réduites d'environ 30 %, ce qui procure des avantages techniques et économiques significatifs, comblant ainsi le manque d'utilisation de carters en titane coulé pour les moteurs d'aviation en Chine dans des conditions de 500 °C. Des recherches ont montré qu'il existe de faibles différences.oxyde de cériumparticules dans la microstructure de l'alliage ZT3 contenantcérium.Cériumcombine une partie de l'oxygène dans l'alliage pour former un matériau réfractaire et de haute duretéoxyde de terre rareMatériau : Ce₂O₃. Ces particules entravent le mouvement des dislocations lors de la déformation de l'alliage, améliorant ainsi ses performances à haute température.CériumIl capture certaines impuretés gazeuses (notamment aux joints de grains), ce qui peut renforcer l'alliage tout en maintenant une bonne stabilité thermique. Il s'agit de la première tentative d'application de la théorie du renforcement difficile du point de soluté à la coulée d'alliages de titane. De plus, après des années de recherche, l'Aviation Materials Institute a développé un alliage stable et peu coûteux.oxyde d'yttriumLe procédé de coulée de précision en solution d'alliage de titane utilise du sable et des poudres, grâce à une technologie de traitement de minéralisation spéciale. Ce procédé a permis d'obtenir d'excellents niveaux de densité, de dureté et de stabilité au titane liquide. Il a également démontré une supériorité significative en termes de réglage et de contrôle des performances de la barbotine. L'avantage majeur de l'utilisation d'une barbotine d'oxyde d'yttrium pour la fabrication de pièces moulées en titane réside dans le fait que, dans des conditions de qualité et de processus comparables à celles du procédé de couche superficielle en tungstène, il est possible de fabriquer des pièces moulées en alliage de titane plus fines que celles obtenues par ce procédé. Ce procédé est aujourd'hui largement utilisé dans la fabrication de divers avions, moteurs et pièces moulées civiles.

2.3Terres raresalliage d'aluminium

L'alliage d'aluminium moulé résistant à la chaleur HZL206 contenant des terres rares, développé par AVIC, présente des propriétés mécaniques supérieures à haute température et à température ambiante par rapport aux alliages contenant du nickel utilisés à l'étranger, et a atteint le niveau avancé d'alliages similaires à l'étranger. Il est désormais utilisé comme soupape résistante à la pression pour les hélicoptères et les avions de chasse, avec une température de service de 300 °C, remplaçant ainsi les alliages d'acier et de titane. Son poids structurel a été réduit et il a été mis en production de masse. Sa résistance à la traction est remarquable.terres raresL'alliage aluminium-silicium hypereutectique ZL117, à 200-300 °C, est supérieur à celui des alliages pour pistons ouest-allemands KS280 et KS282. Sa résistance à l'usure est 4 à 5 fois supérieure à celle des alliages pour pistons ZL108 couramment utilisés, avec un faible coefficient de dilatation linéaire et une bonne stabilité dimensionnelle. Il a été utilisé dans les accessoires aéronautiques KY-5 et KY-7, les compresseurs d'air et les pistons de moteurs de modèles réduits d'avions. L'ajout deterres raresL'ajout d'éléments aux alliages d'aluminium améliore significativement la microstructure et les propriétés mécaniques. Le mécanisme d'action des terres rares dans les alliages d'aluminium est de former une distribution dispersée, et les petits composés d'aluminium jouent un rôle important dans le renforcement de la seconde phase. L'ajout deterres raresles éléments jouent un rôle dans le dégazage et la purification, réduisant ainsi le nombre de pores dans l'alliage et améliorant ses performances ;Terres raresLes composés d'aluminium, en tant que noyaux cristallins hétérogènes pour affiner les grains et les phases eutectiques, sont également un type de modificateur ; les éléments de terres rares favorisent la formation et l'affinage des phases riches en fer, réduisant ainsi leurs effets nocifs. α— La quantité de solution solide de fer dans A1 diminue avec l'augmentation deterres raresajout, qui est également bénéfique pour améliorer la résistance et la plasticité.

L'application deterres raresmatériaux de combustion dans la technologie militaire moderne

3.1 Purmétaux des terres rares

Purmétaux des terres rares, en raison de leurs propriétés chimiques actives, sont susceptibles de réagir avec l'oxygène, le soufre et l'azote pour former des composés stables. Soumises à une friction et à un impact intenses, les étincelles peuvent enflammer des matériaux inflammables. C'est pourquoi, dès 1908, on en a fait du silex. On a découvert que parmi les 17terres rareséléments, six éléments dontcérium, lanthane, néodyme, praséodyme, samarium, etyttriumprésentent des performances particulièrement élevées en matière d'incendie. Certains ont transformé les propriétés incendiaires dessont des métaux terrestresdans divers types d'armes incendiaires, comme le missile américain Mark 82 de 227 kg, qui utilisemétal des terres raresRevêtement, qui produit non seulement des effets explosifs mortels, mais aussi des effets incendiaires. L'ogive de la fusée air-sol américaine « Damping Man » est équipée de 108 tiges carrées en terres rares comme revêtement, remplaçant certains fragments préfabriqués. Des essais de tir statique ont montré que sa capacité à enflammer le carburant aviation est 44 % supérieure à celle des ogives non revêtues.

3.2 Mixtemétal des terres raress

En raison du prix élevé du purmétaux des terres rares,divers pays utilisent largement des composites bon marchémétal des terres raress dans les armes à combustion. Le compositemétal des terres raresL'agent de combustion est chargé dans la coque métallique sous haute pression, avec une densité d'agent de combustion de (1,9~2,1) × 103 kg/m3, une vitesse de combustion de 1,3-1,5 m/s, un diamètre de flamme d'environ 500 mm et une température de flamme pouvant atteindre 1715-2000 ℃. Après combustion, la durée de chauffage du corps incandescent est supérieure à 5 minutes. Pendant la guerre du Vietnam, l'armée américaine a lancé une grenade incendiaire de 40 mm à l'aide d'un lanceur, dont le revêtement d'allumage était constitué d'un mélange de terres rares. Après l'explosion du projectile, chaque fragment doté d'un revêtement d'allumage peut enflammer la cible. À cette époque, la production mensuelle de la bombe a atteint 200 000 cartouches, avec un maximum de 260 000 cartouches.

3.3Terres raresalliages de combustion

Aterres raresUn alliage de combustion pesant 100 g peut produire 200 à 3 000 étincelles avec une large zone de couverture, équivalente au rayon d'action des obus perforants et des obus perforants. Par conséquent, le développement de munitions multifonctionnelles à combustion est devenu l'un des principaux axes de développement des munitions, tant au niveau national qu'international. Les performances tactiques des obus perforants et des obus perforants exigent qu'après avoir pénétré le blindage des chars ennemis, ils puissent également enflammer leur carburant et leurs munitions pour détruire complètement le char. Les grenades, quant à elles, doivent pouvoir enflammer des fournitures militaires et des installations stratégiques à leur portée. Une bombe incendiaire en métal de terres rares en plastique, fabriquée aux États-Unis, serait dotée d'un corps en nylon renforcé de fibre de verre et d'un noyau en alliage de terres rares mixtes, ce qui lui confère une meilleure efficacité contre les cibles contenant du carburant aviation et des matériaux similaires.

Application de 4Terres raresMatériaux dans la protection militaire et la technologie nucléaire

4.1 Application à la technologie de protection militaire

Les terres rares présentent des propriétés de résistance aux radiations. Le Centre national des sections efficaces neutroniques (National Center for Neutron Cross Sections) des États-Unis a utilisé des matériaux polymères comme substrat et fabriqué deux types de plaques de 10 mm d'épaisseur, avec ou sans ajout de terres rares, pour les tests de radioprotection. Les résultats montrent que l'effet de protection contre les neutrons thermiques desterres raresmatériaux polymères est 5 à 6 fois meilleur que celui desterres raresmatériaux polymères libres. Les terres rares auxquelles ont été ajoutés des éléments tels quesamarium, europium, gadolinium, dysprosium, etc. présentent la section efficace d'absorption neutronique la plus élevée et une bonne capacité de capture des neutrons. À l'heure actuelle, les principales applications des matériaux anti-radiations à base de terres rares dans les technologies militaires sont les suivantes :

4.1.1 Protection contre les radiations nucléaires

Les États-Unis utilisent 1 % de bore et 5 % d’éléments de terres raresgadolinium, samarium, etlanthanepour fabriquer un béton résistant aux radiations de 600 m d'épaisseur destiné au blindage des sources de neutrons de fission dans les réacteurs à piscine. La France a développé un matériau de radioprotection à base de terres rares par ajout de borures.terres rarescomposés, oualliages de terres raresLe substrat est en graphite. La charge de ce matériau de blindage composite doit être répartie uniformément et transformée en pièces préfabriquées, placées autour du canal du réacteur en fonction des différentes exigences des pièces de blindage.

4.1.2 Protection contre le rayonnement thermique du réservoir

Il est composé de quatre couches de placage, d'une épaisseur totale de 5 à 20 cm. La première couche est en plastique renforcé de fibres de verre, additionné de 2 % de poudre inorganique.terres rarescomposés comme charges pour bloquer les neutrons rapides et absorber les neutrons lents ; Les deuxième et troisième couches ajoutent du bore, du graphite, du polystyrène et des éléments de terres rares représentant 10 % de la quantité totale de charge à la première pour bloquer les neutrons d'énergie intermédiaire et absorber les neutrons thermiques ; La quatrième couche utilise du graphite au lieu de la fibre de verre et ajoute 25 %terres rarescomposés pour absorber les neutrons thermiques.

4.1.3 Autres

Postulerterres raresLes revêtements anti-radiations appliqués sur les chars, les navires, les abris et autres équipements militaires peuvent avoir un effet anti-radiations.

4.2 Application à la technologie nucléaire

Terres raresoxyde d'yttriumpeut être utilisé comme absorbeur combustible pour le combustible à l'uranium dans les réacteurs à eau bouillante (REB). Parmi tous les éléments,gadoliniumpossède la plus forte capacité d'absorption des neutrons, avec environ 4 600 cibles par atome. Chaque atome naturelgadoliniumL'atome absorbe en moyenne 4 neutrons avant de se rompre. Mélangé à de l'uranium fissile,gadoliniumpeut favoriser la combustion, réduire la consommation d’uranium et augmenter la production d’énergie.Oxyde de gadoliniumIl ne produit pas de sous-produit nocif, le deutérium, contrairement au carbure de bore, et est compatible avec le combustible à l'uranium et son matériau de revêtement lors des réactions nucléaires. L'avantage de l'utilisationgadoliniumau lieu de bore, c'est quegadoliniumPeut être mélangé directement à l'uranium pour empêcher l'expansion des barres de combustible nucléaire. Selon les statistiques, 149 réacteurs nucléaires sont actuellement prévus dans le monde, dont 115 réacteurs à eau pressurisée utilisant des terres rares.oxyde de gadolinium. Terres raressamarium, europium, etdysprosiumont été utilisés comme absorbeurs de neutrons dans les surgénérateurs de neutrons.Terres rares yttriumprésente une faible section efficace de capture des neutrons et peut être utilisé comme matériau de tuyauterie pour les réacteurs à sels fondus. Feuilles minces avec ajoutterres rares gadoliniumetdysprosiumpeuvent être utilisés comme détecteurs de champ de neutrons dans l'ingénierie de l'industrie aérospatiale et nucléaire, de petites quantités deterres raresthuliumeterbiumpeuvent être utilisés comme matériaux cibles pour les générateurs de neutrons à tubes scellés, etoxyde de terre rareLes céramiques métalliques à base de fer et d'europium peuvent être utilisées pour fabriquer des plaques de support de contrôle de réacteur améliorées.Terres raresgadoliniumpeut également être utilisé comme additif de revêtement pour empêcher le rayonnement neutronique, et les véhicules blindés recouverts de revêtements spéciaux contenantoxyde de gadoliniumpeut empêcher le rayonnement neutronique.Terres rares ytterbiumest utilisé dans les équipements de mesure des contraintes géostatiques causées par les explosions nucléaires souterraines.terres rareshytterbiumest soumis à une force, la résistance augmente et la variation de résistance peut être utilisée pour calculer la pression à laquelle il est soumis.terres rares gadoliniumune feuille déposée par dépôt en phase vapeur et un revêtement décalé avec un élément sensible aux contraintes peuvent être utilisés pour mesurer une contrainte nucléaire élevée.

5. Application deTerres raresMatériaux pour aimants permanents dans la technologie militaire moderne

Leterres raresLes aimants permanents, considérés comme la nouvelle génération de références magnétiques, sont actuellement reconnus comme les matériaux magnétiques permanents les plus performants. Leurs propriétés magnétiques sont plus de 100 fois supérieures à celles de l'acier magnétique utilisé dans les équipements militaires des années 1970. Ils sont aujourd'hui devenus un matériau essentiel des communications électroniques modernes, utilisés dans les tubes à ondes progressives et les circulateurs des satellites artificiels de la Terre, les radars et d'autres domaines. De ce fait, ils revêtent une importance militaire considérable.

SamariumLes aimants au cobalt et les aimants néodyme fer bore sont utilisés pour focaliser les faisceaux d'électrons dans les systèmes de guidage de missiles. Les aimants constituent les principaux dispositifs de focalisation des faisceaux d'électrons et transmettent les données à la gouverne du missile. Chaque dispositif de focalisation du missile contient environ 2,27 à 4,54 kg d'aimants. De plus,terres raresLes aimants sont également utilisés pour entraîner les moteurs électriques et faire tourner le gouvernail des missiles guidés. Leurs avantages résident dans leurs propriétés magnétiques plus puissantes et leur légèreté par rapport aux aimants originaux en aluminium-nickel-cobalt.

6. Application deTerres raresMatériaux laser dans la technologie militaire moderne

Le laser est un nouveau type de source lumineuse qui présente une bonne monochromaticité, une bonne directivité et une bonne cohérence, et peut atteindre une luminosité élevée.terres raresLes matériaux laser sont nés simultanément. À ce jour, environ 90 % des matériaux laser impliquentterres rares. Par exemple,yttriumLe cristal de grenat d'aluminium est un laser largement utilisé, capable d'atteindre une puissance élevée et continue à température ambiante. L'application des lasers à solide dans l'armée moderne comprend les aspects suivants.

6.1 Télémétrie laser

LenéodymedopéyttriumLe télémètre laser à grenat d'aluminium, développé par des pays comme les États-Unis, la Grande-Bretagne, la France et l'Allemagne, peut mesurer des distances allant de 4 000 à 20 000 mètres avec une précision de 5 mètres. Des systèmes d'armes tels que le MI américain, le Leopard II allemand, le Leclerc français, le Type 90 japonais, le Mecca israélien et le dernier char britannique Challenger 2 utilisent tous ce type de télémètre laser. Actuellement, certains pays développent une nouvelle génération de télémètres laser solides pour la sécurité oculaire, avec une plage de longueurs d'onde de travail de 1,5 à 2,1 μM. Des télémètres laser portables ont été développés à l'aide de ce type de télémètre.holmiumdopéyttriumDes lasers au fluorure de lithium sont utilisés aux États-Unis et au Royaume-Uni, avec une longueur d'onde de travail de 2,06 µM et une portée allant jusqu'à 3 000 m. Les États-Unis ont également collaboré avec des fabricants de lasers internationaux pour développer un laser dopé à l'erbium.yttriumLe télémètre laser au fluorure de lithium, d'une longueur d'onde de 1,73 μM, est un instrument de mesure de la distance et est fortement équipé par les troupes. La longueur d'onde du télémètre militaire chinois est de 1,06 μM, et s'étend de 200 à 7 000 m. La Chine obtient des données importantes grâce aux théodolites de télévision laser, notamment lors des mesures de distance des cibles lors du lancement de fusées longue portée, de missiles et de satellites de communication expérimentaux.

6.2 Guidage laser

Les bombes guidées par laser utilisent des lasers pour le guidage terminal. Le laser Nd-YAG, qui émet des dizaines d'impulsions par seconde, est utilisé pour irradier le laser cible. Les impulsions sont codées et les impulsions lumineuses peuvent autoguider la réponse du missile, évitant ainsi les interférences dues au lancement de missiles et aux obstacles dressés par l'ennemi. La bombe planante américaine GBV-15, également connue sous le nom de « bombe agile », peut également être utilisée pour fabriquer des obus guidés par laser.

6.3 Communication laser

En plus du Nd · YAG, la sortie laser du lithiumnéodymeLe cristal de phosphate (LNP) est polarisé et facile à moduler, ce qui en fait l'un des matériaux microlasers les plus prometteurs. Il convient comme source lumineuse pour la communication par fibre optique et devrait trouver des applications en optique intégrée et en communication cosmique. De plus,yttriumLe monocristal de grenat de fer (Y3Fe5O12) peut être utilisé comme divers dispositifs à ondes de surface magnétostatiques en utilisant la technologie d'intégration des micro-ondes, rendant les dispositifs intégrés et miniaturisés, et ayant des applications spéciales dans la télécommande radar, la télémétrie, la navigation et les contre-mesures électroniques.

7. L'application deTerres raresMatériaux supraconducteurs dans la technologie militaire moderne

Lorsqu'un matériau présente une résistance nulle en dessous d'une certaine température, on parle de supraconductivité, qui correspond à la température critique (Tc). Les supraconducteurs sont un type de matériau antimagnétique qui repousse toute tentative d'application d'un champ magnétique en dessous de la température critique, appelée effet Meisner. L'ajout de terres rares aux matériaux supraconducteurs peut augmenter considérablement la température critique Tc. Cela favorise considérablement le développement et l'application des matériaux supraconducteurs. Dans les années 1980, des pays développés comme les États-Unis et le Japon ont ajouté une certaine quantité deoxyde de terre rares tels quelanthane, yttrium,europium, eterbiumà l'oxyde de baryum etoxyde de cuivrecomposés qui ont été mélangés, pressés et frittés pour former des matériaux céramiques supraconducteurs, rendant l'application généralisée de la technologie supraconductrice, en particulier dans les applications militaires, plus étendue.

7.1 Circuits intégrés supraconducteurs

Ces dernières années, des recherches sur l'application de la technologie supraconductrice aux ordinateurs électroniques ont été menées à l'étranger, et des circuits intégrés supraconducteurs ont été développés à partir de matériaux céramiques supraconducteurs. Si ce type de circuit intégré est utilisé pour fabriquer des ordinateurs supraconducteurs, il sera non seulement compact, léger et facile à utiliser, mais offrira également une vitesse de calcul 10 à 100 fois supérieure à celle des ordinateurs à semi-conducteurs, avec des opérations en virgule flottante atteignant 300 à 1 000 milliards de fois par seconde. Par conséquent, l'armée américaine prédit qu'une fois les ordinateurs supraconducteurs introduits, ils deviendront un « multiplicateur » de l'efficacité au combat du système C1 dans l'armée.

7.2 Technologie d'exploration magnétique supraconductrice

Les composants magnétosensibles en matériaux céramiques supraconducteurs présentent un faible volume, facilitant ainsi leur intégration et leur mise en réseau. Ils permettent de former des systèmes de détection multicanaux et multiparamètres, augmentant considérablement la capacité d'information unitaire et améliorant considérablement la distance de détection et la précision du détecteur magnétique. L'utilisation de magnétomètres supraconducteurs permet non seulement de détecter des cibles mobiles telles que des chars, des véhicules et des sous-marins, mais aussi d'en mesurer la taille, ce qui entraîne des changements significatifs dans les tactiques et les technologies de lutte antichar et anti-sous-marine.

Il est rapporté que la marine américaine a décidé de développer un satellite de télédétection utilisant ceterres raresMatériau supraconducteur pour démontrer et améliorer les technologies traditionnelles de télédétection. Ce satellite, baptisé Naval Earth Image Observatory, a été lancé en 2000.

8.Application deTerres raresMatériaux magnétostrictifs géants dans la technologie militaire moderne

Terres raresLes matériaux magnétostrictifs géants sont un nouveau type de matériau fonctionnel récemment développé à la fin des années 1980 à l'étranger. Il s'agit principalement de composés de fer et de terres rares. Ce type de matériau présente une valeur magnétostrictive bien supérieure à celle du fer, du nickel et d'autres matériaux, et son coefficient magnétostrictif est environ 102 à 103 fois supérieur à celui des matériaux magnétostrictifs classiques. C'est pourquoi on les appelle matériaux magnétostrictifs de grande taille ou géants. Parmi tous les matériaux commerciaux, les matériaux magnétostrictifs géants à base de terres rares présentent la valeur de contrainte et l'énergie sous action physique les plus élevées. Le développement réussi de l'alliage magnétostrictif Terfenol-D a ouvert une nouvelle ère pour les matériaux magnétostrictifs. Placé sous champ magnétique, le Terfenol-D présente une variation de taille supérieure à celle des matériaux magnétiques ordinaires, ce qui permet d'obtenir des mouvements mécaniques de précision. Il est actuellement largement utilisé dans divers domaines, des systèmes de carburant au contrôle des vannes de liquide, en passant par le micropositionnement, jusqu'aux actionneurs mécaniques pour télescopes spatiaux et aux régulateurs d'ailes d'avion. Le développement de la technologie des matériaux Terfenol-D a permis des avancées majeures dans la conversion électromécanique. Il a joué un rôle important dans le développement des technologies de pointe, des technologies militaires et de la modernisation des industries traditionnelles. L'application des matériaux magnétostrictifs à base de terres rares dans l'armée moderne comprend principalement les aspects suivants :

8.1 Sonar

La fréquence d'émission générale d'un sonar est supérieure à 2 kHz, mais les sonars basse fréquence, en dessous de cette fréquence, présentent des avantages particuliers : plus la fréquence est basse, plus l'atténuation est faible, plus l'onde sonore se propage loin et moins la protection contre les échos sous-marins est affectée. Les sonars en Terfenol-D, matériau répondant aux exigences de puissance élevée, de faible encombrement et de basse fréquence, ont connu un développement rapide.

8.2 Transducteurs électromécaniques

Principalement utilisé pour les petits dispositifs à commande contrôlée (actionneurs). Il s'agit notamment de servopompes, de systèmes d'injection de carburant, de freins, etc. Il est également utilisé pour les véhicules militaires, les avions et engins spatiaux, les robots militaires, etc.

8.3 Capteurs et appareils électroniques

Tels que les magnétomètres de poche, les capteurs de déplacement, de force et d'accélération, et les dispositifs à ondes acoustiques de surface accordables. Ces derniers sont utilisés pour les capteurs de phase dans les mines, les sonars et les composants de stockage des ordinateurs.

9. Autres matériaux

D'autres matériaux tels queterres raresmatériaux luminescents,terres raresmatériaux de stockage d'hydrogène, matériaux magnétorésistifs géants à base de terres rares,terres raresmatériaux de réfrigération magnétique, etterres raresLes matériaux de stockage magnéto-optiques ont tous été appliqués avec succès dans l'armée moderne, améliorant considérablement l'efficacité au combat des armes modernes. Par exemple,terres raresDes matériaux luminescents ont été appliqués avec succès aux dispositifs de vision nocturne. Dans les miroirs de vision nocturne, les phosphores de terres rares convertissent les photons (énergie lumineuse) en électrons, qui sont amplifiés par des millions de petits trous dans le plan du microscope à fibre optique, se réfléchissant sur la paroi et libérant ainsi davantage d'électrons. Certains phosphores de terres rares, situés à l'extrémité de la fibre, reconvertissent les électrons en photons, permettant ainsi de visualiser l'image à l'aide d'un oculaire. Ce processus est similaire à celui d'un écran de télévision, oùterres raresLa poudre fluorescente émet une image d'une certaine couleur sur l'écran. L'industrie américaine utilise généralement du pentoxyde de niobium, mais pour que les systèmes de vision nocturne fonctionnent, cette terre rare est indispensable.lanthaneest un élément crucial. Durant la guerre du Golfe, les forces multinationales ont utilisé ces lunettes de vision nocturne pour observer à maintes reprises les cibles de l'armée irakienne, en échange d'une petite victoire.

10.Conclusion

Le développement de laterres raresL'industrie a efficacement favorisé le progrès global de la technologie militaire moderne, et l'amélioration de la technologie militaire a également conduit au développement prospère de laterres raresl'industrie. Je crois qu'avec les progrès rapides de la science et de la technologie mondiales,terres raresLes produits joueront un rôle plus important dans le développement de la technologie militaire moderne avec leurs fonctions spéciales et apporteront d'énormes avantages économiques et sociaux exceptionnels à l'terres raresl'industrie elle-même.