Terres rares,Connu sous le nom de «trésor» de nouveaux matériaux, en tant que matériau fonctionnel spécial, peut améliorer considérablement la qualité et les performances d'autres produits, et sont connues sous le nom de «vitamines» de l'industrie moderne. They are not only widely used in traditional industries such as metallurgy, petrochemicals, glass ceramics, wool spinning, leather, and agriculture, but also play an indispensable role in materials such as fluorescence, magnetism, laser, fiber optic communication, hydrogen storage energy, superconductivity, etc, It directly affects the speed and level of development of emerging high-tech industries such as optical instruments, electronics, aérospatial et industrie nucléaire. Ces technologies ont été appliquées avec succès dans la technologie militaire, favorisant considérablement le développement de la technologie militaire moderne.
Le rôle spécial joué parterres raresDe nouveaux matériaux dans la technologie militaire moderne ont attiré une grande attention de la part des gouvernements et des experts de divers pays, tels que d'être répertoriés comme un élément clé dans le développement des industries de haute technologie et des technologies militaires par des départements pertinents de pays tels que les États-Unis et le Japon.
Une brève introduction àTerres raresS et leurs relations avec la défense militaire et nationale
À strictement parler, tous les éléments de terres rares ont certaines applications militaires, mais le rôle le plus critique qu'ils jouent dans les domaines de la défense nationale et militaire devraient être dans des applications telles que le laser, l'orientation au laser et la communication laser.
L'application deterres raresacier etterres raresfer ductile dans la technologie militaire moderne
1.1 Application deTerres raresAcier dans la technologie militaire moderne
La fonction comprend deux aspects: la purification et l'alliage, principalement la désulfurisation, la désoxydation et l'élimination du gaz, éliminant l'influence des impuretés nocives de point de fusion faible, affinant les céréales et la structure, affectant le point de transition de la phase de l'acier et améliorant sa durabilité et ses propriétés mécaniques. Le personnel des sciences militaires et de la technologie ont développé de nombreux matériaux de terres rares adaptées à une utilisation dans les armes en utilisant les propriétés deterres rares.
1.1.1 acier d'armure
Dès le début des années 1960, l'industrie des armes chinoises a commencé à rechercher l'application de terres rares en acier d'armure et en acier à canon et produit successivementterres raresArmor Steel tels que 601, 603 et 623, inaugurant une nouvelle ère de matières premières clés pour la production de réservoirs en Chine sur la base de la production intérieure.
1.1.2Terres rarescarbone
Au milieu des années 1960, la Chine a ajouté 0,05%terres raresÉléments à un certain acier carbone de haute qualité à produireterres raresacier au carbone. La valeur d'impact latérale de cet acier de terres rares est augmentée de 70% à 100% par rapport à l'acier au carbone d'origine, et la valeur d'impact à -40 ℃ est presque doublée. Le boîtier de cartouche de grand diamètre fait de cet acier a été prouvé par des tests de tir dans la plage de tir pour répondre pleinement aux exigences techniques. Actuellement, la Chine a finalisé et l'a mise en production, réalisant le souhait de longue date de la Chine de remplacer le cuivre par de l'acier en cartouche.
1.1.3 Earth Rare Earth High Manganèse Acier et Rare Terre Cast Steel
Terres raresL'acier à manganèse élevé est utilisé pour fabriquer des plaques de voies de réservoir, tandis queterres raresL'acier coulé est utilisé pour fabriquer des ailes de queue, des freins de bouche et des composants structurels d'artillerie pour les coquilles de perçage à haute vitesse. Cela peut réduire les étapes de traitement, améliorer l'utilisation de l'acier et atteindre des indicateurs tactiques et techniques.
1.2 Application de la fonte nodulaire de terres rares dans la technologie militaire moderne
Dans le passé, les matériaux projectiles de la chambre avant de la Chine étaient en fonte semi-rigide en fonte de porc de haute qualité mélangée à 30% à 40% d'acier de ferraille. En raison de sa faible force, de sa fragmentation élevée, de sa fragmentation efficace faible et non nette après explosion et de son faible pouvoir de mise à mort, le développement de corps projectiles de la chambre directe était autrefois restreint. Depuis 1963, divers calibres de coquilles de mortier ont été fabriqués à l'aide de fer ductile de terres rares, qui a augmenté leurs propriétés mécaniques de 1 à 2 fois, multiplié le nombre de fragments efficaces et aiguisé les bords des fragments, améliorant considérablement leur puissance de mise à mort. La coquille de combat d'un certain type de coquille de canon et de coquille de pistolet de champ faite de ce matériau dans notre pays a un nombre légèrement meilleur de fragmentation et de rayon de mise de mort dense que la coquille d'acier.
L'application de non ferreuxalliage de terres raress tels que le magnésium et l'aluminium dans la technologie militaire moderne
Terres raresont une activité chimique élevée et de grands rayons atomiques. Lorsqu'ils sont ajoutés aux métaux non ferreux et à leurs alliages, ils peuvent affiner la taille des grains, prévenir la ségrégation, éliminer les gaz, les impuretés et purifier, et améliorer la structure métallographique, atteignant ainsi des objectifs complets tels que l'amélioration des propriétés mécaniques, les propriétés physiques et les performances de traitement. Les travailleurs de matériel national et étranger ont utilisé les propriétés deterres rarespour développer de nouveauxterres raresalliages de magnésium, alliages en aluminium, alliages de titane et alliages à haute température. Ces produits ont été largement utilisés dans les technologies militaires modernes telles que les avions de chasse, les avions d'assaut, les hélicoptères, les véhicules aériens sans pilote et les satellites de missiles.
2.1Terres raresalliage de magnésium
Terres raresLes alliages de magnésium ont une résistance spécifique élevée, peuvent réduire le poids des avions, améliorer les performances tactiques et avoir de larges perspectives d'application. Leterres raresLes alliages de magnésium développés par China Aviation Industry Corporation (ci-après dénommé AVIC) comprennent environ 10 grades d'alliages de magnésium coulés et d'alliages de magnésium déformés, dont beaucoup ont été utilisés en production et ont une qualité stable. Par exemple, ZM 6 a coulé l'alliage de magnésium avec un néodyme de métal de terre rare car l'additif principal a été élargi pour être utilisé dans des pièces importantes telles que les boîtiers de réduction arrière de l'hélicoptère, les côtes de l'aile de chasse et les plaques de pression de plomb du rotor pour des générateurs de 30 kW. L'alliage de magnésium à haute résistance de terres rares BM25 développé conjointement par China Aviation Corporation et non Ferrous Metals Corporation a remplacé certains alliages d'aluminium de résistance moyenne et a été appliqué dans des avions d'impact.
2.2Terres raresalliage en titane
Au début des années 1970, le Pékin Institute of Aeronautical Materials (appelé Institute) a remplacé de l'aluminium et du silicium avecmétal de terre rare cérium (Ce) Dans les alliages de titane Ti-A1-Mo, limitant la précipitation des phases cassantes et améliorant la résistance à la chaleur de l'alliage et la stabilité thermique. Sur cette base, un alliage de titane à haute température à haute performance à haute performance ZT3 contenant du cérium a été développé. Par rapport aux alliages internationaux similaires, il présente certains avantages dans la résistance à la chaleur, la force et les performances des processus. Le boîtier du compresseur fabriqué avec lui 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%. En outre, les étapes de traitement sont réduites d'environ 30%, réalisant des avantages techniques et économiques importants, comblant l'écart d'utiliser des bobines de titane en titane pour les moteurs d'aviation en Chine dans les 500 ℃ conditions. La recherche a montré qu'il y a un petitoxyde de cériumParticules dans la microstructure de l'alliage ZT3 contenantcérium.Cériumcombine une partie de l'oxygène dans l'alliage pour former une dureté réfractaire et élevéeoxyde de terre rareMatériel, CE2O3. Ces particules entravent le mouvement des dislocations pendant la déformation de l'alliage, améliorant les performances à haute température de l'alliage.CériumCapture certaines impuretés de gaz (en particulier aux joints de grains), qui peuvent renforcer l'alliage tout en maintenant une bonne stabilité thermique. Il s'agit de la première tentative d'appliquer la théorie du renforcement du point de soluté difficile dans le casting des alliages de titane. De plus, après des années de recherche, le Aviation Material Institute a développé une stable et peu coûteuseoxyde d'yttriumMatériaux de sable et de poudre dans le processus de coulée de précision de la solution en alliage en alliage en titane, en utilisant une technologie de traitement de minéralisation spéciale. Il a atteint de bons niveaux dans la gravité spécifique, la dureté et la stabilité au liquide de titane. En termes d'ajustement et de contrôle des performances de la suspension de la coquille, il a montré une plus grande supériorité. L'avantage exceptionnel de l'utilisation de la coquille d'oxyde d'yttrium pour fabriquer des pièces moulées en titane est que, dans des conditions où la qualité et le niveau de processus des pièces moulées sont comparables à celles du processus de couche de surface du tungstène, il est possible de fabriquer des moulages en alliage de titane qui sont plus fins que ceux du processus de couche de surface du tungstène. À l'heure actuelle, ce processus a été largement utilisé dans la fabrication de divers avions, moteurs et castings civils.
2.3Terres raresalliage en aluminium
L'alliage d'aluminium coulé HZL206 résistant à la chaleur contenant des terres rares développées par AVIC a des propriétés mécaniques supérieures à haute température et à température ambiante par rapport aux alliages contenant du nickel à l'étranger et a atteint le niveau avancé d'alliages similaires à l'étranger. Il est maintenant utilisé comme une valve résistante à la pression pour les hélicoptères et les jets de chasse avec une température de travail de 300 ℃, en remplacement des alliages en acier et en titane. Un poids structurel réduit et a été mis dans la production de masse. La résistance à la traction deterres raresAluminium Silicon Hypereutectic ZL117 L'alliage à 200-300 ℃ est plus élevé que celui des alliages de piston ouest-allemand KS280 et KS282. Sa résistance à l'usure est 4 à 5 fois plus élevée que celle des alliages de piston couramment utilisés ZL108, avec un petit coefficient d'expansion linéaire et une bonne stabilité dimensionnelle. Il a été utilisé dans les accessoires d'aviation KY-5, les compresseurs d'air KY-7 et les pistons du moteur du modèle d'aviation. L'ajout deterres raresLes éléments des alliages en aluminium améliore considérablement la microstructure et les propriétés mécaniques. Le mécanisme d'action des éléments de terres rares dans les alliages d'aluminium est de former une distribution dispersée, et les petits composés en aluminium jouent un rôle important dans le renforcement de la deuxième 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 en aluminium, en tant que noyaux cristallins hétérogènes pour affiner les grains et les phases eutectiques, sont également un type de modificateur; Les éléments des terres rares favorisent la formation et le raffinement des phases riches en fer, réduisant leurs effets nocifs. α - La quantité de solution solide de fer dans A1 diminue avec l'augmentation deterres raresDe plus, ce qui est également bénéfique pour améliorer la force et la plasticité.
L'application deterres raresMatériaux de combustion dans la technologie militaire moderne
3.1 Puremétaux de terres rares
Purmétaux de 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. Lorsqu'ils sont soumis à une friction et à un impact intenses, les étincelles peuvent enflammer les matériaux inflammables. Par conséquent, dès 1908, il a été transformé en silex. Il a été constaté que parmi les 17terres rareséléments, six éléments, dontcérium, lanthane, néodyme, praseodymium, samarium, etyttriumont des performances d'incendie criminel particulièrement bonnes. Les gens ont transformé les propriétés d'incendie criminel de Rsont des métaux de la Terreen différents types d'armes incendiaires, comme le missile américain Mark 82 227 kg, qui utilisemétal de terre rareLa doublure, qui produit non seulement des effets de mise à mort explosifs mais aussi des effets d'incendie criminel. La roquette American Air-Ground "Damorning Man" est équipée de 108 tiges carrées métalliques de terres rares en tant que doublures, remplaçant certains fragments préfabriqués. Des tests de dynamitage statiques ont montré que sa capacité à allumer du carburant d'aviation est 44% plus élevée que celle des personnes sans doublure.
3.2 mélangémétal de terre rares
En raison du prix élevé de PureMétaux de terres rares,Divers pays utilisent largement un composite bon marchémétal de terre rares dans les armes à combustion. Le compositemétal de terre rareL'agent de combustion est chargé dans la coquille métallique sous haute pression, avec une densité d'agent de combustion de (1,9 ~ 2,1) × 103 kg / m3, vitesse de combustion 1,3-1,5 m / s, diamètre de flamme d'environ 500 mm, température de flamme aussi élevée que 1715-2000 ℃. Après la combustion, la durée du chauffage du corps à incandescence 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, et la doublure d'allumage à l'intérieur a été faite d'un métal de terres rares mixtes. Après l'explosion du projectile, chaque fragment avec une doublure allumée peut enflammer la cible. À cette époque, la production mensuelle de la bombe a atteint 200000 tours, avec un maximum de 260000 tours.
3.3Terres raresalliages de combustion
Aterres raresL'alliage de combustion pesant 100 g peut former 200 à 3000 étincelles avec une grande zone de couverture, ce qui équivaut au rayon de mise à mort des coquilles de perçage d'armure et d'armure. Par conséquent, le développement de munitions multifonctionnelles avec le pouvoir de combustion est devenue l'une des principales directions du développement des munitions au pays et à l'étranger. Pour les obus perçants et perçants d'armure, leurs performances tactiques nécessitent qu'après avoir pénétré une armure de réservoir ennemie, ils peuvent également enflammer leur carburant et leurs munitions pour détruire complètement le réservoir. Pour les grenades, il est nécessaire de déclencher des fournitures militaires et des installations stratégiques dans leur gamme de meurtre. Il est signalé qu'une bombe incendiaire en métal rare en plastique fabriquée aux États-Unis a un corps en nylon renforcé en fibre de verre et un noyau d'alliage de terres rares mixtes, qui est utilisé pour avoir de meilleurs effets contre des cibles contenant du carburant d'aviation et des matériaux similaires.
Application de 4Terres raresMatériaux en protection militaire et technologie nucléaire
4.1 Application dans la technologie de protection militaire
Les éléments des terres rares ont des propriétés résistantes au rayonnement. Les sections transversales des neutrons aux États-Unis ont utilisé des matériaux polymères comme substrat et ont fabriqué deux types de plaques d'une épaisseur de 10 mm avec ou sans ajout d'éléments de terres rares pour les tests de radiothérapie. Les résultats montrent que l'effet de blindage thermique de neutrons deterres raresLes matériaux en polymère sont 5 à 6 fois meilleurs que celui deterres raresMatériaux en polymère gratuit. Les matériaux de terres rares avec des éléments ajoutés tels quesamarium, europium, gadolinium, dysprosium, etc. Ayez la section transversale de l'absorption des neutrons la plus élevée et avez un bon effet sur la capture des neutrons. À l'heure actuelle, les principales applications des matériaux anti-radiation des terres rares dans la technologie militaire comprennent les aspects suivants.
4.1.1 Boundage du rayonnement nucléaire
Les États-Unis utilisent 1% de bore et 5% d'éléments de terres raresgadolinium, samarium, etlanthanePour fabriquer un béton résistant aux rayonnements de 600 mètres d'épaisseur pour le blindage des sources de neutrons à fission dans les réacteurs de la piscine. La France a développé un matériau de radioprotection des terres rares en ajoutant des borures,terres rarescomposés, oualliages de terres raresau graphite comme substrat. Le remplissage de ce matériau de blindage composite doit être réparti uniformément et transformé en pièces préfabriquées, qui sont placées autour du canal du réacteur en fonction des différentes exigences des pièces de blindage.
4.1.2 Boundage du rayonnement thermique du réservoir
Il se compose de quatre couches de placage, avec une épaisseur totale de 5-20 cm. La première couche est en plastique renforcé de fibres de verre, avec de la poudre inorganique ajoutée avec 2%terres rarescomposés sous forme de charges pour bloquer les neutrons rapides et absorber les neutrons lents; Les deuxième et troisième couches ajoutent des éléments de graphite de bore, de polystyrène et de terres rares représentant 10% de la quantité totale de remplissage à la première pour bloquer les neutrons d'énergie intermédiaire et absorber les neutrons thermiques; La quatrième couche utilise du graphite au lieu de fibre de verre et ajoute 25%terres rarescomposés pour absorber les neutrons thermiques.
4.1.3 Autres
Applicationterres raresLes revêtements anti-rayonnement dans les réservoirs, les navires, les abris et autres équipements militaires peuvent avoir un effet anti-rayonnement.
4.2 Application en technologie nucléaire
Terres raresoxyde d'yttriumPeut être utilisé comme absorbeur combustible pour le carburant d'uranium dans les réacteurs à eau bouillante (BWR). Parmi tous les éléments,gadoliniumA la plus forte capacité d'absorber les neutrons, avec environ 4600 cibles par atome. Chaque naturelgadoliniumL'atome absorbe une moyenne de 4 neutrons avant l'échec. Lorsqu'il est mélangé avec de l'uranium fissionnable,gadoliniumPeut favoriser la combustion, réduire la consommation d'uranium et augmenter la production d'énergie.Oxyde de gadoliniumNe produit pas de sous-produit nocif de deutérium comme le carbure de bore, et peut être compatible avec le carburant d'uranium et son matériau de revêtement pendant les réactions nucléaires. L'avantage de l'utilisationgadoliniumau lieu du bore est quegadoliniumPeut être directement mélangé avec de l'uranium pour empêcher l'expansion de la tige de combustible nucléaire. Selon les statistiques, il existe actuellement 149 réacteurs nucléaires planifiés dans le monde, dont 115 réacteurs d'eau sous pression utilisent des terres raresoxyde de gadolinium. Terres raressamarium, europium, etdysprosiumont été utilisés comme absorbeurs de neutrons dans les éleveurs à neutrons.Terres rares yttriumA une petite coupe de capture dans les neutrons et peut être utilisée comme matériau de tuyau pour les réacteurs de sel en fusion. Feuilles minces avec ajoutéesterres rares gadoliniumetdysprosiumpeut être utilisé comme détecteurs de champ neutrons en génie de l'industrie aérospatiale et nucléaire, de petites quantités deterres raresthuliumeterbiumpeut être utilisé comme matériaux cibles pour les générateurs de neutrons à tube scellé, etoxyde de terre rareLes céramiques en métal en fer Europium peuvent être utilisées pour améliorer les plaques de support de contrôle des réacteurs.Terres raresgadoliniumPeut également être utilisé comme additif de revêtement pour prévenir le rayonnement à neutrons et les véhicules blindés recouverts de revêtements spéciaux contenantoxyde de gadoliniumpeut empêcher le rayonnement à neutrons.Terres rares ytterbiumest utilisé dans l'équipement pour mesurer les géostress provoqués par des explosions nucléaires souterraines. Quandrare oreilleHytterbiumest soumis à la force, la résistance augmente et le changement de résistance peut être utilisé pour calculer la pression à laquelle elle est soumise. Enchaînementterres rares gadoliniumLa feuille déposée par le dépôt de vapeur et le revêtement décalé avec un élément sensible à la contrainte peuvent être utilisés pour mesurer une forte contrainte nucléaire.
5, application deTerres raresMatériaux d'aimant permanent dans la technologie militaire moderne
Leterres raresLe matériau de l'aimant permanent, salué comme la nouvelle génération de rois magnétiques, est actuellement connu comme le matériau d'aimant permanent de performance le plus élevé. Il a des propriétés magnétiques plus de 100 fois plus élevées que l'acier magnétique utilisé dans l'équipement militaire dans les années 1970. À l'heure actuelle, il est devenu un matériau important dans la communication de la technologie électronique moderne, utilisé dans les tubes d'ondes et les circulateurs d'ondes dans les satellites de terre artificiels, les radars et autres champs. Par conséquent, il a une signification militaire importante.
SamariumLes aimants en cobalt et les aimants de bore en fer néodymie sont utilisés pour la mise au point des faisceaux d'électrons dans les systèmes de guidage des missiles. Les aimants sont les principaux dispositifs de focalisation pour les faisceaux d'électrons et transmettent des données à la surface de contrôle du missile. Il y a environ 5 à 10 livres (2,27-4,54 kg) d'aimants dans chaque dispositif de guidage de mise au point du missile. En outre,terres raresLes aimants sont également utilisés pour conduire les moteurs électriques et faire pivoter le gouvernail des missiles guidés. Leurs avantages résident dans leurs propriétés magnétiques plus fortes et leur poids plus léger par rapport aux aimants d'origine en nickel en nickel en aluminium.
6. Application deTerres raresMatériaux laser dans la technologie militaire moderne
Le laser est un nouveau type de source de lumière qui a une bonne monochromaticité, une directionnalité et une cohérence, et peut atteindre une luminosité élevée. Laser etterres raresLes matériaux laser sont nés simultanément. Jusqu'à présent, environ 90% des matériaux laser impliquentterres rares. Par exemple,yttriumLe cristal de grenat en aluminium est un laser largement utilisé qui peut atteindre une sortie continue de haute puissance à température ambiante. L'application de lasers à l'état solide dans l'armée moderne comprend les aspects suivants.
6.1 Laser Téréré
LenéodymedopéyttriumLe télémètre laser en aluminium Garnet développé par des pays tels que les États-Unis, la Grande-Bretagne, la France et l'Allemagne peuvent mesurer des distances allant jusqu'à 4000 à 20000 mètres avec une précision de 5 mètres. Les systèmes d'armes tels que l'American MI, l'Allemagne Leopard II, le LeClerc de France, le type 90 du Japon, la Mecque d'Israël et le dernier réservoir britannique de Challenger 2 utilisent tous ce type de télémètre laser. À l'heure actuelle, certains pays développent une nouvelle génération de télémètres laser solides pour la sécurité oculaire humaine, avec une plage de longueur d'onde de travail de 1,5 à 2,1 μ M. les télémètres laser à main levée ont été développés en utilisantholmiumdopéyttriumLes lasers au fluorure de lithium aux États-Unis et au Royaume-Uni, avec une longueur d'onde de travail de 2,06 μm, allant jusqu'à 3000 m. Les États-Unis ont également collaboré avec des sociétés laser internationales pour développer uneyttriumLaser au fluorure de lithium avec une longueur d'onde de 1,73 μm de laser de l'aire de portée et fortement équipé de troupes. La longueur d'onde laser du télémètre militaire chinois est de 1,06 μm, allant de 200 à 7000 m. La Chine obtient des données importantes des théodolites de télévision laser dans les mesures de la plage cible lors du lancement de roquettes à longue portée, de missiles et de satellites de communication expérimentale.
6.2 Guide laser
Les bombes guidées au laser utilisent des lasers pour les conseils terminaux. 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 légères peuvent auto guider la réponse des missiles, empêchant ainsi les interférences du lancement des missiles et des obstacles fixés par l'ennemi. La bombe de glieur GBV-15 militaire américaine, également connue sous le nom de "bombe dextère". De même, il peut également être utilisé pour fabriquer des coques guidées laser.
6.3 Communication laser
En plus de Nd · YAG, la sortie laser du lithiumnéodymeLe cristal phosphate (LNP) est polarisé et facile à moduler, ce qui en fait l'un des matériaux micro laser les plus prometteurs. Il convient en tant que source lumineuse pour la communication en fibre optique et devrait être appliqué dans l'optique intégrée et la communication cosmique. En outre,yttriumLe monocristal Garnet en fer (Y3FE5O12) peut être utilisé comme différents périphériques d'ondes de surface magnétostatiques utilisant la technologie d'intégration micro-ondes, ce qui rend les appareils intégrés et miniaturisés, et ayant des applications spéciales dans la télécommande radar, la télémétrie, la navigation et les contre-mesures électroniques.
7.La application deTerres raresMatériaux supraconducteurs dans la technologie militaire moderne
Lorsqu'un certain matériau éprouve une résistance zéro en dessous d'une certaine température, il est connu sous le nom de supraconductivité, qui est la température critique (TC). Les supraconducteurs sont un type de matériau antimagnétique qui repousse toute tentative d'appliquer un champ magnétique en dessous de la température critique, connue sous le nom d'effet Meisner. L'ajout d'éléments de terres rares aux matériaux supraconducteurs peut considérablement augmenter la température critique TC. Cela favorise considérablement le développement et l'application de matériaux supraconducteurs. Dans les années 80, des pays développés comme les États-Unis et le Japon ont ajouté une certaine quantité deoxyde de terre rarecommelanthane, yttrium,europium, eterbiumà l'oxyde de baryum etoxyde de cuivreLes composés, 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 dans des ordinateurs électroniques ont été effectuées à l'étranger, et des circuits intégrés supraconducteurs ont été développés en utilisant des matériaux céramiques supraconducteurs. Si ce type de circuit intégré est utilisé pour fabriquer des ordinateurs supraconducteurs, il sera non seulement de petite taille, de poids léger et pratique à utiliser, mais aura également une vitesse de calcul de 10 à 100 fois plus rapide que les ordinateurs semi-conducteurs, avec des opérations de points flottants atteignant 300 à 1 milliard de fois par seconde. Par conséquent, l'armée américaine prédit qu'une fois les ordinateurs supraconducteurs introduits, ils deviendront un "multiplicateur" pour l'efficacité du combat du système C1 dans l'armée.
7.2 Technologie d'exploration magnétique supraconductrice
Les composants sensibles magnétiques en matériaux en céramique supraconducteurs ont un petit volume, ce qui facilite la réalisation d'intégration et de tableau. Ils peuvent former des systèmes de détection multicanaux et multi-paramètres, augmentant considérablement la capacité d'information unitaire et améliorant considérablement la distance de détection et la précision du détecteur magnétique. L'utilisation de magnétomètres supraconductrices peut non seulement détecter des cibles mobiles telles que les réservoirs, les véhicules et les sous-marins, mais aussi mesurer leur taille, conduisant à des changements importants dans les tactiques et les technologies telles que l'anti-réservoir et la guerre anti-sous-marins.
Il est rapporté que la marine américaine a décidé de développer un satellite de télédétection en utilisant ceterres raresmatériau supraconducteur pour démontrer et améliorer la technologie traditionnelle de télédétection. Ce satellite appelé 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 nouvellement développé à la fin des années 1980 à l'étranger. Se référant principalement aux composés de fer de terres rares. Ce type de matériau a une valeur magnétostrictive beaucoup plus grande que le fer, le nickel et d'autres matériaux, et son coefficient magnétostrictif est environ 102 à 103 fois plus élevé que celui des matériaux magnétostrictifs généraux, il est donc appelé matériaux magnétostrictifs grands ou géants. Parmi tous les matériaux commerciaux, les matériaux magnétostrictifs géants des terres rares ont la valeur de déformation et l'énergie la plus élevée dans l'action physique. Surtout avec le développement réussi de l'alliage magnétostrictif terfenol-D, une nouvelle ère de matériaux magnétostrictive a été ouverte. Lorsque le terfenol-d est placé dans un champ magnétique, sa variation de taille est supérieure à celle des matériaux magnétiques ordinaires, ce qui permet d'obtenir certains mouvements mécaniques de précision. À l'heure actuelle, il est largement utilisé dans divers domaines, des systèmes de carburant, le contrôle des soupapes liquides, le micro positionnement vers des actionneurs mécaniques pour les télescopes spatiaux et les régulateurs des ailes d'aéronefs. Le développement de la technologie des matériaux Terfenol-D a fait des progrès révolutionnaires dans la technologie de conversion électromécanique. Et il a joué un rôle important dans le développement de la technologie de pointe, de la technologie militaire et de la modernisation des industries traditionnelles. L'application de matériaux magnétostrictive des terres rares dans l'armée moderne comprend principalement les aspects suivants:
8.1 Sonar
La fréquence des émissions générales du sonar est supérieure à 2 kHz, mais le sonar à basse fréquence en dessous de cette fréquence a ses avantages particuliers: plus la fréquence est faible, plus l'atténuation est faible, plus la vague sonore se propage et moins le blindage de l'écho sous-marine est affecté. Les sonars en matériau terfenol-d peuvent répondre aux exigences de puissance élevée, de petit volume et de faible fréquence, de sorte qu'ils se sont développés rapidement.
8.2 Transducteurs mécaniques électriques
Principalement utilisé pour les petits dispositifs d'action contrôlés - actionneurs. Y compris la précision de contrôle atteignant le niveau nanométrique, ainsi que les pompes servomo-traits, les systèmes d'injection de carburant, les freins, etc. utilisés pour les voitures militaires, les avions militaires et les vaisseaux spatiaux, les robots militaires, etc.
8.3 capteurs et appareils électroniques
Tels que les magnétomètres de poche, les capteurs de détection du déplacement, de la force et de l'accélération et des dispositifs d'ondes acoustiques de surface accordables. Ce dernier est utilisé pour les capteurs de phase dans les mines, le sonar et les composants de stockage dans les ordinateurs.
9. Autres matériaux
D'autres matériaux tels queterres raresmatériaux luminescents,terres raresMatériaux de stockage d'hydrogène, matériaux magnétorésistaires géants de terres rares,terres raresMatériaux de réfrigération magnétique, etterres raresLes matériaux de stockage magnéto-optique ont tous été appliqués avec succès dans les militaires modernes, améliorant considérablement l'efficacité du combat des armes modernes. Par exemple,terres raresLes 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 améliorés à travers des millions de petits trous dans le plan de microscope à fibre optique, se reflétant dans les deux sens du mur, libérant plus d'électrons. Certains phosphores de terres rares à l'extrémité arrière convertissent les électrons en photons, de sorte que l'image peut être vue avec un oculaire. Ce processus est similaire à celui d'un écran de télévision, oùterres raresLa poudre fluorescente émet une certaine image couleur sur l'écran. L'industrie américaine utilise généralement le pentoxyde de niobium, mais pour les systèmes de vision nocturne pour réussir, l'élément de terre rarelanthaneest une composante cruciale. Dans la guerre du Golfe, les forces multinationales ont utilisé ces lunettes de vision nocturne pour observer les cibles de l'armée irakienne à maintes reprises, en échange d'une petite victoire.
10 .Conclusion
Le développement duterres raresL'industrie a effectivement favorisé les progrès globaux de la technologie militaire moderne, et l'amélioration de la technologie militaire a également motivé le développement prospère de laterres raresindustrie. Je crois qu'avec l'avancement rapide des sciences et de la technologie mondiales,terres raresLes produits joueront un plus grand rôle dans le développement de la technologie militaire moderne avec leurs fonctions spéciales et apporteront d'énormes avantages sociaux économiques et exceptionnels à laterres raresl'industrie elle-même.
Heure du poste: novembre 29-2023