L'application des matériaux de terres rares dans la technologie militaire moderne

Terres rares,connu comme le « trésor » de nouveaux matériaux, en tant que matériau fonctionnel spécial, peut grandement améliorer la qualité et les performances d'autres produits, et est connu comme les « vitamines » de l'industrie moderne.Ils sont non seulement largement utilisés dans les industries traditionnelles telles que la métallurgie, la pétrochimie, la vitrocéramique, la filature de la laine, le cuir et l'agriculture, mais jouent également un rôle indispensable dans des matériaux tels que la fluorescence, le magnétisme, le laser, la communication par fibre optique, l'énergie de stockage de l'hydrogène, supraconductivité, etc. Cela affecte directement la vitesse et le niveau de développement des industries de haute technologie émergentes telles que les instruments optiques, l'électronique, l'aérospatiale et l'industrie nucléaire.Ces technologies ont été appliquées avec succès à la technologie militaire, favorisant grandement le développement de la technologie militaire moderne.

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

Une brève introduction àTerres raress et leurs relations 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 les domaines militaires et de la défense nationale devrait être dans des applications telles que la télémétrie laser, le guidage laser et la communication laser.

L'application deterres raresl'acier etterres raresfonte ductile dans la technologie militaire moderne

1.1 Application deTerres raresL'acier dans la technologie militaire moderne

La fonction comprend deux aspects : la purification et l'alliage, principalement la désulfuration, la désoxydation et l'élimination des gaz, éliminant l'influence des impuretés nocives à bas point de fusion, affinant le grain et la structure, affectant le point de transition de phase de l'acier et améliorant sa trempabilité et ses propriétés mécaniques.Le personnel scientifique et technologique militaire a développé de nombreux matériaux de terres rares adaptés à une utilisation dans les armes en utilisant les propriétés desterres rares.

1.1.1 Acier blindé

Dès le début des années 1960, l'industrie d'armement chinoise a commencé à rechercher l'application des terres rares dans l'acier de blindage et l'acier pour armes à feu, et a successivement produitterres raresdes aciers blindés tels que 601, 603 et 623, ouvrant la voie à une nouvelle ère de matières premières clés pour la production de chars en Chine sur la base de la production nationale.

1.1.2Terres raresAcier 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 Carbone.La valeur d'impact latéral de cet acier aux 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.Il a été prouvé que l'étui de cartouche de grand diamètre fabriqué à partir de cet acier répond pleinement aux exigences techniques lors de tests de tir au champ de tir.Actuellement, la Chine l'a finalisé et l'a mis en production, réalisant ainsi son souhait de longue date de remplacer le cuivre par de l'acier dans les 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 chenille de réservoir, tandis queterres raresl'acier moulé est utilisé pour fabriquer des ailes de queue, des freins de bouche et des composants structurels d'artillerie pour les obus perforants à grande 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 aux terres rares dans la technologie militaire moderne

Dans le passé, les matériaux des projectiles de la chambre avant de la Chine étaient constitués de fonte semi-rigide composée de fonte brute de haute qualité mélangée à 30 à 40 % de ferraille d'acier.En raison de sa faible résistance, de sa grande fragilité, de sa fragmentation efficace faible et non nette après explosion et de son faible pouvoir de destruction, le développement des corps de projectiles à chambre avant était autrefois limité.Depuis 1963, divers calibres d'obus de mortier ont été fabriqués à partir de fonte ductile de terres rares, ce 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 pouvoir destructeur.L'obus de combat d'un certain type d'obus de canon et d'obus de campagne fabriqués à partir de ce matériau dans notre pays a un nombre effectif de fragmentation et un rayon de destruction dense légèrement meilleurs que l'obus en acier.

L'application de matériaux non ferreuxalliage de terres raresdes éléments 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, empêcher 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, des propriétés physiques et des performances de traitement.Les travailleurs nationaux et étrangers ont utilisé les propriétés deterres raresdévelopper de nouveauxterres raresalliages de magnésium, alliages d'aluminium, alliages de titane et alliages haute température.Ces produits ont été largement utilisés dans les technologies militaires modernes telles que les avions de combat, 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 dénommés AVIC) comprennent environ 10 qualités d'alliages de magnésium coulés et d'alliages de magnésium déformés, dont beaucoup ont été utilisés dans la production et ont une qualité stable.Par exemple, l'alliage de magnésium moulé ZM 6 avec du néodyme, un métal des terres rares, comme additif principal, a été étendu pour être utilisé dans des pièces importantes telles que les carters de réduction arrière d'hélicoptères, les nervures d'ailes de chasseur et les plaques de pression de plomb de rotor pour les générateurs de 30 kW.L'alliage de magnésium à haute résistance aux terres rares BM25 développé conjointement par China Aviation Corporation et Nonferrous Metals Corporation a remplacé certains alliages d'aluminium à résistance moyenne et a été utilisé dans les avions d'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 de phases fragiles et améliorant la tenue thermique et la stabilité thermique de l'alliage.Sur cette base, un alliage de titane haute performance ZT3, coulé à haute température et contenant du cérium, a été développé.Comparé à des alliages internationaux similaires, il présente certains avantages en termes de résistance à la chaleur, de résistance et de performances de processus.Le carter de compresseur fabriqué avec celui-ci 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 permet d'obtenir des avantages techniques et économiques significatifs, comblant ainsi le manque d'utilisation de carters en titane moulé pour les moteurs d'aviation en Chine dans des conditions de 500 ℃.La recherche a montré qu'il existe de petitsoxyde de cériumparticules dans la microstructure de l'alliage ZT3 contenantcérium.Cériumcombine une partie de l'oxygène dans l'alliage pour former un réfractaire et une dureté élevéeoxyde de terre rarematériau, Ce2O3.Ces particules entravent le mouvement des dislocations lors de la déformation de l’alliage, améliorant ainsi les performances de l’alliage à haute température.Cériumcapte certaines impuretés du gaz (notamment aux joints de grains), ce qui peut renforcer l'alliage tout en conservant une bonne stabilité thermique.Il s'agit de la première tentative d'appliquer la théorie du renforcement difficile des points de soluté dans la coulée d'alliages de titane.De plus, après des années de recherche, l'Aviation Materials Institute a mis au point des matériaux stables et peu coûteux.oxyde d'yttriummatériaux de sable et de poudre dans le processus de moulage de précision de la solution d'alliage de titane, en utilisant une technologie spéciale de traitement de minéralisation.Il a atteint de bons niveaux de densité, de dureté et de stabilité par rapport au liquide de titane.En termes d'ajustement et de contrôle des performances du coulis de coque, celui-ci a montré une plus grande supériorité.L'avantage exceptionnel de l'utilisation d'une coque en oxyde d'yttrium pour fabriquer des pièces moulées en titane est que, dans des conditions où la qualité et le niveau de traitement des pièces moulées sont comparables à ceux du processus de couche superficielle de tungstène, il est possible de fabriquer des pièces moulées en alliage de titane qui sont plus minces que celles-ci. du processus de couche superficielle de tungstène.À l’heure actuelle, ce procédé est 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 à l'étranger et a atteint le niveau avancé d'alliages similaires à l'étranger.Elle est désormais utilisée comme valve résistante à la pression pour les hélicoptères et les avions de combat avec une température de fonctionnement de 300 ℃, remplaçant les alliages d'acier et de titane.Poids structurel réduit et a été mis en production de masse.La résistance à la traction deterres raresL'alliage hypereutectique ZL117 aluminium-silicium à 200-300 ℃ est supérieur à celui des alliages de piston ouest-allemands KS280 et KS282.Sa résistance à l'usure est 4 à 5 fois supérieure à celle des alliages de piston ZL108 couramment utilisés, avec un faible coefficient de dilatation 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 de moteurs de modèles d'aviation.L'addition deterres rareséléments en alliages d'aluminium améliore considérablement la microstructure et les propriétés mécaniques.Le mécanisme d'action des éléments de terres rares dans les alliages d'aluminium consiste à former une distribution dispersée, et les petits composés d'aluminium jouent un rôle important dans le renforcement de la deuxième phase ;L'addition 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 des terres rares favorisent la formation et le raffinement de phases riches en fer, réduisant ainsi leurs effets nocifs.α— La quantité de fer en solution solide dans A1 diminue avec l’augmentation deterres raresajout, ce 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.Lorsqu'elles sont soumises à un frottement et à un impact intenses, les étincelles peuvent enflammer des matériaux inflammables.Ainsi, dès 1908, il fut transformé en silex.Il a été constaté que parmi les 17terres rareséléments, six éléments dontcérium, lanthane, néodyme, praséodyme, samarium, etyttriumont des performances particulièrement bonnes en matière d'incendie criminel.Les gens ont transformé les propriétés d'incendie criminel de rsont des métaux terrestresen divers types d'armes incendiaires, comme le missile américain Mark 82 de 227 kg, qui utilisemétal des terres raresdoublure, qui produit non seulement des effets mortels explosifs mais également des effets d'incendie criminel.L'ogive de la fusée air-sol américaine "Damping Man" est équipée de 108 tiges carrées en métaux de terres rares comme revêtements, remplaçant certains fragments préfabriqués.Des tests de dynamitage statique ont montré que sa capacité à enflammer le carburant aviation est 44 % supérieure à celle du carburant sans revêtement.

3.2 Mixtemétal des terres raress

En raison du prix élevé du purles métaux 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 à 1,5 m/s, un diamètre de flamme d'environ 500 mm, une température de flamme aussi élevée que 1715-2000 ℃.Après combustion, la durée du chauffage incandescent du corps 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 était constituée d'un mélange de terres rares.Après l'explosion du projectile, chaque fragment doté d'une doublure inflammable peut enflammer la cible.A cette époque, la production mensuelle de la bombe atteignait 200 000 cartouches, avec un maximum de 260 000 cartouches.

3.3Terres raresalliages de combustion

Aterres raresun alliage de combustion pesant 100 g peut former 200 à 3 000 étincelles avec une grande zone de couverture, ce qui équivaut au rayon de destruction des obus perforants et perforants.Par conséquent, le développement de munitions multifonctionnelles dotées d’un pouvoir de combustion est devenu l’une des principales orientations du développement des munitions au pays et à l’étranger.Pour les obus perforants et perforants, leurs performances tactiques nécessitent qu'après avoir pénétré le blindage du char ennemi, ils puissent également enflammer leur carburant et leurs munitions pour détruire complètement le char.Pour les grenades, il est nécessaire d'enflammer les fournitures militaires et les installations stratégiques situées à portée de tir.Il est rapporté qu'une bombe incendiaire en plastique à base de terres rares fabriquée aux États-Unis a un corps en nylon renforcé de fibre de verre et un noyau en alliage de terres rares mélangées, qui est utilisé pour avoir de meilleurs effets contre les cibles contenant du carburant d'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 éléments des terres rares ont des propriétés de résistance aux radiations.Le Centre national des sections efficaces des neutrons aux États-Unis a utilisé des matériaux polymères comme substrat et a fabriqué deux types de plaques d'une épaisseur de 10 mm avec ou sans ajout d'éléments de terres rares pour les tests de radioprotection.Les résultats montrent que l'effet de protection contre les neutrons thermiques deterres raresLes matériaux polymères sont 5 à 6 fois meilleurs que ceux deterres raresmatériaux polymères gratuits.Les matériaux de terres rares avec des éléments ajoutés tels quesamarium, europium, gadolinium, dysprosium, etc. ont la section efficace d'absorption des neutrons la plus élevée et ont un bon effet sur la capture des neutrons.À l'heure actuelle, les principales applications des matériaux anti-rayonnement de terres rares dans la technologie militaire comprennent les aspects suivants.

4.1.1 Protection contre les rayonnements nucléaires

Les États-Unis utilisent 1 % de bore et 5 % d’éléments de terres raresgadolinium, samarium, etlanthanefabriquer un béton résistant aux radiations de 600 m d'épaisseur pour protéger les sources de neutrons de fission dans les réacteurs de piscine.La France a développé un matériau de radioprotection aux terres rares en y ajoutant des borures,terres rarescomposés, oualliages de terres raresau graphite comme substrat.La charge de ce matériau de blindage composite doit être uniformément répartie et transformée en pièces préfabriquées, qui sont placées autour du canal du réacteur en fonction des différentes exigences des pièces de blindage.

4.1.2 Protection contre le rayonnement thermique des réservoirs

Il se compose 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, avec de la poudre inorganique ajoutée à 2 %terres raresdes composés comme charges pour bloquer les neutrons rapides et absorber les neutrons lents ;Les deuxième et troisième couches ajoutent du graphite de bore, 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

Candidatureterres raresles revêtements anti-radiation sur les chars, les navires, les abris et autres équipements militaires peuvent avoir un effet anti-radiation.

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 grande capacité à absorber les neutrons, avec environ 4 600 cibles par atome.Chaque naturelgadoliniumL'atome absorbe en moyenne 4 neutrons avant de tomber en panne.Lorsqu'il est mélangé à de l'uranium fissible,gadoliniumpeut favoriser la combustion, réduire la consommation d’uranium et augmenter la production d’énergie.Oxyde de gadoliniumne produit pas de sous-produit nocif comme le deutérium comme le carbure de bore et peut être compatible à la fois avec le combustible à l'uranium et son matériau de revêtement lors des réactions nucléaires.L'avantage d'utilisergadoliniumau lieu du bore, c'est çagadoliniumpeut être directement mélangé à l’uranium pour empêcher l’expansion des barres de combustible nucléaire.Selon les statistiques, il existe actuellement 149 réacteurs nucléaires en projet dans le monde, dont 115 réacteurs à eau sous pression utilisant des terres rares.oxyde de gadolinium. Terres raressamarium, europium, etdysprosiumont été utilisés comme absorbeurs de neutrons dans les surgénérateurs de neutrons.Terres rares yttriuma une petite 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 gadoliniumetdysprosiumpeut être utilisé 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 rareLa céramique métallique de fer europium peut être utilisée 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 de la géocontrainte provoquée par les explosions nucléaires souterraines.Quandterre rarehytterbiumest soumis à une force, la résistance augmente et le changement de résistance peut être utilisé pour calculer la pression à laquelle il est soumis.Mise en relationterres rares gadoliniumune feuille déposée par dépôt en phase vapeur et un revêtement échelonné avec un élément sensible à la contrainte peuvent être utilisées pour mesurer une contrainte nucléaire élevée.

5,Application deTerres raresMatériaux à aimants permanents dans la technologie militaire moderne

Leterres raresLe matériau à aimant permanent, salué comme la nouvelle génération de rois magnétiques, est actuellement connu comme le matériau à aimant permanent aux performances complètes les plus élevées.Il possède des propriétés magnétiques plus de 100 fois supérieures à celles de l’acier magnétique utilisé dans les équipements militaires dans les années 1970.À l'heure actuelle, il est devenu un matériau important dans la technologie de communication électronique moderne, utilisé dans les tubes à ondes progressives et les circulateurs des satellites artificiels terrestres, des radars et d'autres domaines.Il revêt donc une importance militaire considérable.

Samariumdes aimants au cobalt et des aimants au néodyme, fer et bore sont utilisés pour la focalisation des faisceaux d'électrons dans les systèmes de guidage de missiles.Les aimants sont les principaux dispositifs de focalisation des faisceaux d'électrons et transmettent les données à la surface de contrôle du missile.Il y a environ 5 à 10 livres (2,27 à 4,54 kg) d'aimants dans chaque dispositif de guidage de focalisation du missile.En outre,terres raresles aimants sont également utilisés pour entraîner des moteurs électriques et faire tourner le gouvernail des missiles guidés.Leurs avantages résident dans leurs propriétés magnétiques plus fortes et leur poids plus léger 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, directionnalité et 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 d'aluminium est un laser largement utilisé qui peut atteindre une sortie continue de haute puissance à température ambiante.L'application des lasers à semi-conducteurs 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 jusqu'à 4 000 à 20 000 mètres avec une précision de 5 mètres.Les 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 Challenger 2 développé en Grande-Bretagne utilisent tous ce type de télémètre laser.À l'heure actuelle, certains pays développent une nouvelle génération de télémètres laser solides pour la sécurité des yeux humains, avec une plage de longueurs d'onde de travail de 1,5 à 2,1 μM. Des télémètres laser portables ont été développés en utilisantholmiumdopéyttriumlasers 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 un laser dopé à l'erbium.yttriumlaser au fluorure de lithium avec un télémètre laser d'une longueur d'onde de 1,73 μ M et lourdement équipé de troupes.La longueur d'onde laser du télémètre militaire chinois est de 1,06 μM, allant de 200 à 7 000 m.La Chine obtient des données importantes grâce aux théodolites de télévision laser lors des mesures de portée des cibles lors du lancement de fusées à longue portée, de missiles et de satellites de communication expérimentaux.

6.2 Guidage laser

Les bombes à guidage 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 auto-guider la réponse du missile, empêchant ainsi les interférences du lancement du missile et les obstacles posés par l'ennemi.La bombe planante militaire américaine GBV-15, également connue sous le nom de « bombe adroite ».De même, il peut également être utilisé pour fabriquer des coques guidées laser.

6.3 Communication laser

En plus du Nd · YAG, la production laser du lithiumnéodymeLe cristal de phosphate (LNP) est polarisé et facile à moduler, ce qui en fait l'un des matériaux micro-laser les plus prometteurs.Il convient comme source de lumière pour la communication par fibre optique et devrait être appliqué à l’optique intégrée et à la communication cosmique.En outre,yttriumLe monocristal de grenat de fer (Y3Fe5O12) peut être utilisé comme divers dispositifs à ondes de surface magnétostatiques utilisant la technologie d'intégration 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 certain matériau présente une résistance nulle en dessous d’une certaine température, on parle 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 augmenter considérablement la température critique Tc.Cela favorise grandement le développement et l’application de matériaux supraconducteurs.Dans les années 1980, des pays développés comme les États-Unis et le Japon ont ajouté une certaine quantité deoxyde de terre raredes choses telles quelanthane, yttrium,europium, eterbiumà l'oxyde de baryum etoxyde de cuivredes composés, qui ont été mélangés, pressés et frittés pour former des matériaux céramiques supraconducteurs, rendant ainsi 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 l'aide de matériaux céramiques supraconducteurs.Si ce type de circuit intégré est utilisé pour fabriquer des ordinateurs supraconducteurs, il sera non seulement de petite taille, léger et pratique à utiliser, mais aura également une vitesse de calcul 10 à 100 fois plus rapide que celle des ordinateurs à semi-conducteurs, avec des opérations en virgule flottante. atteignant 300 à 1 billion de fois par seconde.Par conséquent, l'armée américaine prédit qu'une fois introduits, les ordinateurs supraconducteurs deviendront un « multiplicateur » de l'efficacité au combat du système C1 dans l'armée.

7.2 Technologie d'exploration magnétique supraconductrice

Les composants sensibles magnétiques fabriqués à partir de matériaux céramiques supraconducteurs ont un petit volume, ce qui facilite l'intégration et la mise en réseau.Ils peuvent former des systèmes de détection multicanaux et multiparamètres, augmentant considérablement la capacité d'information de l'unité et améliorant considérablement la distance de détection et la précision du détecteur magnétique.L'utilisation de magnétomètres supraconducteurs peut non seulement détecter des cibles mobiles telles que des chars, des véhicules et des sous-marins, mais également mesurer leur taille, entraînant des changements significatifs dans les tactiques et les technologies telles que la guerre antichar et anti-sous-marine.

Il semblerait que la marine américaine ait décidé de développer un satellite de télédétection utilisant ce système.terres 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 constituent un nouveau type de matériau fonctionnel nouvellement développé à la fin des années 1980 à l'étranger.Se référant principalement aux composés de fer des 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 supérieur à celui des matériaux magnétostrictifs généraux, c'est pourquoi on l'appelle matériaux magnétostrictifs grands ou géants.Parmi tous les matériaux commerciaux, les matériaux magnétostrictifs géants de terres rares ont la valeur de déformation et l'énergie la plus élevée sous action physique.Surtout avec le développement réussi de l’alliage magnétostrictif Terfenol-D, une nouvelle ère de matériaux magnétostrictifs s’est 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 des mouvements mécaniques de précision.À l'heure actuelle, il est largement utilisé dans divers domaines, depuis les systèmes de carburant, le contrôle des vannes de liquide, le micro-positionnement jusqu'aux actionneurs mécaniques pour les télescopes spatiaux et les régulateurs d'ailes d'avion.Le développement de la technologie des matériaux Terfenol-D a permis des progrès révolutionnaires dans la technologie de conversion électromécanique.Et elle a joué un rôle important dans le développement de technologies de pointe, de technologies militaires et dans la modernisation des industries traditionnelles.L'application de matériaux magnétostrictifs de terres rares dans l'armée moderne comprend principalement les aspects suivants :

8.1 Sonar

La fréquence d'émission générale du sonar est supérieure à 2 kHz, mais le sonar basse fréquence en dessous de cette fréquence présente 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 l'écho sous-marin est affectée.Les sonars fabriqués à partir du matériau Terfenol-D peuvent répondre aux exigences de puissance élevée, de petit volume et de basse fréquence, c'est pourquoi ils se sont développés rapidement.

8.2 Transducteurs électromécaniques

Principalement utilisé pour les petits dispositifs à action contrôlée - les actionneurs.Y compris une précision de contrôle atteignant le niveau nanométrique, ainsi que des servopompes, des systèmes d'injection de carburant, des freins, etc. Utilisé pour les voitures militaires, les avions et vaisseaux spatiaux militaires, les robots militaires, etc.

8.3 Capteurs et appareils électroniques

Tels que des magnétomètres de poche, des capteurs pour détecter le déplacement, la force et l'accélération, ainsi que des dispositifs à ondes acoustiques de surface accordables.Ce dernier est utilisé 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 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 appareils de vision nocturne.Dans les miroirs de vision nocturne, les phosphores des terres rares convertissent les photons (énergie lumineuse) en électrons, qui sont améliorés à travers des millions de petits trous dans le plan du microscope à fibre optique, se réfléchissant d'avant en arrière depuis le mur, libérant ainsi plus d'électrons.Certains phosphores de terres rares à l'extrémité arrière reconvertissent 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 du pentoxyde de niobium, mais pour que les systèmes de vision nocturne réussissent, l'élément terre rarelanthaneest un élément crucial.Pendant 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 duterres 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 du pays.terres raresindustrie.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 au pays.terres raresl’industrie elle-même.