Застосування рідкоземельних матеріалів у сучасних військових технологіях

Рідкісноземельні елементи,Відомі як «скарбниця» нових матеріалів, як спеціальний функціональний матеріал, можуть значно покращити якість та експлуатаційні характеристики інших продуктів, а також відомі як «вітаміни» сучасної промисловості. Вони не лише широко використовуються в традиційних галузях промисловості, таких як металургія, нафтохімія, склокераміка, вовняне прядіння, шкіра та сільське господарство, але й відіграють незамінну роль у таких матеріалах, як флуоресценція, магнетизм, лазер, волоконно-оптичний зв'язок, накопичення водневої енергії, надпровідність тощо. Вони безпосередньо впливають на швидкість та рівень розвитку нових високотехнологічних галузей, таких як оптичні прилади, електроніка, аерокосмічна та ядерна промисловість. Ці технології успішно застосовуються у військовій техніці, значною мірою сприяючи розвитку сучасної військової техніки.

Особливу роль, яку відіграєрідкісноземельніНові матеріали в сучасних військових технологіях привернули значну увагу урядів та експертів різних країн, зокрема, були зазначені як ключовий елемент розвитку високотехнологічних галузей промисловості та військових технологій відповідними відомствами таких країн, як Сполучені Штати та Японія.

Короткий вступ доРідкісна землята їхній зв'язок з військовою діяльністю та національною обороною
Строго кажучи, всі рідкоземельні елементи мають певне військове застосування, але найважливішу роль вони відіграють у національній обороні та військовій галузях, таких як лазерна локація, лазерне наведення та лазерний зв'язок.

Застосуваннярідкісноземельністаль ірідкісноземельніковкий чавун у сучасній військовій техніці

1.1 ЗастосуванняРідкісна земляСталь у сучасних військових технологіях

Функція включає два аспекти: очищення та легування, головним чином десульфуризацію, розкислення та видалення газів, усунення впливу шкідливих домішок з низькою температурою плавлення, подрібнення зерна та структури, вплив на точку фазового переходу сталі та покращення її загартовуваності та механічних властивостей. Військові науковці та техніка розробили багато рідкоземельних матеріалів, придатних для використання в зброї, використовуючи властивостірідкісноземельні.

1.1.1 Броньова сталь

Ще на початку 1960-х років китайська збройова промисловість почала досліджувати застосування рідкісноземельних елементів у броньовій та збройовій сталі та послідовно виробляларідкісноземельніброньова сталь, така як 601, 603 та 623, що започаткувало нову еру ключової сировини для виробництва танків у Китаї на основі внутрішнього виробництва.

1.1.2Рідкісноземельнівуглецева сталь

В середині 1960-х років Китай додав 0,05%рідкісноземельніелементи до певної високоякісної вуглецевої сталі для виробництварідкісноземельніВуглецева сталь. Поперечна ударна міцність цієї рідкоземельної сталі збільшена на 70-100% порівняно з оригінальною вуглецевою сталлю, а ударна міцність при температурі -40 ℃ зросла майже вдвічі. Випробування на стрільбищі підтвердили, що гільза великого діаметра, виготовлена ​​з цієї сталі, повністю відповідає технічним вимогам. Наразі Китай завершив розробку та запустив її у виробництво, реалізуючи давнє бажання Китаю замінити мідь сталлю в матеріалі для набоїв.

1.1.3 Рідкісноземельна високомарганцева сталь та лита рідкоземельна сталь

РідкісноземельніВисокомарганцева сталь використовується для виготовлення пластин для гусениць танків, тоді якрідкісноземельніЛита сталь використовується для виготовлення хвостових крил, дульних гальм та артилерійських конструкційних елементів для високошвидкісних підкаліберних снарядів. Це дозволяє скоротити кількість етапів обробки, покращити використання сталі та досягти тактико-технічних показників.

1.2 Застосування рідкоземельного вузлового чавуну в сучасних військових технологіях

У минулому матеріали для виготовлення снарядів з передньою камерою в Китаї виготовлялися з напівтвердого чавуну, що виготовлявся з високоякісного чавуну, змішаного з 30-40% сталевого брухту. Через низьку міцність, високу крихкість, низьку та не гостру ефективну фрагментацію після вибуху, а також слабку забійну силу, розробка корпусів снарядів з передньою камерою колись була обмежена. З 1963 року різні калібри мінометних снарядів виготовляються з використанням рідкісноземельного ковкого чавуну, що збільшило їхні механічні властивості в 1-2 рази, збільшило кількість ефективних осколків та загострило краї осколків, що значно підвищило їхню забійну силу. Бойовий снаряд певного типу гарматного снаряда та снаряда польової гармати, виготовлений з цього матеріалу в нашій країні, має дещо кращу ефективну кількість осколків та щільний радіус ураження, ніж сталевий снаряд.

Застосування кольорових металівсплав рідкоземельних матеріалівтакі як магній та алюміній у сучасних військових технологіях

Рідкісноземельні елементимають високу хімічну активність та великі атомні радіуси. При додаванні до кольорових металів та їх сплавів вони можуть подрібнювати розмір зерна, запобігати сегрегації, видаляти газ, домішки та очищати, а також покращувати металографічну структуру, тим самим досягаючи комплексних цілей, таких як покращення механічних властивостей, фізичних властивостей та продуктивності обробки. Вітчизняні та зарубіжні фахівці з матеріалів використовували властивості...рідкісноземельні елементирозробляти новірідкісноземельнімагнієві сплави, алюмінієві сплави, титанові сплави та жароміцні сплави. Ці продукти широко використовуються в сучасних військових технологіях, таких як винищувачі, штурмові літаки, гелікоптери, безпілотні літальні апарати та ракетні супутники.

2.1Рідкісноземельнімагнієвий сплав

РідкісноземельніМагнієві сплави мають високу питому міцність, можуть зменшити вагу літака, покращити тактичні характеристики та мають широкі перспективи застосування.рідкісноземельніМагнієві сплави, розроблені Китайською авіаційною промисловою корпорацією (далі – AVIC), включають близько 10 марок литих магнієвих сплавів та деформованих магнієвих сплавів, багато з яких використовуються у виробництві та мають стабільну якість. Наприклад, литий магнієвий сплав ZM 6 з рідкоземельним металом неодимом як основною добавкою був розширений для використання у важливих деталях, таких як задні корпуси редукторів вертольотів, ребра крила винищувача та натискні плити ротора для генераторів потужністю 30 кВт. Рідкісноземельний високоміцний магнієвий сплав BM25, спільно розроблений Китайською авіаційною корпорацією та Корпорацією кольорових металів, замінив деякі алюмінієві сплави середньої міцності та застосовується в ударних літаках.

2.2Рідкісноземельнітитановий сплав

На початку 1970-х років Пекінський інститут аеронавігаційних матеріалів (далі — Інститут) замінив частину алюмінію та кремнію нарідкісноземельний метал церій (Ce) у титанових сплавах Ti-A1-Mo, обмежуючи осадження крихких фаз та покращуючи термостійкість і термостабільність сплаву. На цій основі було розроблено високоефективний литий високотемпературний титановий сплав ZT3, що містить церій. Порівняно з аналогічними міжнародними сплавами, він має певні переваги в термостійкості, міцності та технологічних характеристиках. Корпус компресора, виготовлений з нього, використовується для двигуна W PI3 II, що зменшує вагу кожного літака на 39 кг та збільшує співвідношення тяги до ваги на 1,5%. Крім того, етапи обробки скорочуються приблизно на 30%, що дозволяє досягти значних технічних та економічних переваг, заповнюючи прогалину у використанні литих титанових корпусів для авіаційних двигунів у Китаї за умов температури 500 ℃. Дослідження показали, що існують невеликіоксид церіючастинки в мікроструктурі сплаву ZT3, що міститьцерій.Церійпоєднує частину кисню зі сплаву, утворюючи вогнетривкий матеріал високої твердостіоксид рідкоземельних матеріалівматеріал, Ce2O3. Ці частинки перешкоджають руху дислокацій під час деформації сплаву, покращуючи його високотемпературні характеристики.Церійзахоплює деякі газові домішки (особливо на межах зерен), що може зміцнити сплав, зберігаючи при цьому добру термічну стабільність. Це перша спроба застосувати теорію складного точкового зміцнення розчиненими речовинами при литті титанових сплавів. Крім того, після багаторічних досліджень Інститут авіаційних матеріалів розробив стабільний та недорогийоксид ітріюпіщані та порошкові матеріали в процесі точного лиття з титанового сплаву з використанням спеціальної технології мінералізаційної обробки. Він досяг хороших рівнів питомої ваги, твердості та стійкості до титанового рідкого розчину. З точки зору регулювання та контролю характеристик оболонкової суспензії, він продемонстрував більшу перевагу. Видатною перевагою використання оболонки з оксиду ітрію для виготовлення титанових виливків є те, що за умов, коли якість та рівень процесу виливків порівнянні з процесом поверхневого шару вольфраму, можна виготовляти виливки з титанових сплавів, які тонші, ніж виливки, отримані методом поверхневого шару вольфраму. Наразі цей процес широко використовується у виробництві різних літаків, двигунів та цивільних виливків.

2.3Рідкісноземельніалюмінієвий сплав

Термостійкий литий алюмінієвий сплав HZL206, що містить рідкісноземельні елементи, розроблений AVIC, має чудові механічні властивості за високих температур та кімнатної температури порівняно з нікельвмісними сплавами за кордоном та досяг передового рівня аналогічних сплавів за кордоном. Зараз він використовується як стійкий до тиску клапан для гелікоптерів та винищувачів з робочою температурою 300 ℃, замінюючи сталеві та титанові сплави. Зменшив вагу конструкції та був запущений у масове виробництво. Міцність на розтягрідкісноземельніАлюмінієво-кремнієвий заевтектичний сплав ZL117 при 200-300 ℃ має вищу зносостійкість, ніж у західнонімецьких поршневих сплавів KS280 та KS282. Його зносостійкість у 4-5 разів вища, ніж у звичайних поршневих сплавів ZL108, має малий коефіцієнт лінійного розширення та добру розмірну стабільність. Він використовується в авіаційних аксесуарах, повітряних компресорах KY-5, KY-7 та поршнях авіаційних модельних двигунів. Додавання...рідкісноземельніелементи до алюмінієвих сплавів значно покращує мікроструктуру та механічні властивості. Механізм дії рідкоземельних елементів в алюмінієвих сплавах полягає у формуванні дисперсного розподілу, а невеликі сполуки алюмінію відіграють значну роль у зміцненні другої фази; додаваннярідкісноземельніелементи відіграють певну роль у дегазації та очищенні, тим самим зменшуючи кількість пор у сплаві та покращуючи його експлуатаційні характеристики;РідкісноземельніСполуки алюмінію, як гетерогенні кристалічні зародки для подрібнення зерен та евтектичних фаз, також є типом модифікатора; Рідкісноземельні елементи сприяють утворенню та подрібненню фаз, багатих на залізо, зменшуючи їхній шкідливий вплив. α — Кількість заліза у твердому розчині в A1 зменшується зі збільшеннямрідкісноземельнікрім того, що також корисно для підвищення міцності та пластичності.

Застосуваннярідкісноземельнігорючі матеріали в сучасній військовій техніці

3.1 Чистийрідкісноземельні метали

Чистийрідкісноземельні метализавдяки своїм активним хімічним властивостям схильні реагувати з киснем, сіркою та азотом, утворюючи стабільні сполуки. Під впливом інтенсивного тертя та удару іскри можуть запалити легкозаймисті матеріали. Тому ще в 1908 році з нього виготовляли кремінь. Було виявлено, що серед 17рідкісноземельніелементи, включаючи шість елементівцерій, лантан, неодим, празеодим, самарій, таітріймають особливо хороші показники проти підпалів. Люди перетворили властивості підпалу нає земними металамиу різні типи запальної зброї, такі як американська ракета Mark 82 вагою 227 кг, яка використовуєрідкісноземельний металпідкладка, яка не лише створює вибуховий вбивчий ефект, а й ефект підпалу. Американська бойова частина ракети класу "повітря-земля" "Damping Man" оснащена 108 квадратними стрижнями з рідкоземельних металів як підкладками, що замінюють деякі попередньо виготовлені фрагменти. Статичні вибухові випробування показали, що її здатність займати авіаційне паливо на 44% вища, ніж у непідкладених.

3.2 Змішанийрідкісноземельний металs

Через високу ціну чистогорідкісноземельні метали,У різних країнах широко використовується недорогий композитрідкісноземельний металу зброї горіння. Композитнийрідкісноземельний металГорючий агент завантажується в металеву оболонку під високим тиском, з щільністю горючого агента (1,9~2,1) × 10³ кг/м³, швидкістю горіння 1,3-1,5 м/с, діаметром полум'я близько 500 мм, температурою полум'я досягає 1715-2000 ℃. Після згоряння тривалість нагрівання розпеченого тіла становить понад 5 хвилин. Під час війни у ​​В'єтнамі американські військові запускали 40-мм запальну гранату за допомогою пускової установки, а запалювальна підкладка всередині була виготовлена ​​зі змішаного рідкоземельного металу. Після вибуху снаряда кожен фрагмент із запалювальною підкладкою може запалити ціль. На той час щомісячне виробництво бомб досягло 200 000 пострілів, а максимум - 260 000 пострілів.

3.3Рідкісноземельнісплави для горіння

AрідкісноземельніСплав горіння вагою 100 г може утворювати 200-3000 іскор з великою площею охоплення, що еквівалентно радіусу ураження бронебійними та бронебійними снарядами. Тому розробка багатофункціональних боєприпасів із силою горіння стала одним з основних напрямків розвитку боєприпасів у країні та за кордоном. Для бронебійних та бронебійних снарядів тактичні характеристики вимагають, щоб після проникнення через броню ворожого танка вони також могли запалити своє паливо та боєприпаси для повного знищення танка. Для гранат потрібно запалити військові припаси та стратегічні об'єкти в межах їхньої уражаючої зони. Повідомляється, що пластикова запальна бомба з рідкісноземельних металів, виготовлена ​​в Сполучених Штатах, має корпус з нейлону, армованого скловолокном, та серцевину зі змішаного рідкісноземельного сплаву, яка використовується для кращого впливу на цілі, що містять авіаційне паливо та подібні матеріали.

Застосування 4Рідкісна земляМатеріали у військовому захисті та ядерних технологіях

4.1 Застосування у технологіях військового захисту

Рідкісноземельні елементи мають радіаційно-стійкі властивості. Національний центр нейтронних перерізів у Сполучених Штатах використав полімерні матеріали як підкладку та виготовив два типи пластин товщиною 10 мм з додаванням або без додавання рідкісноземельних елементів для випробувань радіаційного захисту. Результати показують, що ефект екранування тепловими нейтронамирідкісноземельніполімерні матеріали у 5-6 разів кращі зарідкісноземельнівільні полімерні матеріали. Рідкоземельні матеріали з додаванням таких елементів, яксамарій, європію, гадоліній, диспрозійтощо мають найвищий поперечний переріз поглинання нейтронів і добре впливають на захоплення нейтронів. Наразі основні застосування рідкоземельних протирадіаційних матеріалів у військовій техніці включають такі аспекти.

4.1.1 Захист від ядерного випромінювання

Сполучені Штати використовують 1% бору та 5% рідкоземельних елементівгадоліній, самарій, талантанвиготовити радіаційно-стійкий бетон товщиною 600 м для екранування джерел нейтронів поділу в реакторах басейнів. Франція розробила матеріал для радіаційного захисту на основі рідкісноземельних елементів, додавши бориди,рідкісноземельнісполуки, абосплави рідкісноземельних матеріалівна графіт як основу. Наповнювач цього композитного захисного матеріалу повинен бути рівномірно розподілений та виготовлений у вигляді попередньо виготовлених деталей, які розміщуються навколо каналу реактора відповідно до різних вимог до захисних деталей.

4.1.2 Тепловий радіаційний захист резервуара

Він складається з чотирьох шарів шпону загальною товщиною 5-20 см. Перший шар виготовлений зі склопластику, армованого склом, з додаванням 2% неорганічного порошку.рідкісноземельнісполуки як наповнювачі для блокування швидких нейтронів та поглинання повільних нейтронів; Другий та третій шари додають борграфіт, полістирол та рідкоземельні елементи, що становлять 10% від загальної кількості наповнювача до першого, для блокування нейтронів проміжної енергії та поглинання теплових нейтронів; Четвертий шар використовує графіт замість скловолокна та додає 25%рідкісноземельнісполуки, що поглинають теплові нейтрони.

4.1.3 Інші

Подання заявкирідкісноземельніПротирадіаційні покриття танків, кораблів, укриттів та іншої військової техніки можуть мати протирадіаційний ефект.

4.2 Застосування в ядерних технологіях

Рідкісноземельніоксид ітріюможе бути використаний як горючий поглинач для уранового палива в киплячих реакторах (BWR). Серед усіх елементів,гадолініймає найсильнішу здатність поглинати нейтрони, приблизно 4600 мішеней на атом. Кожен природнийгадолінійатом поглинає в середньому 4 нейтрони перед руйнуванням. У суміші з ділимим ураном,гадолінійможе сприяти горінню, зменшувати споживання урану та збільшувати виробництво енергії.Оксид гадолініюне утворює шкідливого побічного продукту дейтерію, такого як карбід бору, і може бути сумісним як з урановим паливом, так і з його покривним матеріалом під час ядерних реакцій. Перевага використаннягадолінійзамість бору цегадолінійможна безпосередньо змішувати з ураном, щоб запобігти розширенню ядерних паливних стрижнів. Згідно зі статистикою, наразі у світі планується будівництво 149 ядерних реакторів, з яких 115 реакторів з водою під тиском використовують рідкоземельні елементи.оксид гадолінію. Рідкісноземельнісамарій, європію, тадиспрозійвикористовувалися як поглиначі нейтронів у нейтронних розмножувачах.Рідкісноземельні ітріймає малий поперечний переріз захоплення нейтронів і може бути використаний як матеріал для труб для реакторів на розплавлених солях. Тонкі фольги з додаваннямрідкісноземельні гадолінійідиспрозійможуть використовуватися як детектори нейтронного поля в аерокосмічній та ядерній промисловості, невеликі кількостірідкісноземельнітулійіербійможуть бути використані як мішеневі матеріали для герметичних трубчастих нейтронних генераторів, таоксид рідкоземельних матеріалівМеталокераміка на основі європієвого заліза може бути використана для виготовлення покращених опорних пластин керування реактором.Рідкісноземельнігадолінійтакож може використовуватися як добавка до покриття для запобігання нейтронному випромінюванню, а також для броньованих транспортних засобів, покритих спеціальними покриттями, що містятьоксид гадолініюможе запобігти нейтронному випромінюванню.Рідкісноземельні ітербійвикористовується в обладнанні для вимірювання геонапружень, спричинених підземними ядерними вибухами. Колирідкісне серцегодітербійпіддається дії сили, опір збільшується, і зміну опору можна використовувати для розрахунку тиску, якому він піддається. Зв'язуваннярідкісноземельні гадолінійДля вимірювання високих ядерних напружень можна використовувати фольгу, нанесену методом осадження з парової фази та нанесену в шаховому порядку напружено-чутливим елементом.

5, ЗастосуванняРідкісна земляМатеріали з постійними магнітами в сучасних військових технологіях

TheрідкісноземельніПостійний магнітний матеріал, який називають новим поколінням магнітних королів, наразі відомий як постійний магнітний матеріал з найвищими комплексними характеристиками. Він має більш ніж у 100 разів вищі магнітні властивості, ніж магнітна сталь, що використовувалася у військовій техніці в 1970-х роках. Наразі він став важливим матеріалом у сучасних електронних технологіях зв'язку, використовується в трубках біжучої хвилі та циркуляторах штучних супутників Землі, радарах та інших галузях. Тому він має важливе військове значення.

СамарійКобальтові магніти та неодимові залізо-борові магніти використовуються для фокусування електронного променя в системах наведення ракет. Магніти є основними фокусуючими пристроями для електронних променів і передають дані на керуючу поверхню ракети. У кожному фокусуючому пристрої наведення ракети міститься приблизно 5-10 фунтів (2,27-4,54 кг) магнітів. Крім того,рідкісноземельніМагніти також використовуються для керування електродвигунами та обертання керма керованих ракет. Їхні переваги полягають у сильніших магнітних властивостях та меншій вазі порівняно з оригінальними алюмінієво-нікель-кобальтовими магнітами.

6. ЗастосуванняРідкісна земляЛазерні матеріали в сучасних військових технологіях

Лазер — це новий тип джерела світла, який має добру монохроматичність, спрямованість та когерентність, а також може досягати високої яскравості. Лазер тарідкісноземельнілазерні матеріали з'явилися одночасно. На сьогодні приблизно 90% лазерних матеріалів пов'язанірідкісноземельні елементиНаприклад,ітрійКристал алюмінієвого граната – це широко використовуваний лазер, який може досягати безперервної високої вихідної потужності за кімнатної температури. Застосування твердотільних лазерів у сучасній військовій справі включає такі аспекти.

6.1 Лазерна дальномірка

TheнеодимлегованийітрійАлюмінієво-гранатовий лазерний далекомір, розроблений такими країнами, як США, Велика Британія, Франція та Німеччина, може вимірювати відстані до 4000–20000 метрів з точністю до 5 метрів. Такі системи озброєння, як американський MI, німецький Leopard II, французький Leclerc, японський Type 90, ізраїльський Mecca та найновіший британський танк Challenger 2, використовують цей тип лазерного далекоміра. Наразі деякі країни розробляють нове покоління твердотільних лазерних далекомірів для безпеки людського ока з робочим діапазоном довжин хвиль 1,5–2,1 мкМ. Ручні лазерні далекоміри були розроблені з використанням...гольмійлегованийітрійлітій-фторидні лазери у Сполучених Штатах та Великій Британії з робочою довжиною хвилі 2,06 мкМ та діапазоном до 3000 м. Сполучені Штати також співпрацюють з міжнародними лазерними компаніями для розробки легованого ербієм лазераітрійЛітій-фторидний лазер з довжиною хвилі 1,73 мкМ, лазерний далекомір, що знаходиться на озброєнні військ. Довжина хвилі лазера військового далекоміра Китаю становить 1,06 мкМ, що становить від 200 до 7000 м. Китай отримує важливі дані з лазерних телевізійних теодолітів для вимірювання дальності до цілей під час запуску ракет далекого радіуса дії, ракет та експериментальних супутників зв'язку.

6.2 Лазерне наведення

Лазерно-керовані бомби використовують лазери для наведення на ціль. Для опромінення лазером цілі використовується Nd · YAG-лазер, який випромінює десятки імпульсів на секунду. Імпульси кодуються, і світлові імпульси можуть самостійно направляти ракету, тим самим запобігаючи перешкодам від запуску ракети та перешкодам, встановленим противником. Американська військова планерна бомба GBV-15, також відома як «спритна бомба». Аналогічно, її також можна використовувати для виготовлення снарядів з лазерним наведенням.

6.3 Лазерний зв'язок

Окрім Nd · YAG, лазерний вихід літіюнеодимКристалічний фосфат (LNP) поляризований і легко модулюється, що робить його одним із найперспективніших матеріалів для мікролазерів. Він підходить як джерело світла для волоконно-оптичного зв'язку та, як очікується, буде застосовуватися в інтегрованій оптиці та космічному зв'язку. Крім того,ітрійМонокристалічний залізний гранат (Y3Fe5O12) може бути використаний як різноманітні магнітостатичні пристрої поверхневих хвиль з використанням технології мікрохвильової інтеграції, що робить пристрої інтегрованими та мініатюрними, а також має спеціальне застосування в радіолокаційному дистанційному управлінні, телеметрії, навігації та електронних контрзаходах.

7. ЗастосуванняРідкісна земляНадпровідні матеріали в сучасних військових технологіях

Коли певний матеріал має нульовий опір нижче певної температури, це відомо як надпровідність, яка є критичною температурою (Tc). Надпровідники – це тип антимагнітного матеріалу, який відштовхує будь-які спроби застосувати магнітне поле нижче критичної температури, відомої як ефект Мейснера. Додавання рідкоземельних елементів до надпровідних матеріалів може значно підвищити критичну температуру Tc. Це значно сприяє розробці та застосуванню надпровідних матеріалів. У 1980-х роках розвинені країни, такі як Сполучені Штати та Японія, додали певну кількістьоксид рідкоземельних матеріалівтакі яклантан, ітрій,європію, таербійдо оксиду барію таоксид мідісполуки, які змішували, пресували та спікали для утворення надпровідних керамічних матеріалів, що зробило широке застосування надпровідної технології, особливо у військових цілях, ще більш масштабним.

7.1 Надпровідні інтегральні схеми

В останні роки за кордоном проводилися дослідження застосування надпровідної технології в електронних комп'ютерах, а також були розроблені надпровідні інтегральні схеми з використанням надпровідних керамічних матеріалів. Якщо цей тип інтегральної схеми буде використано для виробництва надпровідних комп'ютерів, вона буде не тільки невеликою за розміром, легкою та зручною у використанні, але й матиме швидкість обчислень у 10-100 разів швидшу, ніж напівпровідникові комп'ютери, з операціями з плаваючою комою, що досягатимуть від 300 до 1 трильйона разів на секунду. Тому американські військові прогнозують, що після впровадження надпровідних комп'ютерів вони стануть "множником" бойової ефективності системи С1 у військових.

7.2 Технологія надпровідної магнітної розвідки

Магнітно-чутливі компоненти, виготовлені з надпровідних керамічних матеріалів, мають малий об'єм, що спрощує їх інтеграцію та об'єднання в масиви. Вони можуть формувати багатоканальні та багатопараметричні системи виявлення, значно збільшуючи інформаційну ємність пристрою та значно покращуючи дальність виявлення та точність магнітного детектора. Використання надпровідних магнітометрів може не тільки виявляти рухомі цілі, такі як танки, транспортні засоби та підводні човни, але й вимірювати їхній розмір, що призводить до значних змін у тактиці та технологіях, таких як протитанкова та протипідводна війна.

Повідомляється, що ВМС США вирішили розробити супутник дистанційного зондування, використовуючи церідкісноземельнінадпровідний матеріал для демонстрації та вдосконалення традиційної технології дистанційного зондування. Цей супутник під назвою Naval Earth Image Observatory був запущений у 2000 році.

8. ЗастосуванняРідкісна земляГігантські магнітострикційні матеріали в сучасних військових технологіях

РідкісноземельніГігантські магнітострикційні матеріали – це новий тип функціонального матеріалу, нещодавно розроблений за кордоном наприкінці 1980-х років. В основному це стосується сполук рідкоземельного заліза. Цей тип матеріалу має набагато більше магнітострикційне значення, ніж залізо, нікель та інші матеріали, а його коефіцієнт магнітострикції приблизно в 102-103 разів вищий, ніж у загальних магнітострикційних матеріалів, тому його називають великими або гігантськими магнітострикційними матеріалами. Серед усіх комерційних матеріалів рідкоземельні гігантські магнітострикційні матеріали мають найвище значення деформації та енергії при фізичній дії. Особливо завдяки успішній розробці магнітострикційного сплаву Terfenol-D відкрилася нова ера магнітострикційних матеріалів. Коли Terfenol-D поміщають у магнітне поле, його розміри варіюються більше, ніж у звичайних магнітних матеріалів, що дозволяє досягати деяких точних механічних рухів. Наразі він широко використовується в різних галузях, від паливних систем, керування рідинними клапанами, мікропозиціонування до механічних приводів для космічних телескопів та регуляторів крил літаків. Розробка технології матеріалу Terfenol-D призвела до прориву в технології електромеханічного перетворення. І це відіграло важливу роль у розвитку передових технологій, військових технологій та модернізації традиційних галузей промисловості. Застосування рідкоземельних магнітострикційних матеріалів у сучасній військовій справі включає головним чином такі аспекти:

8.1 Сонар

Загальна частота випромінювання сонара перевищує 2 кГц, але низькочастотний сонар нижче цієї частоти має свої особливі переваги: ​​чим нижча частота, тим менше затухання, тим далі поширюється звукова хвиля і тим менше впливає на підводне екранування відлуння. Сонари, виготовлені з матеріалу Terfenol-D, можуть відповідати вимогам високої потужності, малого об'єму та низької частоти, тому вони швидко розвивалися.

8.2 Електромеханічні перетворювачі

В основному використовується для невеликих пристроїв керованої дії - виконавчих механізмів. Включаючи точність керування, що досягає нанометрового рівня, а також сервонасоси, системи впорскування палива, гальма тощо. Використовується для військових автомобілів, військових літаків та космічних апаратів, військових роботів тощо.

8.3 Датчики та електронні пристрої

Такі як кишенькові магнітометри, датчики для виявлення переміщення, сили та прискорення, а також настроювані пристрої на поверхневих акустичних хвилях. Останні використовуються для фазових датчиків у шахтах, гідролокаторів та компонентів зберігання даних у комп'ютерах.

9. Інші матеріали

Інші матеріали, такі якрідкісноземельнілюмінесцентні матеріали,рідкісноземельніматеріали для зберігання водню, гігантські магніторезистивні матеріали з рідкісноземельними елементами,рідкісноземельнімагнітні холодильні матеріали, тарідкісноземельніМагнітооптичні матеріали для зберігання інформації успішно застосовуються в сучасних військових справах, значно покращуючи бойову ефективність сучасної зброї. НаприкладрідкісноземельніЛюмінесцентні матеріали успішно застосовуються в приладах нічного бачення. У дзеркалах нічного бачення рідкоземельні люмінофори перетворюють фотони (світлову енергію) на електрони, які посилюються через мільйони маленьких отворів у площині волоконно-оптичного мікроскопа, відбиваючись туди-сюди від стінки, вивільняючи більше електронів. Деякі рідкоземельні люмінофори на кінці перетворюють електрони назад на фотони, тому зображення можна побачити за допомогою окуляра. Цей процес схожий на процес на телевізійному екрані, дерідкісноземельніФлуоресцентний порошок випромінює на екран зображення певного кольору. Американська промисловість зазвичай використовує п'ятиоксид ніобію, але для успішної роботи систем нічного бачення цей рідкоземельний елемент...лантанє вирішальним компонентом. Під час війни в Перській затоці багатонаціональні сили використовували ці окуляри нічного бачення для спостереження за цілями іракської армії знову і знову в обмін на невелику перемогу.

10. Висновок

Розвитокрідкісноземельніпромисловість ефективно сприяла всебічному прогресу сучасних військових технологій, а вдосконалення військових технологій також сприяло процвітаючому розвиткурідкісноземельніпромисловості. Я вважаю, що зі швидким розвитком світової науки і техніки,рідкісноземельніпродукція відіграватиме більшу роль у розвитку сучасних військових технологій завдяки своїм спеціальним функціям та принесе величезні економічні та видатні соціальні вигодирідкісноземельнісама галузь.