יישום חומרי אדמה נדירים בטכנולוגיה צבאית מודרנית

אדמות נדירות,המכונה "אוצר אוצר" של חומרים חדשים, כחומר פונקציונלי מיוחד, יכול לשפר מאוד את האיכות והביצועים של מוצרים אחרים, והם ידועים כ"וויטמינים "של התעשייה המודרנית. 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, אלקטרוניקה, תעשייה וחלל ותעשייה גרעינית. טכנולוגיות אלה יושמו בהצלחה בטכנולוגיה צבאית, ומקדמות מאוד את פיתוח הטכנולוגיה הצבאית המודרנית.

התפקיד המיוחד שמילאכדור הארץ הנדירחומרים חדשים בטכנולוגיה צבאית מודרנית משכו תשומת לב גבוהה מצד ממשלות ומומחים במדינות שונות, כמו שהם רשומים כמרכיב מרכזי בפיתוח תעשיות היי-טק וטכנולוגיה צבאית על ידי מחלקות רלוונטיות של מדינות כמו ארצות הברית ויפן.

מבוא קצר עםכדור הארץ הנדירS ויחסיהם עם ההגנה הצבאית והלאומית
באופן קפדני, לכל גורמי כדור הארץ הנדירים יש יישומים צבאיים מסוימים, אך התפקיד הקריטי ביותר שהם ממלאים בתחומי ההגנה הלאומית והצבא צריך להיות ביישומים כמו טווח לייזר, הדרכת לייזר ותקשורת לייזר.

היישום שלכדור הארץ הנדירפלדה וכדור הארץ הנדירברזל רקיע בטכנולוגיה צבאית מודרנית

1.1 יישום שלכדור הארץ הנדירפלדה בטכנולוגיה צבאית מודרנית

הפונקציה כוללת שני היבטים: טיהור וסגסוגת, בעיקר פלות, דה -אוקסידציה והסרת גז, תוך ביטול ההשפעה של זיהומים מזיקים של נקודת התכה, זיקוק התבואה והמבנה, המשפיע על נקודת המעבר של הפלדה של הפלדה, ושיפור הקשיחות ותכונותיו המכניות. אנשי מדע וטכנולוגיה צבאיים פיתחו חומרים אדמה נדירים רבים המתאימים לשימוש בכלי נשק על ידי שימוש בתכונותיהם שלכדור הארץ הנדיר.

1.1.1 פלדת שריון

כבר בתחילת שנות השישים, תעשיית הנשק של סין החלה לחקור את היישום של אדמות נדירות בפלדת שריון ופלדת אקדחים, והופקה ברציפותכדור הארץ הנדירפלדת שריון כגון 601, 603 ו- 623, בהתחלה בעידן חדש של חומרי גלם מרכזיים לייצור טנקים בסין על בסיס ייצור מקומי.

1.1.2כדור הארץ הנדירפלדת פחמן

באמצע שנות השישים הוסיפה סין 0.05%כדור הארץ הנדיראלמנטים לפלדת פחמן מסוימת באיכות גבוהה לייצורכדור הארץ הנדירפלדת פחמן. ערך ההשפעה לרוחב של פלדת אדמה נדירה זו מוגדל ב -70% ל 100% בהשוואה לפלדת הפחמן המקורית, וערך ההשפעה ב -40 ℃ כמעט מוכפל. מארז המחסנית בקוטר הגדול העשוי מפלדה זו הוכח באמצעות בדיקות ירי בטווח הירי כדי לעמוד בדרישות הטכניות באופן מלא. נכון לעכשיו, סין סיימה והכניסה אותה לייצור, והבינה את המשאלה ארוכת השנים של סין להחליף נחושת בפלדה בחומר מחסנית.

1.1.3 אדמה נדירה מפלדה מנגן גבוהה ופלדת יצוק אדמה נדירה

כדור הארץ הנדירפלדה מנגן גבוהה משמשת לייצור צלחות מסלול מיכל, ואילוכדור הארץ הנדירפלדה יצוקה משמשת לייצור כנפי זנב, בלמי לוע, ורכיבים מבניים ארטילריים עבור קליפות פירסינג מהירות. זה יכול להפחית את שלבי העיבוד, לשפר את ניצול הפלדה ולהשיג אינדיקטורים טקטיים וטכניים.

1.2 יישום ברזל יצוק נדיר של אדמה נדירה בטכנולוגיה צבאית מודרנית

בעבר, חומרי השלכת הקאמרית של סין קדימה היו עשויים מברזל יצוק חצי קשיח עשוי ברזל חזיר איכותי מעורבב עם 30% עד 40% פלדת גרוטאות. בשל חוזקו הנמוך, שבירה גבוהה, פיצול יעיל נמוך ולא חד לאחר פיצוץ וכוח הריגה חלש, הוגבל פעם פיתוח גופי טיל קמרית קדימה. מאז 1963 יוצרו קליברי פגזי מרגמה שונים באמצעות ברזל רקיע אדמה נדיר, מה שהגדיל את תכונותיהם המכניות פי 1-2, הכפיל את מספר השברים היעילים וחידד את קצוות השברים, והעצים מאוד את כוח ההרג שלהם. למעטפת הלחימה של סוג מסוים של מעטפת תותח וקליפת אקדח שדה העשויה מחומר זה בארצנו יש מספר יעיל מעט יותר של פיצול ורדיוס הרג צפוף מאשר מעטפת הפלדה.

היישום של לא ברזלסגסוגת אדמה נדירהS כמו מגנזיום ואלומיניום בטכנולוגיה צבאית מודרנית

אדמות נדירותיש פעילות כימית גבוהה ורדיוסים אטומיים גדולים. כאשר הם מתווספים למתכות לא ברזליות ולסגסוגותיהן, הם יכולים לשכלל את גודל התבואה, למנוע הפרדה, להסיר גז, זיהומים ולטהר ולשפר את המבנה המתכת, ובכך להשיג יעדים מקיפים כמו שיפור תכונות מכניות, תכונות פיזיות וביצועי עיבוד. עובדי חומרים מקומיים וזרים ניצלו את המאפיינים שלאדמות נדירותלפתח חדשכדור הארץ הנדירסגסוגות מגנזיום, סגסוגות אלומיניום, סגסוגות טיטניום וסגסוגות בטמפרטורה גבוהה. מוצרים אלה היו בשימוש נרחב בטכנולוגיות צבאיות מודרניות כמו מטוסי קרב, מטוסי תקיפה, מסוקים, רכבי אוויר בלתי מאוישים ולווייני טילים.

2.1כדור הארץ הנדירסגסוגת מגנזיום

כדור הארץ הנדירלסגסוגות מגנזיום יש חוזק ספציפי גבוה, יכול להפחית את משקל המטוסים, לשפר את הביצועים הטקטיים ובעלי סיכויי יישום רחבים. THEכדור הארץ הנדירסגסוגות מגנזיום שפותחו על ידי חברת תעשיית התעופה של סין (להלן המכונה AVIC) כוללות כעשרה כיתות של סגסוגות מגנזיום יצוקות וסגסוגות מגנזיום מעוותות, שרבות מהן שימשו בייצור ובעלות איכות יציבה. לדוגמה, ZM 6 סגסוגת מגנזיום יצוקה עם ניאודימיום מתכת אדמה נדיר, שכן התוסף העיקרי הורחב לשימוש בחלקים חשובים כמו מארזי הפחתה אחוריים של מסוק, צלעות כנף קרב ולוחות לחץ עופרת של רוטור עבור 30 קילוואט גנרטורים. סגסוגת המגנזיום המגנזיום הנדיר בעוצמה גבוהה BM25 שפותחה במשותף על ידי חברת סין תעופה וחברת מתכות לא ברזליות החליפה כמה סגסוגות אלומיניום בעוצמה בינונית והיא הוחלה במטוסי השפעה.

2.2כדור הארץ הנדירסגסוגת טיטניום

בתחילת שנות השבעים החליף מכון בייג'ינג לחומרים אווירונאוטיים (המכונה המכון) כמה אלומיניום וסיליקון עםמתכת אדמה נדירה cerium (Ce) בסגסוגות טיטניום Ti-A1-Mo, מגביל את המשקעים של שלבים שבירים ושיפור עמידות החום של הסגסוגת ויציבות התרמית. על בסיס זה פותח פותח סגסוגת טיטניום בטמפרטורה גבוהה בעלת ביצועים גבוהים המכיל Cerium. בהשוואה לסגסוגות בינלאומיות דומות, יש לה יתרונות מסוימים בהתנגדות לחום, בחוזק וביצועי התהליכים. מעטפת המדחס המיוצרת איתו משמשת למנוע W PI3 II, ומפחיתה את המשקל של כל מטוס ב 39 ק"ג ומגדיל את יחס הדחף למשקל ב -1.5%. בנוסף, שלבי העיבוד מצטמצמים בכ- 30%, ומשיגים יתרונות טכניים וכלכליים משמעותיים, וממלאים את הפער של שימוש במארזי טיטניום יצוקים למנועי תעופה בסין בתנאים של 500 ℃. מחקרים הראו שיש קטניםתחמוצת Ceriumחלקיקים במיקרו -מבנה של סגסוגת ZT3 המכילהceriumוCeriumמשלב חלק של חמצן בסגסוגת ליצירת קשיות עקשן וגבוהתחמוצת אדמה נדירהחומר, CE2O3. חלקיקים אלה מפריעים לתנועת הניתוחים במהלך עיוות סגסוגת, ומשפרים את הביצועים בטמפרטורה הגבוהה של הסגסוגת.Ceriumלוכד כמה זיהומי גז (במיוחד בגבולות התבואה), מה שעלול לחזק את הסגסוגת תוך שמירה על יציבות תרמית טובה. זהו הניסיון הראשון ליישם את התיאוריה של חיזוק נקודת המומס הקשה בהטלת סגסוגות טיטניום. בנוסף, לאחר שנים של מחקר, מכון חומרי התעופה פיתח יציב וזולתחמוצת yttriumחומרי חול ואבקה בתהליך יציקת דיוק פתרון סגסוגת טיטניום, תוך שימוש בטכנולוגיית טיפול מיוחדת במינרליזציה. זה השיג רמות טובות בכוח המשיכה, הקשיות והיציבות הספציפיות לנוזל טיטניום. מבחינת התאמת ובקרת הביצועים של Slurry של הקליפה, היא הראתה עליונות רבה יותר. היתרון הבולט של השימוש במעטפת תחמוצת yttrium כדי לייצר יציקות טיטניום הוא כי בתנאים שבהם איכות ורמת התהליך של היציקות דומים לזו של תהליך שכבת השטח של טונגסטן, ניתן לייצר יציקות סגסוגת טיטניום הדקות יותר מאלה של תהליך שכבת השטח של טונגסטן. נכון לעכשיו, תהליך זה נעשה שימוש נרחב בייצור מטוסים, מנועים ויציקות אזרחיות שונות.

2.3כדור הארץ הנדירסגסוגת אלומיניום

סגסוגת האלומיניום של HZL206 עמידה בפני חום המכילה אדמות נדירות שפותחו על ידי AVIC בעלת תכונות מכניות בטמפרטורה גבוהה וטמפרטורת חדר בהשוואה לסגסוגות המכילות ניקל בחו"ל, והגיעה לרמה המתקדמת של סגסוגות דומות בחו"ל. הוא משמש כיום כשסתום עמיד בפני לחץ למסוקים ומטוסי קרב עם טמפרטורת עבודה של 300 ℃, מחליף סגסוגות פלדה וטיטניום. הפחתת משקל מבני והוכנס לייצור המוני. כוח המתיחה שלכדור הארץ הנדירסגסוגת ZL117 סיליקון אלומיניום סיליקון ZL117 בגודל 200-300 ℃ גבוהה מזו של סגסוגות בוכנה מערב גרמנית KS280 ו- KS282. התנגדות השחיקה שלו גבוהה פי 4-5 מזו של סגסוגות בוכנה נפוצות ZL108, עם מקדם קטן של התרחבות ליניארית ויציבות ממדית טובה. הוא שימש באביזרי תעופה KY-5, מדחסי אוויר KY-7 ובוכנות מנוע דגם תעופה. תוספת שלכדור הארץ הנדיראלמנטים לסגסוגות אלומיניום משפרות משמעותית את המבנה והמאפיינים המכניים. מנגנון הפעולה של יסודות אדמה נדירים בסגסוגות אלומיניום הוא ליצור חלוקה מפוזרת, ותרכובות אלומיניום קטנות ממלאות תפקיד משמעותי בחיזוק השלב השני; תוספת שלכדור הארץ הנדיראלמנטים ממלאים תפקיד במגרד ובטהר, ובכך מפחיתים את מספר הנקבוביות בסגסוגת ובשיפור ביצועיה;כדור הארץ הנדירתרכובות אלומיניום, כגרעיני קריסטל הטרוגניים כדי לשכלל דגנים ושלבים אאוטקטיים, הם גם סוג של שינוי; יסודות אדמה נדירים מקדמים היווצרות ועידון שלבים עשירים בברזל, ומפחיתים את השפעותיהם המזיקות. α - כמות התמיסה המוצקה של הברזל ב- A1 יורדת עם העלייה שלכדור הארץ הנדירתוספת, המועילה גם לשיפור הכוח והפלסטיות.

היישום שלכדור הארץ הנדירחומרי בעירה בטכנולוגיה צבאית מודרנית

3.1 טהורמתכות אדמה נדירות

טָהוֹרמתכות אדמה נדירותבשל תכונותיהם הכימיות הפעילות, מועדים להגיב עם חמצן, גופרית וחנקן ליצירת תרכובות יציבות. כאשר הם נתונים לחיכוך אינטנסיבי והשפעה, ניצוצות יכולים להצית חומרים דליקים. לכן, כבר בשנת 1908, הוא נעשה לצור. נמצא כי בין 17כדור הארץ הנדיראלמנטים, שישה אלמנטים כוללcerium, Lanthanum, Neodymium, Praseodymium, סמריום, וyttriumיש ביצועי הצתה טובים במיוחד. אנשים הפנו את תכונות ההצתה של Rהם מתכות אדמהלסוגים שונים של כלי נשק תבערה, כמו טיל ארה"ב מארק 82 227 ק"ג, שמשתמשמתכת אדמה נדירהבטנה, אשר לא רק מייצרת אפקטים של הרג נפיץ אלא גם השפעות הצתה. ראש הנפץ האמריקני "איש דעיכה" באוויר-קרקע מצויד ב -108 מוטות ריבועי מתכת אדמה נדירים כספינות, ומחליף כמה שברים טרומיים. בדיקות פיצוץ סטטיות הראו כי יכולתו להצית דלק תעופה גבוה ב -44% מזו של אלה שלא היו מסודרים.

3.2 מעורבמתכת אדמה נדירהs

בגלל המחיר הגבוה של טהורמתכות אדמה נדירות,מדינות שונות משתמשות באופן נרחב במורכב זולמתכת אדמה נדירהS בנשק בעירה. המורכבמתכת אדמה נדירהחומר הבעירה נטען במעטפת המתכת בלחץ גבוה, עם צפיפות חומר הבעירה של (1.9 ~ 2.1) × 103 ק"ג/מ"ק, מהירות בעירה 1.3-1.5 מ '/ש', קוטר להבה של כ 500 מ"מ, טמפרטורת הלהבה גבוהה כמו 1715-2000 ℃. לאחר הבעירה, משך חימום הגוף ליבון הוא ארוך מחמש דקות. במהלך מלחמת וייטנאם, הצבא האמריקני השיק רימון תבערה של 40 מ"מ באמצעות משגר, ורירית ההצתה בפנים הייתה עשויה מתכת אדמה נדירה מעורבת. לאחר שהתפוצץ השלד, כל שבר עם אניה מתנשא יכול להצית את היעד. באותה תקופה, הייצור החודשי של הפצצה הגיע ל -200000 סיבובים, עם מקסימום 260000 סיבובים.

3.3כדור הארץ הנדירסגסוגות בעירה

Aכדור הארץ הנדירסגסוגת בעירה במשקל 100 גרם יכולה ליצור 200-3000 ניצוצות עם שטח כיסוי גדול, השווה לרדיוס ההרג של פירסינג שריון ופגזי פירסינג שריון. לפיכך, פיתוח תחמושת רב -פונקציונלית עם כוח בעירה הפך לאחד הכיוונים העיקריים של פיתוח תחמושת בבית ומחוצה לה. עבור פירסינג שריון ופגזי פירסינג שריון, הביצועים הטקטיים שלהם מחייבים שאחרי שריון טנק אויב חודרים, הם יכולים גם להצית את הדלק והתחמושת שלהם כדי להרוס לחלוטין את הטנק. עבור רימונים, זה נדרש להצית אספקה ​​צבאית ומתקנים אסטרטגיים בטווח ההרג שלהם. דווח כי לפצצת תבערה מתכתית נדירה מפלסטיק המיוצרת בארצות הברית יש גוף העשוי ניילון מחוזק פיברגלס וליבת סגסוגת אדמה נדירה מעורבת, המשמשת להשפעות טובות יותר כנגד יעדים המכילים דלק תעופה וחומרים דומים.

יישום של 4כדור הארץ הנדירחומרים בהגנה צבאית וטכנולוגיה גרעינית

4.1 יישום בטכנולוגיית הגנה צבאית

לאלמנטים נדירים של כדור הארץ יש תכונות עמידות בפני קרינה. המרכז הלאומי לחתולי נויטרונים בארצות הברית השתמש בחומרי פולימר כמצע ויצר שני סוגים של צלחות בעובי של 10 מ"מ עם או בלי תוספת של יסודות אדמה נדירים לבדיקת הגנת קרינה. התוצאות מראות כי אפקט הגנת הנויטרונים התרמיים שלכדור הארץ הנדירחומרי פולימר טובים פי 5-6 מזה שלכדור הארץ הנדירחומרי פולימר בחינם. חומרי האדמה הנדירים עם אלמנטים נוספים כמוסמריום, אירופה, גאדוליניום, דיספרוזיוןוכו 'יש את חתך הקליטה הגבוה ביותר של נויטרונים ויש השפעה טובה על לכידת נויטרונים. נכון לעכשיו, היישומים העיקריים של חומרי קרינה נדירים של כדור הארץ בטכנולוגיה צבאית כוללים את ההיבטים הבאים.

4.1.1 מיגון קרינה גרעיני

ארצות הברית משתמשת ב -1% בורון ו -5% אלמנטים אדמה נדיריםגאדוליניום, סמריום, וLanthanumלייצור בטון עמיד בקרינה בעובי 600 מ 'למגוון מקורות נויטרונים ביקוע בכורים לבריכת שחייה. צרפת פיתחה חומר הגנה על קרינת אדמה נדירה על ידי הוספת בורידים,כדור הארץ הנדירתרכובות, אוסגסוגות אדמה נדירותלגרפיט כמצע. המילוי של חומר מיגון מורכב זה נדרש להיות מופץ באופן שווה ולהפוך לחלקים טרומיים, המונחים סביב ערוץ הכור על פי הדרישות השונות של חלקי המגן.

4.1.2 מיגון קרינה תרמית של מיכל

זה מורכב מארבע שכבות פורניר, בעובי כולל של 5-20 ס"מ. השכבה הראשונה עשויה מפלסטיק מזוין של סיבי זכוכית, עם אבקה אורגנית שנוספה עם 2%כדור הארץ הנדירתרכובות כמילוי לחסימת נויטרונים מהירים ולספוג נויטרונים איטיים; השכבות השנייה והשלישית מוסיפות גרפיט בורון, קלקר ואלמנטים אדמה נדירים המהווים 10% מכמות המילוי הכוללת לשעבר כדי לחסום נויטרונים באנרגיה ביניים ולספוג נויטרונים תרמיים; השכבה הרביעית משתמשת בגרפיט במקום סיבי זכוכית ומוסיפה 25%כדור הארץ הנדירתרכובות לספיגת נויטרונים תרמיים.

4.1.3 אחרים

הגשת בקשהכדור הארץ הנדירציפוי קרינה נגד טנקים, אוניות, מקלטים וציוד צבאי אחר יכול להיות בעל השפעה נגד קרינה.

4.2 יישום בטכנולוגיה גרעינית

כדור הארץ הנדירתחמוצת yttriumיכול לשמש כבול דליק לדלק אורניום בכורים רותחים מים (BWR). בין כל האלמנטים,גאדוליניוםיש את היכולת החזקה ביותר לספוג נויטרונים, עם כ- 4600 יעדים לאטום. כל טבעיגאדוליניוםאטום סופג בממוצע 4 נויטרונים לפני כישלון. כשאתם מעורבבים עם אורניום הניתן לדלילה,גאדוליניוםיכול לקדם בעירה, להפחית את צריכת האורניום ולהגדיל את תפוקת האנרגיה.תחמוצת גאדוליניוםאינו מייצר דויטריום תוצר לוואי מזיק כמו בורון קרביד, ויכול להיות תואם הן לדלק האורניום והן לחומר הציפוי שלו במהלך תגובות גרעיניות. היתרון בשימושגאדוליניוםבמקום בורון זה זהגאדוליניוםניתן לערבב ישירות עם אורניום כדי למנוע התרחבות מוט דלק גרעינית. על פי הסטטיסטיקה, ישנם כיום 149 כורים גרעיניים מתוכננים ברחבי העולם, מתוכם 115 כורי מים בלחץ משתמשים באדמה נדירהתחמוצת גאדוליניום. כדור הארץ הנדירסמריום, אירופה, ודיספרוזיוןשימשו כבולני נויטרונים אצל מגדלי נויטרונים.כדור הארץ הנדיר yttriumיש חתך לכידה קטן בנויטרונים ויכול לשמש כחומר צינור לכורים מלח מותכים. נייר כסף דק עם נוסףכדור הארץ הנדיר גאדוליניוםוכןדיספרוזיוןיכול לשמש כגלאי שדה נויטרונים בהנדסת תעשיית תעופה וחלל, כמויות קטנות שלכדור הארץ הנדירתוליוםוכןארביוםיכול לשמש כחומרי יעד למחוללי נויטרונים צינור אטומים, ותחמוצת אדמה נדירהניתן להשתמש בקרמיקה של מתכת ברזל אירופה לייצור צלחות תמיכה משופרות של בקרת הכורים.כדור הארץ הנדירגאדוליניוםיכול לשמש גם כתוסף ציפוי למניעת קרינת נויטרונים, ורכבים משוריינים מצופים בציפויים מיוחדים המכיליםתחמוצת גאדוליניוםיכול למנוע קרינת נויטרונים.כדור הארץ הנדיר ytterbiumמשמש בציוד למדידת הגאוסטר הנגרם כתוצאה מפיצוצים גרעיניים תת -קרקעיים. כַּאֲשֵׁראוזן נדירחytterbiumנתון בכוח, ההתנגדות גוברת וניתן להשתמש בשינוי ההתנגדות לחישוב הלחץ אליו הוא נתון. מְקַשֵׁרכדור הארץ הנדיר גאדוליניוםניתן להשתמש בסכל המופקד על ידי תצהיר אדים וציפוי מפואר עם אלמנט רגיש למתח כדי למדוד לחץ גרעיני גבוה.

5, יישום שלכדור הארץ הנדירחומרי מגנט קבועים בטכנולוגיה צבאית מודרנית

THEכדור הארץ הנדירחומר מגנט קבוע, שנאמר כדור החדש של המלכים המגנטיים, ידוע כיום כעל חומר המגנט הקבוע המקיף ביותר. יש לו תכונות מגנטיות גבוהות פי מאה מהפלדה המגנטית המשמשת בציוד צבאי בשנות השבעים. נכון לעכשיו, זה הפך לחומר חשוב בתקשורת טכנולוגית אלקטרונית מודרנית, המשמשת בצינורות גלים ונסיעות במחזור לווייני אדמה מלאכותיים, מכ"ם ושדות אחרים. לכן יש לזה משמעות צבאית משמעותית.

סמריוםמגנטים של קובלט ומגנטים של בורון ברזל ניאודימיום משמשים להתמקד בקרן אלקטרונים במערכות הדרכת טילים. מגנטים הם מכשירי המיקוד העיקריים לקורות אלקטרונים ומעבירים נתונים למשטח הבקרה של הטיל. ישנם כ 5-10 פאונד (2.27-4.54 ק"ג) מגנטים בכל מכשיר הנחיות המתמקד של הטיל. בנוסף,כדור הארץ הנדירמגנטים משמשים גם להנעת מנועים חשמליים ולסיבוב הגה של טילים מודרכים. היתרונות שלהם טמונים בתכונותיהם המגנטיות החזקות יותר ובמשקל הקל יותר שלהם בהשוואה למגנטים הקובלט המקורי של ניקל אלומיניום.

6. יישום שלכדור הארץ הנדירחומרי לייזר בטכנולוגיה צבאית מודרנית

לייזר הוא סוג חדש של מקור אור שיש לו מונוכרומטיות טובה, כיוון וקוהרנטיות, ויכול להשיג בהירות גבוהה. לייזר וכדור הארץ הנדירחומרי לייזר נולדו בו זמנית. עד כה כרוכים בכ- 90% מחומרי הלייזראדמות נדירותו לְדוּגמָה,yttriumגביש גרנט אלומיניום הוא לייזר בשימוש נרחב שיכול להשיג תפוקת עוצמה גבוהה רציפה בטמפרטורת החדר. היישום של לייזרים במצב מוצק בצבא המודרני כולל את ההיבטים הבאים.

6.1 טווח לייזר

THENeodymiumמסומםyttriumמגן טווח לייזר לייזר אלומיניום גרנט שפותח על ידי מדינות כמו ארצות הברית, בריטניה, צרפת וגרמניה יכול למדוד מרחקים של עד 4000 עד 20000 מטר ברמת דיוק של 5 מטרים. מערכות הנשק כמו ה- MI האמריקאי, הנמר השני בגרמניה, LeClerc בצרפת, סוג 90 של יפן, מכה ישראל, והטנק האחרון של Challenger 2 המפותח, כולם משתמשים בסוג זה של מגן לייזר. נכון לעכשיו, מדינות מסוימות מפתחות דור חדש של מגני טווח לייזר מוצקים לבטיחות עיניים אנושית, עם טווח אורך גל עובד של 1.5-2.1 מיקרומטר מ '.הולמיוםמסומםyttriumלייזרי ליתיום פלואוריד בארצות הברית ובבריטניה, עם אורך גל עובד של 2.06 מיקרומטר, שנעים עד 3000 מ '. ארצות הברית שיתפה פעולה גם עם חברות לייזר בינלאומיות לפיתוח ארביום מסומסyttriumלייזר ליתיום פלואוריד עם אורך גל של 1.73 מיקרומטר לייזר של טווח לייזר ומצויד בכבדות בכוחות. אורך הגל של הלייזר של מגד המסר הצבאי של סין הוא 1.06 מיקרומטר, שנע בין 200 ל 7000 מ '. סין משיגה נתונים חשובים מתיאודוליטים בטלוויזיה בלייזר במדידות טווח היעד במהלך השקת רקטות, טילים ולווייני תקשורת ניסיוניים.

6.2 הנחיות לייזר

פצצות מודרכות לייזר משתמשות בלייזרים להדרכת סופניים. לייזר ה- ND · YAG, הפולט עשרות פולסים בשנייה, משמש להקרנת לייזר היעד. הפולסים מקודדים ופולסים הקלים יכולים להנחות את תגובת הטילים, ובכך למנוע הפרעות מהשקת טילים ומכשולים שנקבעו על ידי האויב. פצצת הדאון הצבאית של ה- GBV-15 האמריקנית, המכונה גם "הפצצה המדהימה". באופן דומה, ניתן להשתמש בו גם לייצור פגזים מודרכים בלייזר.

6.3 תקשורת לייזר

בנוסף ל- nd · yag, תפוקת הלייזר של ליתיוםNeodymiumCrystal Phosphate (LNP) מקוטב וקל למודול, מה שהופך אותו לאחד מחומרי המיקרו לייזר המבטיחים ביותר. זה מתאים כמקור אור לתקשורת סיבים אופטיים וצפוי ליישם באופטיקה משולבת ובתקשורת קוסמית. בנוסף,yttriumגרנט ברזל (Y3FE5O12) גביש יחיד יכול לשמש כמכשירי גל מגנטוסטטיים שונים בטכנולוגיית שילוב מיקרוגל, מה שהופך את המכשירים לשילוב וממוזער, וביישומים מיוחדים בשלט רחוק, טלמטריה, ניווט ומדידות נגד אלקטרוניות.

7. היישום שלכדור הארץ הנדירחומרים מוליכים -על בטכנולוגיה צבאית מודרנית

כאשר חומר מסוים חווה אפס התנגדות מתחת לטמפרטורה מסוימת, הוא מכונה מוליכות -על, שהיא הטמפרטורה הקריטית (TC). מוליכי -על הם סוג של חומר אנטימגנטי הדוחה כל ניסיון ליישם שדה מגנטי מתחת לטמפרטורה הקריטית, המכונה אפקט מייזנר. הוספת יסודות אדמה נדירים לחומרים מוליכים -על יכולה להגדיל מאוד את הטמפרטורה הקריטית TC. זה מקדם מאוד פיתוח ויישום של חומרים מוליכים -על. בשנות השמונים, מדינות מפותחות כמו ארצות הברית ויפן הוסיפו כמות מסוימת שלתחמוצת אדמה נדירהs כמוLanthanum, yttrium,אירופה, וארביוםלבריום תחמוצת ותחמוצת נחושתתרכובות, שהיו מעורבות, לחוצות וסיננו ליצירת חומרים קרמיים מוליכים -על, מה שהופך את היישום הנרחב של טכנולוגיית מוליך -על, במיוחד ביישומים צבאיים, נרחב יותר.

7.1 מעגלים משולבים מוליכים -על

בשנים האחרונות, מחקרים על יישום טכנולוגיית מוליך -על במחשבים אלקטרוניים בוצעו בחו"ל, ופותחו מעגלים משולבים מוליכים -על באמצעות חומרי קרמיקה מוליכים -על. אם סוג זה של מעגל משולב משמש לייצור מחשבים מוליכים -על, הוא לא יהיה רק ​​קטן בגודל, אור במשקל ונוח לשימוש, אלא גם מהירות מחשוב 10 עד 100 מהירה יותר ממחשבים מוליכים למחצה, כאשר פעולות נקודה צפות מגיעות 300 עד 1 טריליון בשנייה. לפיכך, צבא ארה"ב צופה כי ברגע שיוצגו מחשבים מוליכים -על, הם יהפכו ל"מכפיל "ליעילות הלחימה של מערכת C1 בצבא.

7.2 טכנולוגיית חקר מגנט מוליך -על

רכיבים רגישים מגנטיים העשויים מחומרי קרמיקה מוליכים -על הם בעלי נפח קטן, מה שמקל על השגת אינטגרציה ומערך. הם יכולים ליצור מערכות גילוי רב ערוציות ורב פרמטרים, להגדיל מאוד את יכולת המידע של היחידה ולשפר מאוד את מרחק הגילוי והדיוק של הגלאי המגנטי. השימוש במגנטומטרים מוליכים -על יכול לא רק לאתר יעדים נעים כמו טנקים, כלי רכב וצוללות, אלא גם למדוד את גודלם, מה שמוביל לשינויים משמעותיים בטקטיקות וטכנולוגיות כמו אנטי טנק ומלחמה אנטי -צוללת.

דווח כי חיל הים האמריקני החליט לפתח לוויין חישה מרוחק באמצעות זהכדור הארץ הנדירחומר מוליך -על להפגנה ושיפור טכנולוגיית חישה מרחוק מסורתית. לוויין זה שנקרא מצפה הכוכבים של חיל הים האדמה הושק בשנת 2000.

8. יישום שלכדור הארץ הנדירחומרים מגנטו -קריקטטיביים ענקיים בטכנולוגיה צבאית מודרנית

כדור הארץ הנדירחומרים מגנטוסטרקטיביים ענקיים הם סוג חדש של חומר פונקציונלי שפותח לאחרונה בסוף שנות השמונים בחו"ל. מתייחס בעיקר לתרכובות ברזל אדמה נדירות. לסוג זה של חומר יש ערך מגנטוסטרקטיבי גדול בהרבה מאשר חומרים ברזל, ניקל וחומרים אחרים, ומקדם המגנטוסטרקטיבי שלו גבוה פי 102-103 מזו של חומרים מגנטו-קריקטטיביים כלליים, ולכן הוא נקרא חומרים מגנטוסטרטיים גדולים או ענקיים. בין כל החומרים המסחריים, חומרים מגנטו -קוטוריקטיביים ענקיים אדמה נדירים הם בעלי ערך המתח והאנרגיה הגבוהים ביותר תחת פעולה פיזית. במיוחד עם התפתחות מוצלחת של סגסוגת מגנטו-גנטיתית טרפנול-D, נפתח עידן חדש של חומרים מגנטו-קריקטטיביים. כאשר טרפנול-D ממוקם בשדה מגנטי, וריאציה בגודל שלו גדולה מזו של חומרים מגנטיים רגילים, המאפשרת להשיג כמה תנועות מכניות מדויקות. נכון לעכשיו, הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים שונים, ממערכות דלק, בקרת שסתום נוזלים, מיקום מיקרו ועד מפעילים מכניים לטלסקופי חלל ולווסת אגף מטוסים. פיתוח טכנולוגיית חומרי טרפנול-D ביצעה התקדמות פורצת דרך בטכנולוגיית המרה אלקטרומכנית. והיא מילאה תפקיד חשוב בפיתוח טכנולוגיה מתקדמת, טכנולוגיה צבאית ומודרניזציה של תעשיות מסורתיות. היישום של חומרים מגנטוסטרקטיביים אדמה נדירים בצבא מודרני כולל בעיקר את ההיבטים הבאים:

8.1 סונאר

תדירות הפליטה הכללית של הסונאר היא מעל 2 קילו הרץ, אך סונאר בתדר נמוך מתחת לתדר זה יש יתרונות מיוחדים שלו: ככל שהתדר נמוך יותר, ככל שההנחתה קטנה יותר, כך הגל הקול מתפשט, וככל שההד של ההד התחתון פחות מושפע. סונארים העשויים מחומר טרפנול-D יכולים לעמוד בדרישות של כוח גבוה, נפח קטן ותדירות נמוכה, כך שהם התפתחו במהירות.

8.2 מתמרים מכניים חשמליים

משמש בעיקר למכשירי פעולה מבוקרים קטנים - מפעילים. כולל דיוק בקרה המגיע לרמת הננומטר, כמו גם משאבות סרוו, מערכות הזרקת דלק, בלמים וכו 'המשמשים למכוניות צבאיות, מטוסים צבאיים וחלליות, רובוטים צבאיים וכו'.

8.3 חיישנים ומכשירים אלקטרוניים

כמו מגנטומטרי כיס, חיישנים לגילוי תזוזה, כוח ותאוצה, ומכשירי גל אקוסטיים של פני השטח. האחרון משמש לחיישני פאזה במכרות, סונאר ואחסון רכיבי אחסון במחשבים.

9. חומרים אחרים

חומרים אחרים כמוכדור הארץ הנדירחומרים זוהרים,כדור הארץ הנדירחומרי אחסון מימן, חומרים מגנטורסיטיביים ענקיים אדמה נדירים,כדור הארץ הנדירחומרי קירור מגנטיים, וכדור הארץ הנדירחומרי אחסון מגנטו-אופטיים כולם יושמו בהצלחה בצבא מודרני, מה ששיפר מאוד את היעילות הקרבית של כלי נשק מודרניים. לְדוּגמָה,כדור הארץ הנדירחומרים זוהרים יושמו בהצלחה על מכשירי ראיית לילה. במראות ראיית לילה, זרחני אדמה נדירים ממירים פוטונים (אנרגיית אור) לאלקטרונים, המשופרים דרך מיליוני חורים קטנים במישור המיקרוסקופ הסיב אופטי, ומשקפים קדימה ואחורה מהקיר, ומשחררים יותר אלקטרונים. כמה זרחנים אדמה נדירים בקצה הזנב ממירים אלקטרונים חזרה לפוטונים, כך שניתן לראות את התמונה בעזרת עינית. תהליך זה דומה לזה של מסך טלוויזיה, איפהכדור הארץ הנדיראבקת ניאון פולטת תמונת צבע מסוימת על המסך. התעשייה האמריקאית משתמשת בדרך כלל על ניוביום פנטוקסיד, אך כדי שמערכות ראיית לילה יצליחו, אלמנט כדור הארץ הנדירLanthanumהוא מרכיב מכריע. במלחמת המפרץ, כוחות רב לאומיים השתמשו במשקפי ראיית הלילה הללו כדי להתבונן ביעדי הצבא העירקי פעם אחר פעם, בתמורה לניצחון קטן.

10. הסכמה

ההתפתחות שלכדור הארץ הנדירהתעשייה קידמה למעשה את ההתקדמות המקיפה של הטכנולוגיה הצבאית המודרנית, ושיפור הטכנולוגיה הצבאית הניע גם את ההתפתחות המשגשגת שלכדור הארץ הנדירתַעֲשִׂיָה. אני מאמין שעם ההתקדמות המהירה של מדע וטכנולוגיה עולמית,כדור הארץ הנדירמוצרים ישחקו תפקיד גדול יותר בפיתוח הטכנולוגיה הצבאית המודרנית עם תפקידיהם המיוחדים, ויביאו לתועלות סוציאליות כלכליות ומצטיינות עצומות לכדור הארץ הנדירהתעשייה עצמה.