Haruldaste muldmetallide kasutamine tänapäevases sõjatehnoloogias

Haruldased muldmetallid,Uute materjalide "aardelaegas" tuntud kui eriline funktsionaalne materjal, mis suudab oluliselt parandada teiste toodete kvaliteeti ja jõudlust ning on tuntud kui tänapäevase tööstuse "vitamiinid". Neid ei kasutata laialdaselt mitte ainult traditsioonilistes tööstusharudes, nagu metallurgia, naftakeemia, klaaskeraamika, villaketramine, nahatööstus ja põllumajandus, vaid neil on ka asendamatu roll sellistes materjalides nagu fluorestsents, magnetism, laser, fiiberoptiline side, vesiniku salvestamise energia, ülijuhtivus jne. See mõjutab otseselt selliste kõrgtehnoloogiliste tööstusharude nagu optilised instrumendid, elektroonika, lennundus ja tuumatööstus kiirust ja arengutaset. Neid tehnoloogiaid on edukalt rakendatud sõjatehnoloogias, edendades oluliselt tänapäevase sõjatehnoloogia arengut.

Eriline roll, mida mängisharuldane muldUued materjalid tänapäevases sõjatehnoloogias on pälvinud erinevate riikide valitsuste ja ekspertide suurt tähelepanu, näiteks on sellised riigid nagu Ameerika Ühendriigid ja Jaapan neid kõrgtehnoloogiliste tööstusharude ja sõjatehnoloogia arendamise võtmeelemendina nimetanud.

Lühike sissejuhatusHaruldased muldmetallidja nende seos sõjaväe ja riigikaitsega
Rangelt võttes on kõigil haruldastel muldmetallidel teatud sõjalised rakendused, kuid kõige olulisem roll, mida nad riigikaitses ja sõjanduses mängivad, peaks olema sellistes rakendustes nagu laserkaugusmõõtmine, laserjuhtimine ja laserside.

Kohaldamineharuldane muldteras jaharuldane muldkõrgtugev malm tänapäevases sõjatehnoloogias

1.1 KohaldamineHaruldased muldmetallidTeras tänapäevases sõjatehnoloogias

Funktsioon hõlmab kahte aspekti: puhastamine ja legeerimine, peamiselt väävlitustamine, deoksüdeerimine ja gaaside eemaldamine, madala sulamistemperatuuriga kahjulike lisandite mõju kõrvaldamine, tera ja struktuuri rafineerimine, terase faasisiirdepunkti mõjutamine ning selle kõvaduse ja mehaaniliste omaduste parandamine. Sõjateaduse ja -tehnoloogia personal on välja töötanud palju haruldaste muldmetallide materjale, mis sobivad relvades kasutamiseks, kasutades ära ...haruldane muld.

1.1.1 Soomusteras

Juba 1960. aastate alguses hakkas Hiina relvatööstus uurima haruldaste muldmetallide kasutamist soomus- ja relvaterase valmistamisel ning tootis seejärelharuldane muldsoomusteras nagu 601, 603 ja 623, mis juhatab sisse uue ajastu Hiina tankide tootmise peamiste toorainete osas, mis põhinevad kodumaisel toodangul.

1.1.2Haruldased muldmetallidsüsinikteras

1960. aastate keskel lisas Hiina 0,05%haruldane muldelemente teatud kvaliteetse süsinikterase tootmiseksharuldane muldsüsinikteras. Selle haruldase muldmetalli terase külglöögikindlus on võrreldes algse süsinikterasega 70–100% suurem ja löögikindlus temperatuuril –40 ℃ on peaaegu kahekordistunud. Sellest terasest valmistatud suure läbimõõduga padrunikestad on lasketiirus tehtud laskekatsete abil tõestanud, et need vastavad täielikult tehnilistele nõuetele. Praegu on Hiina selle valmis saanud ja tootmisse pannud, mis realiseerib Hiina pikaajalise soovi asendada padrunimaterjalis vask terasega.

1.1.3 Haruldaste muldmetallide kõrge mangaaniga teras ja haruldaste muldmetallide valuteras

Haruldased muldmetallidkõrge mangaansisaldusega terast kasutatakse paagi rööbastee plaatide valmistamiseks, samas kuiharuldane muldValatud terast kasutatakse sabatiibade, suudmepidurite ja kiirläbistavate mürskude suurtükiväe konstruktsioonielementide valmistamiseks. See võib vähendada töötlemisetappe, parandada terase kasutamist ning saavutada taktikalisi ja tehnilisi näitajaid.

1.2 Haruldaste muldmetallide nodulaarse malmi kasutamine tänapäevases sõjatehnoloogias

Varem valmistati Hiina esikambri mürskude materjale pooljäigast malmist, mis oli valmistatud kvaliteetsest toormalmist, millele oli lisatud 30–40% vanarauaterast. Madala tugevuse, suure rabeduse, väikese ja ebaterava efektiivse killustumise pärast plahvatust ning nõrga hävitusjõu tõttu oli esikambri mürskude arendamine kunagi piiratud. Alates 1963. aastast on erinevat kaliibrit miinipilduja mürske valmistatud haruldastest muldmetallidest kõrgtugevast malmist, mis on suurendanud nende mehaanilisi omadusi 1–2 korda, mitmekordistanud efektiivsete kildude arvu ja teravamaks muutnud kildude servi, suurendades oluliselt nende hävitusjõudu. Teatud tüüpi suurtükimürskude ja välirelva mürskude lahingmürskudel, mis on meie riigis sellest materjalist valmistatud, on veidi parem efektiivne killustumise arv ja tihe hävitusraadius kui terasmürsul.

Värviliste metallide kasutamineharuldaste muldmetallide sulamnäiteks magneesium ja alumiinium tänapäevases sõjatehnoloogias

Haruldased muldmetallidon kõrge keemilise aktiivsuse ja suurte aatomiraadiustega. Värviliste metallide ja nende sulamite lisamisel võivad need täpsustada tera suurust, vältida segregatsiooni, eemaldada gaasi, lisandeid ja puhastada ning parandada metallograafilist struktuuri, saavutades seeläbi ulatuslikke eesmärke, nagu mehaaniliste omaduste, füüsikaliste omaduste ja töötlemistulemuste parandamine. Kodumaised ja välismaised materjalitöölised on neid omadusi ära kasutanudharuldased muldmetalliduute arendamiseksharuldane muldmagneesiumisulamid, alumiiniumisulamid, titaanisulamid ja kõrgtemperatuurilised sulamid. Neid tooteid on laialdaselt kasutatud tänapäevases sõjatehnoloogias, näiteks hävituslennukites, rünnakulennukites, helikopterites, mehitamata õhusõidukites ja raketisatelliidides.

2.1Haruldased muldmetallidmagneesiumisulam

Haruldased muldmetallidMagneesiumisulamitel on kõrge eritugevus, need võivad vähendada lennuki kaalu, parandada taktikalist jõudlust ja neil on laialdased rakendusvõimalused.haruldane muldHiina Lennundustööstuse Korporatsiooni (edaspidi AVIC) väljatöötatud magneesiumisulamid hõlmavad umbes 10 klassi valatud magneesiumisulameid ja deformeeritud magneesiumisulameid, millest paljusid on kasutatud tootmises ja millel on stabiilne kvaliteet. Näiteks ZM 6 valatud magneesiumisulamit, mille peamine lisand on haruldaste muldmetallide neodüüm, on laiendatud kasutamiseks olulistes osades, nagu helikopterite tagumised reduktorid, hävituslennukite tiibade ribid ja 30 kW generaatorite rootori juhtrõhuplaadid. Hiina Lennunduskorporatsiooni ja Värviliste Metallide Korporatsiooni ühiselt väljatöötatud haruldaste muldmetallide ülitugev magneesiumisulam BM25 on asendanud mõned keskmise tugevusega alumiiniumisulamid ja seda on kasutatud lööklennukites.

2.2Haruldased muldmetallidtitaanisulam

1970. aastate alguses asendas Pekingi Aeronautikamaterjalide Instituut (edaspidi Instituut) osa alumiiniumist ja ränistharuldane muldmetall tseerium (Ce) Ti-A1-Mo titaanisulamites, piirates rabedate faaside sadestumist ning parandades sulami kuumakindlust ja termilist stabiilsust. Selle põhjal töötati välja tseeriumi sisaldav kõrgjõudlusega valatud kõrge temperatuuriga titaanisulam ZT3. Võrreldes sarnaste rahvusvaheliste sulamitega on sellel teatud eelised kuumakindluse, tugevuse ja protsessi jõudluse osas. Sellest valmistatud kompressori korpust kasutatakse W PI3 II mootoris, vähendades iga lennuki kaalu 39 kg võrra ja suurendades tõukejõu ja kaalu suhet 1,5%. Lisaks lühendatakse töötlemisetappe umbes 30%, saavutades märkimisväärse tehnilise ja majandusliku kasu, täites lünga valatud titaanist korpuste kasutamisel lennukimootorites Hiinas 500 ℃ tingimustes. Uuringud on näidanud, et on väiketseeriumoksiidZT3 sulami mikrostruktuuris olevad osakesed, mis sisaldavadtseerium.Tseeriumühendab osa sulamis sisalduvast hapnikust, moodustades tulekindla ja suure kõvadusega materjaliharuldaste muldmetallide oksiidmaterjal, Ce2O3. Need osakesed takistavad dislokatsioonide liikumist sulami deformatsiooni ajal, parandades sulami kõrge temperatuuriga vastupidavust.Tseeriumpüüab kinni mõned gaasilised lisandid (eriti terade piiridel), mis võib sulamit tugevdada, säilitades samal ajal hea termilise stabiilsuse. See on esimene katse rakendada keerulise lahustunud aine punkti tugevdamise teooriat titaanisulamite valamisel. Lisaks on Lennundusmaterjalide Instituut pärast aastaid kestnud uurimistööd välja töötanud stabiilse ja odavaütriumoksiidLiiva ja pulbri materjalide kasutamine titaanisulamist lahuse täppisvalamise protsessis, kasutades spetsiaalset mineraliseerimistehnoloogiat. See on saavutanud hea taseme tiheduse, kõvaduse ja stabiilsuse osas võrreldes titaanvedelikuga. Kestmassi toimivuse reguleerimise ja juhtimise osas on see näidanud suuremat paremust. Ütriumoksiidi kesta kasutamise silmapaistev eelis titaanvalandite tootmisel on see, et tingimustes, kus valandite kvaliteet ja töötlemistase on võrreldavad volframi pinnakihi protsessiga, on võimalik toota titaanisulamist valande, mis on õhemad kui volframi pinnakihi protsessil. Praegu on seda protsessi laialdaselt kasutatud erinevate lennukite, mootorite ja tsiviilvalandite tootmisel.

2.3Haruldased muldmetallidalumiiniumisulam

AVIC-i väljatöötatud kuumakindel haruldasi muldmetalle sisaldav HZL206 valatud alumiiniumisulam omab võrreldes välismaiste niklit sisaldavate sulamitega paremaid mehaanilisi omadusi nii kõrgel temperatuuril kui ka toatemperatuuril ning on saavutanud sarnaste sulamite kõrgtaseme. Nüüd kasutatakse seda helikopterites ja hävituslennukites rõhukindla ventiilina töötemperatuuril 300 ℃, asendades terase- ja titaanisulameid. See on vähendanud konstruktsioonikaalu ja on jõudnud masstootmisse. Selle tõmbetugevus on ...haruldane muldAlumiinium-räni hüpereutektiline ZL117 sulam on temperatuuril 200–300 ℃ kõrgem kui Lääne-Saksamaa kolvisulamitel KS280 ja KS282. Selle kulumiskindlus on 4–5 korda suurem kui tavaliselt kasutatavatel kolvisulamitel ZL108, sellel on väike lineaarpaisumistegur ja hea mõõtmete stabiilsus. Seda on kasutatud lennundustarvikutes KY-5, KY-7 õhukompressorites ja lennundusmudelite mootorikolbides. Lisandiks onharuldane muldelementide lisamine alumiiniumisulamitesse parandab oluliselt mikrostruktuuri ja mehaanilisi omadusi. Haruldaste muldmetallide toimemehhanism alumiiniumisulamites on hajutatud jaotuse moodustamine ja väikesed alumiiniumühendid mängivad olulist rolli teise faasi tugevdamisel; lisamineharuldane muldelemendid mängivad rolli degaseerimisel ja puhastamisel, vähendades seeläbi sulami pooride arvu ja parandades selle jõudlust;Haruldased muldmetallidAlumiiniumühendid, mis toimivad heterogeensete kristalltuumadena terade ja eutektiliste faaside täpsustamiseks, on samuti teatud tüüpi modifikaatorid; haruldased muldmetallid soodustavad rauarikaste faaside moodustumist ja täpsustamist, vähendades nende kahjulikku mõju. α— Raua kogus tahkes lahuses A1 väheneb koosharuldane muldlisaks, mis on kasulik ka tugevuse ja plastilisuse parandamiseks.

Kohaldamineharuldane muldPõlemismaterjalid tänapäevases sõjatehnoloogias

3.1 Puhasharuldased muldmetallid

Puhasharuldased muldmetallidoma aktiivsete keemiliste omaduste tõttu reageerivad nad hapniku, väävli ja lämmastikuga, moodustades stabiilseid ühendeid. Tugeva hõõrdumise ja löögi korral võivad sädemed süüdata tuleohtlikke materjale. Seetõttu tehti sellest juba 1908. aastal tulekivi. On leitud, et 17. hulgasharuldane muldelemendid, kuus elementi, sealhulgastseerium, lantaan, neodüüm, praseodüüm, samaariumjaütriumon eriti head süütamise tulemused. Inimesed on muutnud r süütamise omadusedon muldmetalliderinevat tüüpi süüterelvadesse, näiteks USA Mark 82 227 kg raketti, mis kasutabharuldane muldmetallvooder, mis lisaks plahvatuslikule tapmisele tekitab ka süütamisefekte. Ameerika õhk-maa-tüüpi raketi "Damping Man" lõhkepea on varustatud 108 haruldastest muldmetallidest ruudukujulise vardaga vooderdistena, mis asendavad mõningaid tehases valmistatud fragmente. Staatilised lõhkamiskatsed on näidanud, et selle võime lennukikütust süüdata on 44% suurem kui vooderdamata tükkidel.

3.2 Segatudharuldane muldmetalls

Puhta kõrge hinna tõttuharuldased muldmetallid,mitmed riigid kasutavad laialdaselt odavat komposiitmaterjaliharuldane muldmetalls põlemisrelvades. Komposiitharuldane muldmetallPõlemisagens laaditakse metallkesta sisse kõrge rõhu all, põlemisagensi tihedusega (1,9–2,1) × 103 kg/m3, põlemiskiirusega 1,3–1,5 m/s, leegi läbimõõduga umbes 500 mm ja leegi temperatuuriga kuni 1715–2000 ℃. Pärast põlemist kestab hõõguv keha kuumenemise kestus kauem kui 5 minutit. Vietnami sõja ajal lasi USA sõjavägi välja 40 mm süütegranaadi, mille sees olev süütevooder oli valmistatud haruldaste muldmetallide segust. Pärast mürsu plahvatust saab iga süütevoodriga kild sihtmärgi süüdata. Sel ajal ulatus pommi igakuine toodang 200 000 padrunini, maksimaalselt 260 000 padrunit.

3.3Haruldased muldmetallidpõlemissulamid

Aharuldane muld100 g kaaluv põlemissulam võib moodustada 200–3000 sädet suure katvusalaga, mis on samaväärne soomustläbistavate ja soomustläbistavate mürskude tapmisraadiusega. Seetõttu on multifunktsionaalse põlemisjõuga laskemoona väljatöötamine muutunud üheks peamiseks laskemoona arendamise suunaks nii kodu- kui ka välismaal. Soomustläbistavate ja soomustläbistavate mürskude taktikaline jõudlus nõuab, et pärast vaenlase tanki soomuse läbistamist suudaksid nad süüdata ka oma kütuse ja laskemoona, et tank täielikult hävitada. Granaatide puhul on vaja süüdata sõjalisi varusid ja strateegilisi rajatisi nende tapmisulatuses. On teatatud, et Ameerika Ühendriikides toodetud plastmassist haruldaste muldmetallide süütepommil on klaaskiuga tugevdatud nailonist korpus ja haruldaste muldmetallide sulamist südamik, mida kasutatakse parema efekti saavutamiseks lennukikütust ja sarnaseid materjale sisaldavate sihtmärkide vastu.

4. punkti rakendamineHaruldased muldmetallidSõjalise kaitse ja tuumatehnoloogia materjalid

4.1 Rakendus sõjalise kaitse tehnoloogias

Haruldastel muldmetallidel on kiirguskindlad omadused. Ameerika Ühendriikide Riiklik Neutronite Läbilõigete Keskus kasutas alusmaterjalina polümeermaterjale ja valmistas kiirguskaitse testimiseks kahte tüüpi plaate paksusega 10 mm, lisades või lisamata haruldasi muldmetalle. Tulemused näitavad, et termilise neutroni varjestuse efektharuldane muldpolümeermaterjalid on 5-6 korda paremad kuiharuldane muldvabad polümeermaterjalid. Haruldased muldmetallid, millele on lisatud elemente, näitekssamaarium, euroopium, gadoliinium, düsproosiumjne on suurima neutronite neeldumise ristlõikega ja neil on hea mõju neutronite püüdmisele. Praegu hõlmavad haruldaste muldmetallide kiirgusvastased materjalid sõjatehnoloogias järgmisi aspekte.

4.1.1 Tuumakiirguse varjestus

Ameerika Ühendriigid kasutavad 1% boori ja 5% haruldasi muldmetallegadoliinium, samaariumjalantaanet valmistada 600 m paksune kiirguskindel betoon ujumisbasseini reaktorites lõhustumisneutronite allikate varjestamiseks. Prantsusmaa on boriidide lisamise teel välja töötanud haruldaste muldmetallide kiirguskaitsematerjali.haruldane muldühendid võiharuldaste muldmetallide sulamidgrafiidile substraadina. Selle komposiitmaterjalist varjestusmaterjali täiteaine tuleb ühtlaselt jaotada ja valmistada eelnevalt valmistatud osadeks, mis paigutatakse reaktorikanali ümber vastavalt varjestusosade erinevatele nõuetele.

4.1.2 Paagi soojuskiirguse varjestus

See koosneb neljast spoonikihist kogupaksusega 5–20 cm. Esimene kiht on valmistatud klaaskiuga tugevdatud plastist, millele on lisatud 2% anorgaanilist pulbrit.haruldane muldtäiteainetena kiirete neutronite blokeerimiseks ja aeglaste neutronite neelamiseks; teine ​​ja kolmas kiht lisavad boorgrafiiti, polüstüreeni ja haruldasi muldmetalle, mis moodustavad esimesele 10% täiteaine koguhulgast, et blokeerida keskmise energiaga neutroneid ja neelata termilisi neutroneid; neljas kiht kasutab klaaskiu asemel grafiiti ja lisab 25%haruldane muldÜhendid termiliste neutronite neelamiseks.

4.1.3 Muud

Kandideerimineharuldane muldTankide, laevade, varjualuste ja muu sõjavarustuse kiirgusvastased katted võivad avaldada kiirgusvastast toimet.

4.2 Rakendus tuumatehnoloogias

Haruldased muldmetallidütriumoksiidsaab kasutada uraanikütuse põleva absorbendina keevveereaktorites (BWR). Kõigist elementidest ongadoliiniumon kõige tugevam neutronite neeldumisvõime, umbes 4600 sihtmärki aatomi kohta. Iga looduslikgadoliiniumAatom neelab enne purunemist keskmiselt 4 neutronit. Lõhustuva uraaniga segamiselgadoliiniumvõib soodustada põlemist, vähendada uraani tarbimist ja suurendada energiatootmist.Gadoliiniumoksiidei tooda kahjulikku kõrvalprodukti deuteeriumi, näiteks boorkarbiidi, ning on tuumareaktsioonide ajal ühilduv nii uraankütuse kui ka selle kattematerjaliga. Kasutamise eeliseks ongadoliiniumboori asemel on seegadoliiniumsaab otse uraaniga segada, et vältida tuumakütusevarda paisumist. Statistika kohaselt on maailmas praegu planeeritud 149 tuumareaktorit, millest 115 surveveereaktorit kasutavad haruldasi muldmetalle.gadoliiniumoksiid. Haruldased muldmetallidsamaarium, euroopiumjadüsproosiumon kasutatud neutronite neelajatena neutronite paljundajates.Haruldased muldmetallid ütriumon väikese neutronite püüdmise ristlõikega ja seda saab kasutada torumaterjalina sulatatud soolareaktorites. Õhukesed fooliumid lisatud ainetegaharuldane muld gadoliiniumjadüsproosiumsaab kasutada neutronvälja detektoritena lennunduses ja tuumatööstuses, väikestes kogustesharuldane muldtuuliumjaerbiumsaab kasutada suletud toruga neutrongeneraatorite sihtmaterjalina jaharuldaste muldmetallide oksiidEuroopiumraudmetallkeraamikat saab kasutada reaktori juhtimist toetavate plaatide täiustamiseks.Haruldased muldmetallidgadoliiniumsaab kasutada ka katte lisandina neutronkiirguse vältimiseks ja soomustatud sõidukite puhul, mis on kaetud spetsiaalsete katetega, mis sisaldavadgadoliiniumoksiidsuudab ära hoida neutronkiirgust.Haruldased muldmetallid ütterbiumkasutatakse seadmetes, mis mõõdavad maa-aluste tuumaplahvatuste põhjustatud geostressi. Millalharuldane kõrvhütterbiumkui sellele mõjub jõud, siis takistus suureneb ja takistuse muutust saab kasutada sellele mõjuva rõhu arvutamiseks.haruldane muld gadoliiniumAursadestamise teel sadestatud ja pingetundliku elemendiga astmeliselt katmisega kaetud fooliumi saab kasutada suure tuumapinge mõõtmiseks.

5. KohaldamineHaruldased muldmetallidPüsimagnetimaterjalid tänapäevases sõjatehnoloogias

Seeharuldane muldPüsimagnetimaterjali, mida peetakse uue põlvkonna magnetkuningateks, tuntakse praegu kui kõige ulatuslikuma jõudlusega püsimagnetimaterjali. Sellel on enam kui 100 korda paremad magnetilised omadused kui 1970. aastatel sõjavarustuses kasutatud magnetilisel terasel. Praegu on see muutunud oluliseks materjaliks tänapäevases elektroonikatehnoloogias ja kommunikatsioonis, mida kasutatakse Maa tehiskaasatelliidi liikuvate lainete torudes ja tsirkulaatorites, radarites ja muudes valdkondades. Seetõttu on sellel oluline sõjaline tähtsus.

SamaariumKobaltmagneteid ja neodüümraudboormagneteid kasutatakse rakettide juhtimissüsteemides elektronkiire fokuseerimiseks. Magnetid on elektronkiirte peamised fokuseerimisseadmed ja edastavad andmeid raketi juhtpinnale. Raketi igas fokuseerimisseadmes on umbes 5–10 naela (2,27–4,54 kg) magneteid. Lisaks...haruldane muldMagneteid kasutatakse ka elektrimootorite käitamiseks ja juhitavate rakettide tüüri pööramiseks. Nende eelised seisnevad tugevamates magnetilistes omadustes ja kergemas kaalus võrreldes originaalsete alumiiniumnikkelkoobaltmagnetitega.

6. KohaldamineHaruldased muldmetallidLasermaterjalid tänapäevases sõjatehnoloogias

Laser on uut tüüpi valgusallikas, millel on hea monokromaatilisus, suund ja koherentsus ning mis võimaldab saavutada suure heleduse. Laser jaharuldane muldlasermaterjalid sündisid samaaegselt. Praeguseks on umbes 90% lasermaterjalidest seotudharuldased muldmetallidNäiteksütriumAlumiiniumgranaatkristall on laialdaselt kasutatav laser, mis suudab toatemperatuuril saavutada pideva suure võimsuse. Tahkislaserite rakendamine tänapäevases sõjaväes hõlmab järgmisi aspekte.

6.1 Laserkaugusmõõtmine

SeeneodüümlegeeritudütriumSelliste riikide nagu Ameerika Ühendriigid, Suurbritannia, Prantsusmaa ja Saksamaa poolt välja töötatud alumiiniumgranaadist laserkaugusmõõtja suudab mõõta kuni 4000–20 000 meetri kaugusi 5-meetrise täpsusega. Relvasüsteemid nagu Ameerika MI, Saksamaa Leopard II, Prantsusmaa Leclerc, Jaapani Type 90, Iisraeli Mecca ja uusim Suurbritannia väljatöötatud Challenger 2 tank kasutavad kõik seda tüüpi laserkaugusmõõtjat. Praegu arendavad mõned riigid inimsilma ohutuse tagamiseks uue põlvkonna tahkekütuse laserkaugusmõõtjaid, mille töölainepikkuste vahemik on 1,5–2,1 μM. Käeshoitavad laserkaugusmõõtjad on välja töötatud...holmiumlegeeritudütriumliitiumfluoriidlaserid Ameerika Ühendriikides ja Ühendkuningriigis, mille töölainepikkus on 2,06 μM ja ulatus kuni 3000 m. Ameerika Ühendriigid on teinud koostööd ka rahvusvaheliste laserfirmadega, et töötada välja erbiumiga legeeritudütriumliitiumfluoriidlaser lainepikkusega 1,73 μM laserkaugusmõõtja ja tugevalt vägedega varustatud. Hiina sõjaväe kaugusmõõtja laserlainepikkus on 1,06 μM, ulatusega 200 kuni 7000 m. Hiina saab lasertelevisiooni teodoliitidelt olulisi andmeid sihtmärgi kauguse mõõtmiseks pikamaarakettide, mürskude ja eksperimentaalsete sidesatelliitide käivitamisel.

6.2 Laserjuhtimine

Laserjuhitavates pommides kasutatakse lasereid terminali juhtimiseks. Sihtmärgi laserit kiiritatakse Nd · YAG laseriga, mis kiirgab kümneid impulsse sekundis. Impulsid on kodeeritud ja valgusimpulsid suudavad raketi vastust ise juhtida, vältides seeläbi raketiheitmise ja vaenlase seatud takistuste häireid. USA sõjaväe GBV-15 purilennukipomm, tuntud ka kui "osav pomm". Samamoodi saab seda kasutada ka laserjuhitavate mürskude valmistamiseks.

6.3 Laserside

Lisaks Nd · YAG-ile on liitiumi laseri väljundvõimsusneodüümFosfaatkristall (LNP) on polariseeritud ja kergesti moduleeritav, mis teeb sellest ühe paljulubavama mikrolasermaterjali. See sobib valgusallikaks fiiberoptilise side jaoks ja eeldatavasti rakendatakse seda integreeritud optikas ja kosmilises kommunikatsioonis. Lisaks,ütriumRaudgranaadi (Y3Fe5O12) monokristalli saab kasutada mitmesuguste magnetostaatiliste pinnalainete seadmetena, kasutades mikrolainete integreerimise tehnoloogiat, muutes seadmed integreerituks ja miniatuurseks ning omades spetsiaalseid rakendusi radari kaugjuhtimispuldis, telemeetrias, navigatsioonis ja elektroonilistes vastumeetmetes.

7. KohaldamineHaruldased muldmetallidÜlijuhtivad materjalid tänapäevases sõjatehnoloogias

Kui teatud materjali takistus on alla teatud temperatuuri null, nimetatakse seda ülijuhtivuseks ehk kriitiliseks temperatuuriks (Tc). Ülijuhid on antimagnetilised materjalid, mis tõrjuvad kõik katsed rakendada magnetvälja alla kriitilise temperatuuri, mida tuntakse Meisneri efektina. Haruldaste muldmetallide lisamine ülijuhtivatele materjalidele võib kriitilist temperatuuri Tc oluliselt suurendada. See soodustab oluliselt ülijuhtivate materjalide väljatöötamist ja rakendamist. 1980. aastatel lisasid arenenud riigid, nagu Ameerika Ühendriigid ja Jaapan, teatud koguse...haruldaste muldmetallide oksiidnäitekslantaan, ütrium,euroopiumjaerbiumbaariumoksiidi javaskoksiidühendid, mida segati, pressiti ja paagutati ülijuhtivate keraamiliste materjalide moodustamiseks, muutes ülijuhtiva tehnoloogia laialdase rakendamise, eriti sõjalistes rakendustes, ulatuslikumaks.

7.1 Ülijuhtivad integraallülitused

Viimastel aastatel on välismaal läbi viidud uuringuid ülijuhtiva tehnoloogia rakendamise kohta elektroonikaarvutites ning ülijuhtivate keraamiliste materjalide abil on välja töötatud ülijuhtivaid integraallülitusi. Kui seda tüüpi integraallülitust kasutatakse ülijuhtivate arvutite tootmiseks, on see mitte ainult väikese suurusega, kerge ja mugav kasutada, vaid selle arvutuskiirus on 10–100 korda kiirem kui pooljuhtarvutitel, ujukomaoperatsioonide kiirus ulatub 300–1 triljoni korrani sekundis. Seetõttu ennustab USA sõjavägi, et kui ülijuhtivad arvutid kasutusele võetakse, muutuvad need sõjaväes C1-süsteemi lahingutõhususe "kordistajaks".

7.2 Ülijuhtiv magnetvälja uurimise tehnoloogia

Ülijuhtivatest keraamilistest materjalidest valmistatud magnetiliselt tundlikud komponendid on väikese mahuga, mis teeb integreerimise ja massiivi loomise lihtsaks. Need võivad moodustada mitmekanalilisi ja mitmeparameetrilisi tuvastussüsteeme, suurendades oluliselt seadme infomahtu ning parandades oluliselt magnetdetektori tuvastuskaugust ja täpsust. Ülijuhtivate magnetomeetrite abil saab lisaks liikuvate sihtmärkide, näiteks tankide, sõidukite ja allveelaevade tuvastamisele ka mõõta nende suurust, mis toob kaasa olulisi muutusi taktikas ja tehnoloogias, näiteks tankitõrje- ja allveelaevatõrjes.

Väidetavalt on USA merevägi otsustanud selle abil kaugseire satelliidi välja töötada.haruldane muldülijuhtiv materjal traditsioonilise kaugseiretehnoloogia demonstreerimiseks ja täiustamiseks. See satelliit nimega Naval Earth Image Observatory saadeti orbiidile 2000. aastal.

8. KohaldamineHaruldased muldmetallidHiiglaslikud magnetostriktiivsed materjalid tänapäevases sõjatehnoloogias

Haruldased muldmetallidHiiglaslikud magnetostriktiivsed materjalid on uut tüüpi funktsionaalsed materjalid, mis töötati välja 1980. aastate lõpus välismaal. Peamiselt viidatakse haruldaste muldmetallide rauaühenditele. Seda tüüpi materjalil on palju suurem magnetostriktiivne väärtus kui raual, niklil ja muudel materjalidel ning selle magnetostriktiivne koefitsient on umbes 102–103 korda suurem kui üldistel magnetostriktiivsetel materjalidel, mistõttu nimetatakse seda suurteks või hiiglaslikeks magnetostriktiivseteks materjalideks. Kõigist kaubanduslikest materjalidest on haruldaste muldmetallide hiiglaslikel magnetostriktiivsetel materjalidel suurim deformatsiooniväärtus ja energia füüsilise toime all. Eriti terfenool-D magnetostriktiivse sulami eduka väljatöötamisega on avatud uus magnetostriktiivsete materjalide ajastu. Kui terfenool-D asetatakse magnetvälja, on selle suuruse varieeruvus suurem kui tavalistel magnetilistel materjalidel, mis võimaldab saavutada teatud täppismehaanilisi liikumisi. Praegu kasutatakse seda laialdaselt erinevates valdkondades, alates kütusesüsteemidest, vedeliku ventiilide juhtimisest, mikropositsioneerimisest kuni kosmoseteleskoopide mehaaniliste ajamite ja lennukite tiibade regulaatoriteni. Terfenool-D materjalitehnoloogia arendamine on teinud läbimurde elektromehaanilise muundamise tehnoloogias. Ja see on mänginud olulist rolli tipptehnoloogia, sõjandustehnoloogia arendamisel ja traditsiooniliste tööstusharude moderniseerimisel. Haruldaste muldmetallide magnetostriktiivsete materjalide kasutamine tänapäevases sõjaväes hõlmab peamiselt järgmisi aspekte:

8.1 Sonar

Sonari üldine emissioonisagedus on üle 2 kHz, kuid sellest sagedusest madalama sagedusega sonaril on oma erilised eelised: mida madalam on sagedus, seda väiksem on sumbumine, seda kaugemale levib helilaine ja seda vähem mõjutab see veealust kajavarjestust. Terfenol-D materjalist sonarid vastavad suure võimsuse, väikese mahu ja madala sageduse nõuetele, mistõttu on need kiiresti arenenud.

8.2 Elektrilised mehaanilised muundurid

Kasutatakse peamiselt väikeste juhitavate toimingutega seadmete - ajamite - jaoks. Sealhulgas nanomeetri tasemele ulatuvate juhtimistäpsuste, samuti servopumpade, kütuse sissepritsesüsteemide, pidurite jms jaoks. Kasutatakse sõjaväeautode, -lennukite ja -kosmoselaevade, -robotite jms jaoks.

8.3 Andurid ja elektroonikaseadmed

Näiteks taskumagnetomeetrid, nihke, jõu ja kiirenduse tuvastamise andurid ning häälestatavad pinnalaine seadmed. Viimast kasutatakse faasianduritena kaevandustes, sonarites ja arvutite salvestuskomponentides.

9. Muud materjalid

Muud materjalid, näiteksharuldane muldluminestsentsmaterjalid,haruldane muldvesiniku salvestamise materjalid, haruldaste muldmetallide hiiglaslikud magnetoresistiivsed materjalid,haruldane muldmagnetilised külmutusmaterjalid jaharuldane muldMagnetooptilisi salvestusmaterjale on kõik edukalt rakendatud tänapäeva sõjaväes, parandades oluliselt tänapäevaste relvade lahingutõhusust. Näiteksharuldane muldLuminestsentsmaterjale on edukalt kasutatud öönägemisseadmetes. Öönägemispeeglites muudavad haruldaste muldmetallide fosforid footonid (valgusenergia) elektronideks, mida võimendavad miljonid väikesed augud kiudoptilise mikroskoobi tasapinnal, peegeldudes seinalt edasi-tagasi, vabastades rohkem elektrone. Mõned haruldaste muldmetallide fosforid mikroskoobi otsas muudavad elektronid tagasi footoniteks, nii et pilti saab okulaariga näha. See protsess sarnaneb teleriekraanil toimuvaga, kusharuldane muldFluorestseeruv pulber kiirgab ekraanile teatud värvilist pilti. Ameerika tööstus kasutab tavaliselt nioobiumpentoksiidi, kuid öönägemissüsteemide edu saavutamiseks on vaja haruldast muldmetallilantaanon oluline komponent. Lahesõjas kasutasid rahvusvahelised väed neid öönägemisprille Iraagi armee sihtmärkide jälgimiseks ikka ja jälle, saades vastutasuks väikese võidu.

10. Kokkuvõte

Arengharuldane muldtööstus on tõhusalt edendanud kaasaegse sõjatehnoloogia igakülgset arengut ning sõjatehnoloogia täiustamine on samuti ajendanud jõukat arengutharuldane muldtööstus. Usun, et maailma teaduse ja tehnoloogia kiire arengugaharuldane muldtooted mängivad oma erifunktsioonidega suuremat rolli tänapäevase sõjatehnoloogia arendamisel ning toovad tohutut majanduslikku ja silmapaistvat sotsiaalset kasuharuldane muldtööstusharu ise.