A aplicação de materiais de terras raras na tecnologia militar moderna

Terras raras,Conhecidos como o "tesouro" dos novos materiais, como um material funcional especial, podem melhorar significativamente a qualidade e o desempenho de outros produtos e são conhecidos como as "vitaminas" da indústria moderna. Eles não são apenas amplamente utilizados em indústrias tradicionais, como metalurgia, petroquímica, vitrocerâmica, fiação de lã, couro e agricultura, mas também desempenham um papel indispensável em materiais como fluorescência, magnetismo, laser, comunicação por fibra óptica, energia de armazenamento de hidrogênio, supercondutividade, etc. Afetam diretamente a velocidade e o nível de desenvolvimento de indústrias emergentes de alta tecnologia, como instrumentos ópticos, eletrônicos, aeroespacial e nuclear. Essas tecnologias têm sido aplicadas com sucesso na tecnologia militar, promovendo significativamente o desenvolvimento da tecnologia militar moderna.

O papel especial desempenhado porterras rarasNovos materiais na tecnologia militar moderna atraíram grande atenção de governos e especialistas de vários países, sendo listados como um elemento-chave no desenvolvimento de indústrias de alta tecnologia e tecnologia militar por departamentos relevantes de países como os Estados Unidos e o Japão.

Uma breve introdução aTerras rarass e sua relação com a defesa militar e nacional
A rigor, todos os elementos de terras raras têm certas aplicações militares, mas o papel mais crítico que eles desempenham na defesa nacional e nos campos militares deve ser em aplicações como alcance a laser, orientação a laser e comunicação a laser.

A aplicação deterras rarasaço eterras rarasferro dúctil na tecnologia militar moderna

1.1 Aplicação deTerras rarasAço na Tecnologia Militar Moderna

A função inclui dois aspectos: purificação e formação de ligas, principalmente dessulfuração, desoxidação e remoção de gases, eliminando a influência de impurezas nocivas de baixo ponto de fusão, refinando o grão e a estrutura, afetando o ponto de transição de fase do aço e melhorando sua temperabilidade e propriedades mecânicas. A ciência e a tecnologia militares desenvolveram muitos materiais de terras raras adequados para uso em armas, utilizando as propriedades deterras raras.

1.1.1 Aço de armadura

Já no início da década de 1960, a indústria de armas da China começou a pesquisar a aplicação de terras raras em aço para blindagem e aço para armas, e produziu sucessivamenteterras rarasaço blindado como 601, 603 e 623, inaugurando uma nova era de matérias-primas essenciais para a produção de tanques na China com base na produção nacional.

1.1.2Terra raraaço carbono

Em meados da década de 1960, a China adicionou 0,05%terras raraselementos a um certo aço carbono de alta qualidade para produzirterras rarasAço carbono. O valor de impacto lateral deste aço de terras raras é aumentado em 70% a 100% em comparação com o aço carbono original, e o valor de impacto a -40 ℃ é quase o dobro. O estojo de cartucho de grande diâmetro feito deste aço comprovou, por meio de testes de tiro em estandes de tiro, que atende plenamente aos requisitos técnicos. Atualmente, a China o finalizou e colocou em produção, concretizando o desejo antigo da China de substituir o cobre por aço no material do cartucho.

1.1.3 Aço de terras raras com alto teor de manganês e aço fundido de terras raras

Terra raraaço com alto teor de manganês é usado para fabricar placas de trilhos de tanques, enquantoterras rarasO aço fundido é usado na fabricação de asas de cauda, ​​freios de boca e componentes estruturais de artilharia para projéteis perfurantes de alta velocidade. Isso pode reduzir as etapas de processamento, melhorar o aproveitamento do aço e atingir indicadores táticos e técnicos.

1.2 Aplicação de Ferro Fundido Nodular de Terras Raras na Tecnologia Militar Moderna

No passado, os materiais dos projéteis de câmara frontal da China eram feitos de ferro fundido semirrígido, feito de ferro-gusa de alta qualidade misturado com 30% a 40% de sucata de aço. Devido à sua baixa resistência, alta fragilidade, fragmentação efetiva baixa e não cortante após a explosão e baixo poder de destruição, o desenvolvimento de corpos de projéteis de câmara frontal era restrito. Desde 1963, vários calibres de projéteis de morteiro têm sido fabricados usando ferro dúctil de terras raras, o que aumentou suas propriedades mecânicas em 1 a 2 vezes, multiplicou o número de fragmentos efetivos e afiou as bordas dos fragmentos, aumentando significativamente seu poder de destruição. Os projéteis de combate de um certo tipo de projétil de canhão e canhão de campanha feitos desse material em nosso país têm um número efetivo de fragmentação ligeiramente melhor e um raio de destruição denso do que os projéteis de aço.

A aplicação de metais não ferrososliga de terras rarascomo magnésio e alumínio na tecnologia militar moderna

Terras rarasPossuem alta atividade química e grandes raios atômicos. Quando adicionados a metais não ferrosos e suas ligas, podem refinar o tamanho dos grãos, prevenir a segregação, remover gases e impurezas, purificar e melhorar a estrutura metalográfica, alcançando assim objetivos abrangentes, como a melhoria das propriedades mecânicas, físicas e do desempenho do processamento. Trabalhadores nacionais e estrangeiros da área de materiais têm utilizado as propriedades deterras raraspara desenvolver novosterras rarasLigas de magnésio, ligas de alumínio, ligas de titânio e ligas de alta temperatura. Esses produtos têm sido amplamente utilizados em tecnologias militares modernas, como caças, aeronaves de assalto, helicópteros, veículos aéreos não tripulados e satélites de mísseis.

2.1Terra raraliga de magnésio

Terra raraAs ligas de magnésio apresentam alta resistência específica, podem reduzir o peso das aeronaves, melhorar o desempenho tático e têm amplas perspectivas de aplicação.terras rarasAs ligas de magnésio desenvolvidas pela China Aviation Industry Corporation (doravante AVIC) incluem cerca de 10 graus de ligas de magnésio fundido e ligas de magnésio deformado, muitas das quais têm sido utilizadas na produção e apresentam qualidade estável. Por exemplo, a liga de magnésio fundido ZM 6 com neodímio metálico de terras raras como aditivo principal foi expandida para uso em peças importantes, como carcaças de redução traseiras de helicópteros, nervuras de asas de caça e placas de pressão de rotor de geradores de 30 kW. A liga de magnésio de alta resistência de terras raras BM25, desenvolvida em conjunto pela China Aviation Corporation e a Nonferrous Metals Corporation, substituiu algumas ligas de alumínio de média resistência e tem sido aplicada em aeronaves de impacto.

2.2Terra raraliga de titânio

No início da década de 1970, o Instituto de Materiais Aeronáuticos de Pequim (referido como o Instituto) substituiu parte do alumínio e do silício pormetal de terras raras cério (Ce) em ligas de titânio Ti-A1-Mo, limitando a precipitação de fases frágeis e melhorando a resistência ao calor e a estabilidade térmica da liga. Com base nisso, foi desenvolvida uma liga de titânio fundido de alto desempenho e alta temperatura, ZT3, contendo cério. Comparada com ligas internacionais similares, ela apresenta certas vantagens em resistência ao calor, resistência e desempenho do processo. A carcaça do compressor fabricada com ela é usada no motor W PI3 II, reduzindo o peso de cada aeronave em 39 kg e aumentando a relação empuxo-peso em 1,5%. Além disso, as etapas de processamento são reduzidas em cerca de 30%, alcançando benefícios técnicos e econômicos significativos, preenchendo a lacuna do uso de carcaças de titânio fundido para motores de aviação na China em condições de 500 ℃. Pesquisas mostraram que existem pequenasóxido de cériopartículas na microestrutura da liga ZT3 contendocério.Cériocombina uma porção de oxigênio na liga para formar um refratário e de alta durezaóxido de terras rarasmaterial, Ce2O3. Essas partículas impedem o movimento das discordâncias durante a deformação da liga, melhorando o desempenho da liga em altas temperaturas.Cériocaptura algumas impurezas gasosas (especialmente nos contornos de grão), o que pode fortalecer a liga, mantendo boa estabilidade térmica. Esta é a primeira tentativa de aplicar a teoria do reforço por ponto de soluto difícil na fundição de ligas de titânio. Além disso, após anos de pesquisa, o Instituto de Materiais de Aviação desenvolveu um método estável e baratoóxido de ítrioMateriais de areia e pó no processo de fundição de precisão em solução de liga de titânio, utilizando tecnologia especial de tratamento de mineralização. Atingiu bons níveis de gravidade específica, dureza e estabilidade ao titânio líquido. Demonstrou maior superioridade em termos de ajuste e controle do desempenho da pasta da casca. A principal vantagem do uso de casca de óxido de ítrio na fabricação de peças fundidas de titânio é que, em condições em que a qualidade e o nível do processo das peças fundidas são comparáveis ​​aos do processo de camada superficial de tungstênio, é possível fabricar peças fundidas de liga de titânio mais finas do que as do processo de camada superficial de tungstênio. Atualmente, esse processo tem sido amplamente utilizado na fabricação de diversas peças fundidas de aeronaves, motores e civis.

2.3Terra raraliga de alumínio

A liga de alumínio fundido resistente ao calor HZL206 contendo terras raras, desenvolvida pela AVIC, possui propriedades mecânicas superiores em alta temperatura e temperatura ambiente em comparação com ligas contendo níquel no exterior, e atingiu o nível avançado de ligas similares no exterior. Atualmente, é utilizada como válvula resistente à pressão para helicópteros e jatos de caça com temperatura de trabalho de 300 ℃, substituindo ligas de aço e titânio. Redução do peso estrutural e produção em massa. A resistência à tração deterras rarasA liga hipereutética de alumínio e silício ZL117 a 200-300 ℃ é superior à das ligas de pistão KS280 e KS282 da Alemanha Ocidental. Sua resistência ao desgaste é 4 a 5 vezes maior que a das ligas de pistão ZL108 comumente usadas, com um pequeno coeficiente de expansão linear e boa estabilidade dimensional. Tem sido utilizada em acessórios de aviação, compressores de ar KY-5 e KY-7 e pistões de motores de aeromodelismo. A adição deterras rarasA adição de elementos de terras raras às ligas de alumínio melhora significativamente a microestrutura e as propriedades mecânicas. O mecanismo de ação dos elementos de terras raras nas ligas de alumínio é formar uma distribuição dispersa, e pequenos compostos de alumínio desempenham um papel significativo no fortalecimento da segunda fase; A adição deterras raraselementos desempenham um papel na desgaseificação e purificação, reduzindo assim o número de poros na liga e melhorando seu desempenho;Terra raraOs compostos de alumínio, como núcleos de cristais heterogêneos para refinar grãos e fases eutéticas, também são um tipo de modificador; Os elementos de terras raras promovem a formação e o refinamento de fases ricas em ferro, reduzindo seus efeitos nocivos. α— A quantidade de ferro na solução sólida em A1 diminui com o aumento deterras rarasadição, que também é benéfica para melhorar a resistência e a plasticidade.

A aplicação deterras rarasmateriais de combustão na tecnologia militar moderna

3.1 Purometais de terras raras

Purometais de terras raras, devido às suas propriedades químicas ativas, são propensos a reagir com oxigênio, enxofre e nitrogênio para formar compostos estáveis. Quando submetidas a atrito e impacto intensos, as faíscas podem inflamar materiais inflamáveis. Portanto, já em 1908, foi transformado em sílex. Descobriu-se que, entre os 17terras raraselementos, seis elementos incluindocério, lantânio, neodímio, praseodímio, samário, eítriotêm um desempenho particularmente bom em termos de incêndio criminoso. As pessoas transformaram as propriedades de incêndio criminoso de rsão metais terrososem vários tipos de armas incendiárias, como o míssil Mark 82 de 227 kg dos EUA, que usametal de terras rarasrevestimento, que não só produz efeitos explosivos letais, mas também efeitos incendiários. A ogiva de foguete ar-solo americana "Damping Man" é equipada com 108 barras quadradas de metal de terras raras como revestimentos, substituindo alguns fragmentos pré-fabricados. Testes de detonação estática demonstraram que sua capacidade de inflamar combustível de aviação é 44% maior do que a de ogivas sem revestimento.

3.2 Mistometal de terras rarass

Devido ao alto preço do purometais de terras raras,vários países utilizam amplamente materiais compósitos baratosmetal de terras rarass em armas de combustão. O compostometal de terras rarasO agente de combustão é carregado na carcaça metálica sob alta pressão, com densidade de agente de combustão de (1,9~2,1) × 103 kg/m3, velocidade de combustão de 1,3-1,5 m/s, diâmetro da chama de cerca de 500 mm e temperatura da chama de até 1715-2000 ℃. Após a combustão, o aquecimento do corpo incandescente dura mais de 5 minutos. Durante a Guerra do Vietnã, os militares americanos lançaram uma granada incendiária de 40 mm usando um lançador, e o revestimento de ignição interno era feito de um metal misto de terras raras. Após a explosão do projétil, cada fragmento com um revestimento de ignição pode incendiar o alvo. Naquela época, a produção mensal da bomba atingiu 200.000 cartuchos, com um máximo de 260.000 cartuchos.

3.3Terra raraligas de combustão

Aterras rarasUma liga de combustão pesando 100 g pode formar de 200 a 3.000 faíscas com uma grande área de cobertura, o que equivale ao raio de destruição de projéteis perfurantes e perfurantes. Portanto, o desenvolvimento de munições multifuncionais com poder de combustão tornou-se uma das principais direções do desenvolvimento de munições no país e no exterior. Para projéteis perfurantes e perfurantes, seu desempenho tático exige que, após penetrar na blindagem do tanque inimigo, eles também possam inflamar seu combustível e munição para destruir completamente o tanque. Para granadas, é necessário inflamar suprimentos militares e instalações estratégicas dentro de seu alcance de destruição. É relatado que uma bomba incendiária de metal de terras raras de plástico fabricada nos Estados Unidos tem um corpo feito de náilon reforçado com fibra de vidro e um núcleo de liga de terras raras mistas, que é usado para ter melhores efeitos contra alvos que contêm combustível de aviação e materiais semelhantes.

Aplicação de 4Terras rarasMateriais em Proteção Militar e Tecnologia Nuclear

4.1 Aplicação em Tecnologia de Proteção Militar

Elementos de terras raras possuem propriedades de resistência à radiação. O Centro Nacional de Seções Transversais de Nêutrons, nos Estados Unidos, utilizou materiais poliméricos como substrato e fabricou dois tipos de placas com espessura de 10 mm, com ou sem adição de elementos de terras raras, para testes de proteção contra radiação. Os resultados mostram que o efeito de blindagem térmica de nêutrons deterras rarasmateriais poliméricos são 5 a 6 vezes melhores do que os deterras rarasmateriais poliméricos livres. Os materiais de terras raras com elementos adicionados, comosamário, európio, gadolínio, disprósio, etc. possuem a maior seção transversal de absorção de nêutrons e têm um bom efeito na captura de nêutrons. Atualmente, as principais aplicações de materiais antirradiação de terras raras na tecnologia militar incluem os seguintes aspectos.

4.1.1 Blindagem contra radiação nuclear

Os Estados Unidos usam 1% de boro e 5% de elementos de terras rarasgadolínio, samário, elantâniopara produzir um concreto resistente à radiação com 600 m de espessura para blindagem de fontes de nêutrons de fissão em reatores de piscinas. A França desenvolveu um material de proteção contra radiação de terras raras adicionando boretos,terras rarascompostos, ouligas de terras rarasgrafite como substrato. O enchimento deste material de blindagem composto deve ser distribuído uniformemente e transformado em peças pré-fabricadas, que são dispostas ao redor do canal do reator de acordo com os diferentes requisitos das peças de blindagem.

4.1.2 Blindagem de radiação térmica do tanque

É composto por quatro camadas de folheado, com espessura total de 5 a 20 cm. A primeira camada é feita de plástico reforçado com fibra de vidro, com pó inorgânico adicionado com 2%terras rarascompostos como enchimentos para bloquear nêutrons rápidos e absorver nêutrons lentos; A segunda e terceira camadas adicionam boro, grafite, poliestireno e elementos de terras raras, representando 10% da quantidade total de enchimento para bloquear nêutrons de energia intermediária e absorver nêutrons térmicos; A quarta camada usa grafite em vez de fibra de vidro e adiciona 25%terras rarascompostos para absorver nêutrons térmicos.

4.1.3 Outros

Aplicandoterras rarasrevestimentos antirradiação para tanques, navios, abrigos e outros equipamentos militares podem ter um efeito antirradiação.

4.2 Aplicação em Tecnologia Nuclear

Terra raraóxido de ítriopode ser usado como absorvedor de combustível para urânio em reatores de água fervente (BWRs). Dentre todos os elementos,gadolíniotem a maior capacidade de absorver nêutrons, com aproximadamente 4.600 alvos por átomo. Cada núcleo naturalgadolínioO átomo absorve em média 4 nêutrons antes de falhar. Quando misturado com urânio fissionável,gadolíniopode promover a combustão, reduzir o consumo de urânio e aumentar a produção de energia.Óxido de gadolínionão produz subproduto nocivo, o deutério, como o carboneto de boro, e pode ser compatível tanto com o combustível de urânio quanto com seu material de revestimento durante as reações nucleares. A vantagem de usargadolínioem vez de boro é issogadolíniopode ser misturado diretamente com urânio para evitar a expansão das barras de combustível nuclear. De acordo com as estatísticas, existem atualmente 149 reatores nucleares planejados em todo o mundo, dos quais 115 reatores de água pressurizada utilizam terras raras.óxido de gadolínio. Terra rarasamário, európio, edisprósiotêm sido usados ​​como absorvedores de nêutrons em reprodutores de nêutrons.Terra rara ítriopossui uma pequena seção transversal de captura em nêutrons e pode ser usado como material de tubulação para reatores de sal fundido. Folhas finas com adição deterras raras gadolínioedisprósiopodem ser usados ​​como detectores de campo de nêutrons na engenharia aeroespacial e da indústria nuclear, pequenas quantidades deterras rarastúlioeérbiopodem ser usados ​​como materiais alvo para geradores de nêutrons de tubo selado eóxido de terras rarascerâmicas metálicas de ferro e európio podem ser usadas para fazer placas de suporte de controle de reator aprimoradas.Terra raragadolíniotambém pode ser usado como aditivo de revestimento para evitar radiação de nêutrons e veículos blindados revestidos com revestimentos especiais contendoóxido de gadolíniopode prevenir a radiação de nêutrons.Terra rara itérbioé usado em equipamentos para medir o geoestresse causado por explosões nucleares subterrâneas. Quandoorelha rarahitérbioé submetido a uma força, a resistência aumenta e a mudança na resistência pode ser usada para calcular a pressão à qual está sujeito. Ligandoterras raras gadolíniofolha depositada por deposição de vapor e revestimento escalonado com um elemento sensível ao estresse pode ser usada para medir alto estresse nuclear.

5,Aplicação deTerras rarasMateriais de ímã permanente na tecnologia militar moderna

Oterras rarasO material magnético permanente, aclamado como a nova geração de reis magnéticos, é atualmente conhecido como o material magnético permanente de mais alto desempenho abrangente. Possui propriedades magnéticas mais de 100 vezes superiores às do aço magnético usado em equipamentos militares na década de 1970. Atualmente, tornou-se um material importante na comunicação da tecnologia eletrônica moderna, sendo utilizado em tubos de ondas progressivas e circuladores em satélites artificiais da Terra, radares e outros campos. Portanto, possui significativa importância militar.

SamárioÍmãs de cobalto e ímãs de neodímio ferro boro são usados ​​para focalização de feixes de elétrons em sistemas de orientação de mísseis. Os ímãs são os principais dispositivos de focalização dos feixes de elétrons e transmitem dados para a superfície de controle do míssil. Há aproximadamente 2,27 a 4,54 kg de ímãs em cada dispositivo de orientação do míssil. Além disso,terras rarasÍmãs também são usados ​​para acionar motores elétricos e girar o leme de mísseis guiados. Suas vantagens residem em suas propriedades magnéticas mais fortes e menor peso em comparação com os ímãs originais de alumínio-níquel-cobalto.

6. Aplicação deTerras rarasMateriais de laser na tecnologia militar moderna

O laser é um novo tipo de fonte de luz que apresenta boa monocromaticidade, direcionalidade e coerência, podendo atingir alto brilho. Laser eterras rarasmateriais de laser nasceram simultaneamente. Até agora, aproximadamente 90% dos materiais de laser envolvemterras raras. Por exemplo,ítrioO cristal de granada de alumínio é um laser amplamente utilizado que pode atingir alta potência contínua à temperatura ambiente. A aplicação de lasers de estado sólido nas forças armadas modernas inclui os seguintes aspectos.

6.1 Alcance do laser

OneodímiodopadoítrioO telêmetro a laser de granada de alumínio desenvolvido por países como Estados Unidos, Grã-Bretanha, França e Alemanha pode medir distâncias de até 4.000 a 20.000 metros com uma precisão de 5 metros. Sistemas de armas como o MI americano, o Leopard II alemão, o Leclerc francês, o Type 90 japonês, o Mecca israelense e o mais recente tanque britânico Challenger 2 utilizam esse tipo de telêmetro a laser. Atualmente, alguns países estão desenvolvendo uma nova geração de telêmetros a laser sólidos para a segurança dos olhos humanos, com uma faixa de comprimento de onda de trabalho de 1,5 a 2,1 μM. Telêmetros a laser portáteis foram desenvolvidos utilizandohólmiodopadoítrioLasers de fluoreto de lítio nos Estados Unidos e no Reino Unido, com um comprimento de onda de trabalho de 2,06 μM, variando até 3000 m. Os Estados Unidos também colaboraram com empresas internacionais de laser para desenvolver um laser dopado com érbio.ítrioLaser de fluoreto de lítio com comprimento de onda de 1,73 μM, telêmetro a laser e fortemente equipado com tropas. O comprimento de onda do laser do telêmetro militar chinês é de 1,06 μM, variando de 200 a 7000 m. A China obtém dados importantes de teodolitos de televisão a laser em medições de alcance de alvos durante o lançamento de foguetes de longo alcance, mísseis e satélites de comunicação experimentais.

6.2 Orientação a laser

As bombas guiadas a laser utilizam lasers para orientação terminal. O laser Nd · YAG, que emite dezenas de pulsos por segundo, é usado para irradiar o laser alvo. Os pulsos são codificados e os pulsos de luz podem autoguiar a resposta do míssil, evitando assim a interferência do lançamento do míssil e obstáculos colocados pelo inimigo. A bomba planadora militar americana GBV-15, também conhecida como "bomba destra". Da mesma forma, também pode ser usada para fabricar projéteis guiados a laser.

6.3 Comunicação a laser

Além do Nd · YAG, a saída do laser de lítioneodímioO cristal de fosfato (LNP) é polarizado e fácil de modular, tornando-o um dos materiais mais promissores para microlasers. É adequado como fonte de luz para comunicação por fibra óptica e espera-se que seja aplicado em óptica integrada e comunicação cósmica. Além disso,ítrioO cristal único de granada de ferro (Y3Fe5O12) pode ser usado como vários dispositivos de ondas de superfície magnetostáticas usando tecnologia de integração de micro-ondas, tornando os dispositivos integrados e miniaturizados, e tendo aplicações especiais em controle remoto de radar, telemetria, navegação e contramedidas eletrônicas.

7.A Aplicação deTerras rarasMateriais supercondutores na tecnologia militar moderna

Quando um determinado material experimenta resistência zero abaixo de uma determinada temperatura, isso é conhecido como supercondutividade, que é a temperatura crítica (Tc). Supercondutores são um tipo de material antimagnético que repele qualquer tentativa de aplicar um campo magnético abaixo da temperatura crítica, conhecido como efeito Meisner. Adicionar elementos de terras raras a materiais supercondutores pode aumentar significativamente a temperatura crítica Tc. Isso promove significativamente o desenvolvimento e a aplicação de materiais supercondutores. Na década de 1980, países desenvolvidos como os Estados Unidos e o Japão adicionaram uma certa quantidade deóxido de terras rarass comolantânio, ítrio,európio, eérbioao óxido de bário eóxido de cobrecompostos que foram misturados, prensados ​​e sinterizados para formar materiais cerâmicos supercondutores, tornando a aplicação generalizada da tecnologia supercondutora, especialmente em aplicações militares, mais extensa.

7.1 Circuitos integrados supercondutores

Nos últimos anos, pesquisas sobre a aplicação da tecnologia supercondutora em computadores eletrônicos têm sido realizadas no exterior, e circuitos integrados supercondutores têm sido desenvolvidos utilizando materiais cerâmicos supercondutores. Se esse tipo de circuito integrado for utilizado na fabricação de computadores supercondutores, ele não só será pequeno em tamanho, leve em peso e conveniente de usar, como também terá uma velocidade de computação de 10 a 100 vezes maior que a dos computadores semicondutores, com operações de ponto flutuante atingindo de 300 a 1 trilhão de vezes por segundo. Portanto, as Forças Armadas dos EUA preveem que, com a introdução dos computadores supercondutores, eles se tornarão um "multiplicador" da eficácia de combate do sistema C1 nas Forças Armadas.

7.2 Tecnologia de exploração magnética supercondutora

Componentes magnéticos sensíveis, feitos de materiais cerâmicos supercondutores, possuem pequeno volume, facilitando a integração e a configuração de matrizes. Eles podem formar sistemas de detecção multicanal e multiparâmetros, aumentando significativamente a capacidade de informação da unidade e melhorando significativamente a distância de detecção e a precisão do detector magnético. O uso de magnetômetros supercondutores permite não apenas detectar alvos em movimento, como tanques, veículos e submarinos, mas também medir seu tamanho, levando a mudanças significativas em táticas e tecnologias, como a guerra antitanque e antissubmarino.

É relatado que a Marinha dos EUA decidiu desenvolver um satélite de sensoriamento remoto usando esteterras rarasmaterial supercondutor para demonstrar e aprimorar a tecnologia tradicional de sensoriamento remoto. Este satélite, chamado Observatório Naval de Imagens da Terra, foi lançado em 2000.

8.Aplicação deTerras rarasMateriais magnetostritivos gigantes na tecnologia militar moderna

Terra raraMateriais magnetostritivos gigantes são um novo tipo de material funcional recentemente desenvolvido no final da década de 1980 no exterior. Referindo-se principalmente a compostos de ferro de terras raras. Este tipo de material tem um valor magnetostritivo muito maior do que o ferro, níquel e outros materiais, e seu coeficiente magnetostritivo é cerca de 102-103 vezes maior do que o de materiais magnetostritivos gerais, por isso é chamado de materiais magnetostritivos grandes ou gigantes. Entre todos os materiais comerciais, os materiais magnetostritivos gigantes de terras raras têm o maior valor de deformação e energia sob ação física. Especialmente com o desenvolvimento bem-sucedido da liga magnetostritiva Terfenol-D, uma nova era de materiais magnetostritivos foi aberta. Quando Terfenol-D é colocado em um campo magnético, sua variação de tamanho é maior do que a de materiais magnéticos comuns, o que permite que alguns movimentos mecânicos de precisão sejam alcançados. Atualmente, é amplamente utilizado em vários campos, desde sistemas de combustível, controle de válvulas de líquido, microposicionamento até atuadores mecânicos para telescópios espaciais e reguladores de asas de aeronaves. O desenvolvimento da tecnologia de materiais Terfenol-D representou um avanço revolucionário na tecnologia de conversão eletromecânica. Além disso, desempenhou um papel importante no desenvolvimento de tecnologias de ponta, na tecnologia militar e na modernização das indústrias tradicionais. A aplicação de materiais magnetostritivos de terras raras nas forças armadas modernas abrange principalmente os seguintes aspectos:

8.1 Sonar

A frequência geral de emissão do sonar é acima de 2 kHz, mas o sonar de baixa frequência abaixo dessa frequência tem suas vantagens especiais: quanto menor a frequência, menor a atenuação, maior a distância de propagação da onda sonora e menor o impacto na blindagem de eco subaquática. Os sonares feitos de material Terfenol-D atendem aos requisitos de alta potência, pequeno volume e baixa frequência, por isso se desenvolveram rapidamente.

8.2 Transdutores elétricos mecânicos

Usado principalmente em pequenos dispositivos de ação controlada - atuadores. Incluindo precisão de controle que atinge o nível nanométrico, bem como servobombas, sistemas de injeção de combustível, freios, etc. Usado em carros militares, aeronaves e espaçonaves militares, robôs militares, etc.

8.3 Sensores e dispositivos eletrônicos

Como magnetômetros de bolso, sensores para detecção de deslocamento, força e aceleração, e dispositivos de ondas acústicas de superfície sintonizáveis. Este último é usado para sensores de fase em minas, sonares e componentes de armazenamento em computadores.

9. Outros materiais

Outros materiais comoterras rarasmateriais luminescentes,terras rarasmateriais de armazenamento de hidrogênio, materiais magnetoresistivos gigantes de terras raras,terras rarasmateriais de refrigeração magnética eterras rarasMateriais de armazenamento magneto-óptico têm sido aplicados com sucesso nas forças armadas modernas, melhorando significativamente a eficácia de combate das armas modernas. Por exemplo,terras rarasMateriais luminescentes têm sido aplicados com sucesso em dispositivos de visão noturna. Em espelhos de visão noturna, fósforos de terras raras convertem fótons (energia luminosa) em elétrons, que são amplificados através de milhões de pequenos orifícios no plano do microscópio de fibra óptica, refletindo para frente e para trás na parede, liberando mais elétrons. Alguns fósforos de terras raras na extremidade traseira convertem elétrons de volta em fótons, permitindo que a imagem seja vista com uma ocular. Esse processo é semelhante ao de uma tela de televisão, ondeterras raraspó fluorescente emite uma determinada imagem colorida na tela. A indústria americana normalmente usa pentóxido de nióbio, mas para que os sistemas de visão noturna tenham sucesso, o elemento de terras raraslantânioé um componente crucial. Na Guerra do Golfo, forças multinacionais usaram esses óculos de visão noturna para observar os alvos do exército iraquiano repetidamente, em troca de uma pequena vitória.

10. Conclusão

O desenvolvimento doterras rarasa indústria promoveu eficazmente o progresso abrangente da tecnologia militar moderna, e a melhoria da tecnologia militar também impulsionou o desenvolvimento próspero daterras rarasindústria. Acredito que com o rápido avanço da ciência e tecnologia mundial,terras rarasOs produtos desempenharão um papel mais importante no desenvolvimento da tecnologia militar moderna com suas funções especiais e trarão enormes benefícios econômicos e sociais notáveis ​​para oterras rarasa própria indústria.