تطبيق مواد أرضية نادرة في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

الأرض النادرة ،يمكن أن تحسن إلى حد كبير من جودة وأداء المنتجات الأخرى ، والمعروفة باسم "Treasure Trove" للمواد الجديدة ، كمواد وظيفية خاصة ، وتعرف باسم "الفيتامينات" للصناعة الحديثة. لا يتم استخدامها على نطاق واسع في الصناعات التقليدية فقط مثل المعادن والبتروكيماويات والسيراميك الزجاجي ودوران الصوف والجلود والزراعة ، ولكن أيضًا تلعب دورًا لا غنى عنه في المواد مثل التألق ، والمغناطيسية ، والليزر ، والتواصل البصري ، والتواصل مع الهيدروجين. الإلكترونيات والفضاء والصناعة النووية. تم تطبيق هذه التقنيات بنجاح في التكنولوجيا العسكرية ، مما يعزز بشكل كبير تطور التكنولوجيا العسكرية الحديثة.

الدور الخاص التي لعبهاأرض نادرةاجتذبت مواد جديدة في التكنولوجيا العسكرية الحديثة اهتمامًا كبيرًا من الحكومات والخبراء في مختلف البلدان ، مثل كونها عنصرًا رئيسيًا في تطوير الصناعات ذات التقنية العالية والتكنولوجيا العسكرية من قبل الإدارات ذات الصلة في البلدان مثل الولايات المتحدة واليابان.

مقدمة موجزة عنأرض نادرةق وعلاقتهم بالدفاع العسكري والوطني
بالمعنى الدقيق للكلمة ، فإن جميع العناصر الأرضية النادرة لها بعض التطبيقات العسكرية ، ولكن يجب أن يكون الدور الأكثر أهمية الذي يلعبونه في المجالات الدفاع الوطني والعسكرية في تطبيقات مثل الليزر تتراوح من الليزر ، والتواصل بالليزر.

تطبيقأرض نادرةالصلب وأرض نادرةالحديد الدكتايل في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

1.1 تطبيقأرض نادرةالصلب في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

تتضمن الوظيفة جانبين: التنقية والسبائك ، وخاصة إزالة الكبريت ، وإزالة الأكسدة ، وإزالة الغاز ، مما يزيل تأثير الشوائب الضارة المنخفضة لنقطة الانصهار ، وصقل الحبوب والبنية ، مما يؤثر على نقطة انتقال الطور من الصلب ، وتحسين صلابةها وخصائصها الميكانيكية. طور موظفو العلوم العسكرية والتكنولوجيا العديد من المواد الأرضية النادرة المناسبة للاستخدام في الأسلحة من خلال استخدام خصائصأرض نادرة.

1.1.1 درع الصلب

في وقت مبكر من أوائل الستينيات ، بدأت صناعة الأسلحة في الصين في البحث في تطبيق الأرض النادرة في الصلب والبندقية ، وإنتاجها على التواليأرض نادرةفولاذ درع مثل 601 و 603 و 623 ، دخول عصر جديد من المواد الخام الرئيسية لإنتاج الخزانات في الصين على أساس الإنتاج المحلي.

1.1.2أرض نادرةالصلب الكربوني

في منتصف الستينيات ، أضافت الصين 0.05 ٪أرض نادرةعناصر لبعض الفولاذ الكربوني عالي الجودة لإنتاجهاأرض نادرةالصلب الكربوني. يتم زيادة قيمة التأثير الجانبي لهذا الفولاذ الأرضي النادر بنسبة 70 ٪ إلى 100 ٪ مقارنة مع الفولاذ الكربوني الأصلي ، وتضاعف قيمة التأثير في -40 ℃ تقريبا. تم إثبات حالة خرطوشة القطر الكبيرة المصنوعة من هذا الصلب من خلال اختبارات الرماية في نطاق الرماية لتلبية المتطلبات الفنية بالكامل. حاليًا ، قامت الصين بإنهاءها ووضعتها في الإنتاج ، مع إدراك رغبة الصين الطويلة في استبدال النحاس بالصلب في مواد الخرطوشة.

1.1.3 نادرة من الصلب المنجنيز المرتفع من الأرض والفولاذ الأراضي النادرة

أرض نادرةيتم استخدام فولاذ المنغنيز العالي لتصنيع لوحات مسار الخزانات ، بينماأرض نادرةيتم استخدام الصلب المصبوب لتصنيع أجنحة الذيل ، ومكابح كمامة ، والمكونات الهيكلية للمدفعية للقذائف الثقب عالية السرعة. هذا يمكن أن يقلل من خطوات المعالجة ، وتحسين استخدام الصلب ، وتحقيق المؤشرات التكتيكية والتقنية.

1.2 تطبيق الحديد الزهر العقدي الأرضي النادر في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

في الماضي ، كانت مواد قذيفة الغرفة الأمامية في الصين مصنوعة من الحديد الزهر شبه الصيفي المصنوع من الحديد الخنزير عالي الجودة المخلوط مع 30 ٪ إلى 40 ٪ من الصلب الخردة. نظرًا لقوتها المنخفضة ، والهشاشة العالية ، والتفتت الفعال المنخفض وغير الحاد بعد الانفجار ، وقوة القتل الضعيفة ، تم تقييد تطور هيئات القذيفة الأمامية. منذ عام 1963 ، تم تصنيع عيار مختلف من قذائف الهاون باستخدام مكواة الدكتايل الأرضية النادرة ، مما زاد من خصائصها الميكانيكية بمقدار 1-2 مرات ، وضرب عدد الأجزاء الفعالة ، وشحذ حواف الشظايا ، مما عزز بشكل كبير قوتهم القتل. القشرة القتالية لنوع معين من قذيفة المدفع وقشرة الأسلحة الميدانية المصنوعة من هذه المادة في بلدنا لها عدد فعال أفضل قليلاً من تجزئة دائرة نصف قطرها الكثيفة من قشرة الصلب.

تطبيق غير المحركسبيكة أرضية نادرةS مثل المغنيسيوم والألمنيوم في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

أرض نادرةلديك نشاط كيميائي عالي ونصف قطر ذري كبير. عند إضافتها إلى المعادن غير المحلية وسبائكها ، يمكنهم تحسين حجم الحبوب ، ومنع الفصل ، وإزالة الغاز ، والشوائب ، وتنقية ، وتحسين بنية المعادن ، وبالتالي تحقيق أهداف شاملة مثل تحسين الخصائص الميكانيكية والخصائص الفيزيائية وأداء المعالجة. استخدم عمال المواد المحلية والأجنبية خصائصأرض نادرةلتطوير جديدأرض نادرةسبائك المغنيسيوم ، سبائك الألومنيوم ، سبائك التيتانيوم ، وسبائك درجات الحرارة العالية. تم استخدام هذه المنتجات على نطاق واسع في التقنيات العسكرية الحديثة مثل الطائرات المقاتلة ، والهجوم ، والمروحيات ، والمركبات الجوية غير المأهولة ، والأقمار الصناعية الصاروخية.

2.1أرض نادرةسبيكة المغنيسيوم

أرض نادرةتتمتع سبائك المغنيسيوم بقوة محددة عالية ، ويمكن أن تقلل من وزن الطائرات ، وتحسين الأداء التكتيكي ، ولها آفاق تطبيق واسعة. الأرض نادرةتشمل سبائك المغنيسيوم التي طورتها شركة China Aviation Industry Corporation (المشار إليها فيما يلي باسم AVIC) حوالي 10 درجات من سبائك المغنيسيوم المصبوب وسبائك المغنيسيوم المشوهة ، والتي تم استخدام الكثير منها في الإنتاج ولديها جودة مستقرة. على سبيل المثال ، تم توسيع سبيكة ZM 6 المصبوب مع نيوديميوم المعدن الأرضي النادر حيث تم توسيع المضافة الرئيسية لاستخدامها في أجزاء مهمة مثل أغلفة التخفيض الخلفي للطائرات ، وأضلاع الجناح المقاتلة ، وألواح ضغط الرصاص الدوار لمولدات 30 كيلوواط. حلت سبيكة المغنيسيوم ذات القوة العالية النادرة BM25 التي تم تطويرها بشكل مشترك من قبل شركة China Aviation Corporation و China Metals Corporation محل بعض سبائك الألمنيوم المتوسطة القوة وتم تطبيقها في الطائرات ذات التأثير.

2.2أرض نادرةسبيكة التيتانيوم

في أوائل سبعينيات القرن الماضي ، استبدل معهد بكين للمواد الطيران (المشار إليه باسم المعهد) بعض الألومنيوم والسيليكون معالمعدن الأرض النادر السيريوم (Ce) في سبائك التيتانيوم TI-A1-MO ، مما يحد من هطول الأمطار من المراحل الهشة وتحسين مقاومة حرارة السبائك والاستقرار الحراري. على هذا الأساس ، تم تطوير سبيكة من التيتانيوم عالية الحرارة ZT3 التي تحتوي على سيريوم. بالمقارنة مع السبائك الدولية المماثلة ، فإن لديها مزايا معينة في مقاومة الحرارة والقوة وأداء العملية. يتم استخدام غلاف الضاغط المصنعة مع محرك W PI3 II ، مما يقلل من وزن كل طائرة بمقدار 39 كجم وزيادة نسبة الدفع إلى الوزن بنسبة 1.5 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل خطوات المعالجة بنحو 30 ٪ ، وتحقيق فوائد تقنية واقتصادية كبيرة ، وملء الفجوة في استخدام أغلفة التيتانيوم المصبوب لمحركات الطيران في الصين تحت 500 ظروف. أظهرت الأبحاث أن هناك صغيرًاأكسيد السيريومجزيئات في البنية المجهرية لسبائك ZT3 تحتويالسيريوم.السيريوميجمع بين جزء من الأكسجين في السبائك لتشكيل صلابة حرارية وعاليةأكسيد الأرض النادرالمواد ، CE2O3. تعيق هذه الجسيمات حركة الخلع أثناء تشوه السبائك ، مما يحسن أداء درجات الحرارة العالية للسبائك.السيريوميلتقط بعض شوائب الغاز (وخاصة في حدود الحبوب) ، والتي قد تعزز السبائك مع الحفاظ على الاستقرار الحراري الجيد. هذه هي المحاولة الأولى لتطبيق نظرية تعزيز النقطة المذابة الصعبة في صب سبائك التيتانيوم. بالإضافة إلى ذلك ، بعد سنوات من البحث ، طور معهد مواد الطيران مستقرة وغير مكلفةأكسيد Yttriumمواد الرمال والمسحوق في حلول سبيكة التيتانيوم عملية صب الدقة ، باستخدام تقنية معالجة التمعدن الخاصة. لقد حقق مستويات جيدة في الثقل والصلابة والاستقرار إلى سائل التيتانيوم. فيما يتعلق بضبط أداء ملاط ​​القذيفة والتحكم فيه ، فقد أظهر تفوقًا أكبر. إن الميزة المعلقة لاستخدام قذيفة أكسيد Yttrium لتصنيع مصبوب التيتانيوم هي أنه في ظل الظروف التي تكون فيها جودة وعملية المسبوكات مماثلة لعملية طبقة سطح التنغستن ، من الممكن تصنيع سبائك التيتانيوم التي هي أرق من عملية طبقة سطح التنغستن. في الوقت الحاضر ، تم استخدام هذه العملية على نطاق واسع في تصنيع مختلف الطائرات والمحركات والمصطلحات المدنية.

2.3أرض نادرةسبيكة الألومنيوم

إن سبيكة المصبوب المصبوب من HZL206 المقاومة للحرارة التي تحتوي على أراضي نادرة التي طورتها AVIC لها خصائص ميكانيكية عالية درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة الغرفة مقارنة بالنيكل الذي يحتوي على سبائك في الخارج ، وقد وصل إلى المستوى المتقدم من السبائك المماثلة في الخارج. يتم استخدامه الآن كصمام مقاوم للضغط للطائرات الهليكوبتر والطائرات المقاتلة مع درجة حرارة العمل 300 ℃ ، لتحل محل سبائك الفولاذ والتيتانيوم. انخفاض الوزن الهيكلي وتم وضعه في الإنتاج الضخم. قوة الشدأرض نادرةسبيكة ZL117 السيليكونية المصنوعة من الألومنيوم في 200-300 ℃ أعلى من سبائك المكبس الألمانية الغربية KS280 و KS282. مقاومة التآكل أعلى من 4 إلى 5 مرات من تلك الموجودة في سبائك المكبس الشائعة الاستخدام ZL108 ، مع معامل صغير من التوسع الخطي واستقرار الأبعاد الجيد. تم استخدامه في ملحقات الطيران KY-5 ، ضواغط الهواء KY-7 ومكابس محرك نموذج الطيران. إضافةأرض نادرةالعناصر إلى سبائك الألومنيوم تحسن بشكل كبير من البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية. تتمثل آلية عمل العناصر الأرضية النادرة في سبائك الألومنيوم في تكوين توزيع مشتت ، وتلعب مركبات الألومنيوم الصغيرة دورًا مهمًا في تعزيز المرحلة الثانية ؛ إضافةأرض نادرةتلعب العناصر دورًا في التنقيب والتنقية ، مما يقلل من عدد المسام في السبائك وتحسين أدائها ؛أرض نادرةمركبات الألومنيوم ، باعتبارها نوى بلورية غير متجانسة لصقل الحبوب والمراحل المنهارة ، هي أيضًا نوع من المعدل ؛ العناصر الأرضية النادرة تعزز تكوين وصقل المراحل الغنية بالحديد ، مما يقلل من آثارها الضارة. α - تتناقص كمية المحلول الصلبة من الحديد في A1 مع زيادةأرض نادرةبالإضافة إلى ذلك ، وهو مفيد أيضًا لتحسين القوة واللدونة.

تطبيقأرض نادرةمواد الاحتراق في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

3.1 نقيالمعادن الأرض النادرة

نقيالمعادن الأرض النادرة، نظرًا لخصائصها الكيميائية النشطة ، تكون عرضة للتفاعل مع الأكسجين والكبريت والنيتروجين لتشكيل مركبات مستقرة. عندما تتعرض للاحتكاك الشديد والتأثير ، يمكن أن تشعل الشرر المواد القابلة للاشتعال. لذلك ، في وقت مبكر من عام 1908 ، تم تحويله إلى فلينت. لقد وجد أنه من بين الـ 17أرض نادرةالعناصر ، ستة عناصر بما في ذلكالسيريوم, لانثانوم, النيوديميوم, praseodymium, الساماريوم، وyttriumلديهم أداء جيد الحرق العمد بشكل خاص. لقد قلب الناس خصائص الحرق العمد لـ Rهي المعادن الأرضفي أنواع مختلفة من الأسلحة الحارقة ، مثل صاروخ Mark 82 227 كجم ، والذي يستخدمالمعدن الأرض النادرالبطانة ، التي لا تنتج فقط آثار القتل المتفجر ولكن أيضا آثار الحرق العمد. تم تجهيز الرؤوس الحربية الصاروخ الصاروخ "Maning Man" American Air إلى Abround مع 108 قضبان مربعة أرضية نادرة كبطانات ، لتحل محل بعض الأجزاء المسبقة. أظهرت اختبارات التفجير الثابتة أن قدرتها على إشعال وقود الطيران أعلى بنسبة 44 ٪ من تلك الموجودة في غير المبطنة.

3.2 مختلطةالمعدن الأرض النادرs

بسبب ارتفاع سعر النقيالمعادن الأرض النادرة ،تستخدم مختلف البلدان على نطاق واسع مركب غير مكلفالمعدن الأرض النادرS في أسلحة الاحتراق. المركبالمعدن الأرض النادريتم تحميل عامل الاحتراق في القشرة المعدنية تحت الضغط العالي ، مع كثافة عامل الاحتراق (1.9 ~ 2.1) × 103 كجم/م 3 ، سرعة الاحتراق 1.3-1.5 م/ث ، قطر اللهب حوالي 500 مم ، درجة حرارة اللهب تصل إلى 1715-2000 ℃. بعد الاحتراق ، تكون مدة تسخين الجسم المتوهجة أطول من 5 دقائق. خلال حرب فيتنام ، أطلق الجيش الأمريكي قنبلة حارقة 40 مم باستخدام قاذفة ، وكانت بطانة الإشعال في الداخل مصنوعة من معدن أرضي نادر مختلط. بعد أن تنفجر المقذوف ، يمكن أن تشعل كل جزء مع بطانة اشتعال الهدف. في ذلك الوقت ، وصل الإنتاج الشهري للقنبلة إلى 200000 جولة ، بحد أقصى 260000 جولة.

3.3أرض نادرةسبائك الاحتراق

Aأرض نادرةيمكن أن تشكل سبيكة الاحتراق التي يبلغ وزنها 100 غرام 200-3000 شرارة مع منطقة تغطية كبيرة ، والتي تعادل نصف قطر القتل من قذائف ثقب الدروع وقذائف ثقب الدروع. لذلك ، أصبح تطوير ذخيرة متعددة الوظائف مع قوة الاحتراق أحد الاتجاهات الرئيسية لتطوير الذخيرة في الداخل والخارج. بالنسبة إلى قذائف ثقب الدروع والدروع ، يتطلب أدائها التكتيكي أنه بعد اختراق درع خزان العدو ، يمكنهم أيضًا إشعال الوقود والذخيرة لتدمير الخزان بالكامل. بالنسبة للقنابل اليدوية ، يتعين على إشعال الإمدادات العسكرية والمرافق الاستراتيجية في نطاق القتل. وتفيد التقارير أن القنبلة الحركية المعدنية الأرضية البلاستيكية المصنوعة في الولايات المتحدة لها جسم مصنوع من النايلون المقوى من الألياف الزجاجية وجوهر سبيكة أرضية نادرة مختلطة ، والذي يستخدم لتأثيرات أفضل ضد الأهداف التي تحتوي على وقود الطيران ومواد مماثلة.

تطبيق 4أرض نادرةالمواد في الحماية العسكرية والتكنولوجيا النووية

4.1 التطبيق في تكنولوجيا الحماية العسكرية

عناصر الأرض النادرة لها خصائص مقاومة للإشعاع. استخدم المركز الوطني للمقاطع النيوترونية المتقاطعة في الولايات المتحدة مواد البوليمر كركيزة وصنع نوعين من الألواح بسمك 10 مم مع أو بدون إضافة عناصر أرضية نادرة لاختبار حماية الإشعاع. تظهر النتائج أن تأثير التدريع النيوتروني الحراريأرض نادرةمواد البوليمر أفضل من 5-6 مرات من تلكأرض نادرةمواد البوليمر المجانية. المواد الأرضية النادرة مع عناصر إضافية مثلالساماريوم, يوروبيوم, الجادولينيوم, dysprosium، وما إلى ذلك ، لديك أعلى مقطع عرضي امتصاص النيوترونات وله تأثير جيد على التقاط النيوترونات. في الوقت الحاضر ، تشمل التطبيقات الرئيسية للمواد الإشعاعية النادرة في التكنولوجيا العسكرية الجوانب التالية.

4.1.1 التدريع الإشعاعي النووي

تستخدم الولايات المتحدة 1 ٪ البورون و 5 ٪ عناصر أرضية نادرةالجادولينيوم, الساماريوم، ولانثانوملجعل 600 متر من الخرسانة المقاومة للإشعاع لدرع المصادر النيوترونية الانشطار في مفاعلات حمام السباحة. طورت فرنسا مادة نادرة للحماية من الإشعاع الأرضي عن طريق إضافة Borides ،أرض نادرةالمركبات ، أوسبائك الأرض النادرةإلى الجرافيت كما الركيزة. يجب توزيع حشو هذه المواد التدريبية المركبة بشكل متساوٍ وإدخلها في أجزاء مسبقة الصنع ، والتي يتم وضعها حول قناة المفاعل وفقًا للمتطلبات المختلفة للأجزاء التدريبية.

4.1.2 الدبابة الإشعاع الحرارية التدريبية

يتكون من أربع طبقات من القشرة ، بسمك إجمالي من 5-20 سم. الطبقة الأولى مصنوعة من البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية ، مع إضافة مسحوق غير عضوي بنسبة 2 ٪أرض نادرةمركبات كمواد حشو لمنع النيوترونات السريعة وامتصاص النيوترونات البطيئة ؛ تضيف الطبقات الثانية والثالثة عناصر البورون ، والبوليسترين ، وعناصر أرضية نادرة تمثل 10 ٪ من إجمالي حشو الحشو إلى النيوترونات المتوسطة للطاقة وامتصاص النيوترونات الحرارية ؛ تستخدم الطبقة الرابعة الجرافيت بدلاً من الألياف الزجاجية ، وتضيف 25 ٪أرض نادرةمركبات لامتصاص النيوترونات الحرارية.

4.1.3 آخرون

التقديمأرض نادرةيمكن أن يكون للطلاء المضاد للإشعاع على الخزانات والسفن والملاجئ والمعدات العسكرية الأخرى تأثير مضاد للإشعاع.

4.2 التطبيق في التكنولوجيا النووية

أرض نادرةأكسيد Yttriumيمكن استخدامها كمصمع قابل للاحتراق لوقود اليورانيوم في مفاعلات الماء المغلي (BWRs). من بين جميع العناصر ،الجادولينيوملديه أقوى قدرة على امتصاص النيوترونات ، مع حوالي 4600 هدف لكل ذرة. كل طبيعيالجادولينيومتمتص الذرة ما متوسطه 4 نيوترونات قبل الفشل. عند خلط مع اليورانيوم القابل للانشطار ،الجادولينيوميمكن أن يعزز الاحتراق ، وتقليل استهلاك اليورانيوم ، وزيادة إنتاج الطاقة.أكسيد الجادولينيوملا ينتج عن ديوتيريوم ثانوي ضار مثل كربيد البورون ، ويمكن أن يكون متوافقًا مع كل من وقود اليورانيوم ومواد الطلاء أثناء التفاعلات النووية. ميزة الاستخدامالجادولينيومبدلا من بورون هو ذلكالجادولينيوميمكن خلطها مباشرة مع اليورانيوم لمنع توسيع قضيب الوقود النووي. وفقًا للإحصاءات ، يوجد حاليًا 149 مفاعلًا نوويًا مخططًا لها في جميع أنحاء العالم ، منها 115 مفاعلًا ماءًا مضغوطًا تستخدم أرضًا نادرةأكسيد الجادولينيوم. أرض نادرةالساماريوم, يوروبيوم، وdysprosiumوقد استخدمت كامتصاص النيوترونات في مربي النيوترونات.أرض نادرة yttriumيحتوي على مقطع عرضي صغير في النيوترونات ويمكن استخدامه كمواد أنابيب لمفاعلات الملح المنصهرة. رقائق رقيقة مع إضافةأرض نادرة الجادولينيوموdysprosiumيمكن استخدامها ككاشفات مجالات النيوترون في هندسة الفضاء والفضاء النووي ، كميات صغيرة منأرض نادرةثوليوموإربيوميمكن استخدامها كمواد مستهدفة لمولدات النيوترونات المغلقة ، وأكسيد الأرض النادريمكن استخدام السيراميك المعدني الحديد في أوروبيوم لجعل لوحات دعم التحكم في المفاعل المحسنة.أرض نادرةالجادولينيوميمكن أيضًا استخدامها كمضاف للطلاء لمنع الإشعاع النيوتروني ، والمركبات المدرعة المغلفة مع الطلاءات الخاصة التي تحتويأكسيد الجادولينيوميمكن أن تمنع إشعاع النيوترون.أرض نادرة ytterbiumيستخدم في المعدات لقياس الجغرافية الناتجة عن الانفجارات النووية تحت الأرض. متىنادر eartحytterbiumيخضع للقوة ، وزيادة المقاومة ، ويمكن استخدام التغيير في المقاومة لحساب الضغط الذي يخضع له. الربطأرض نادرة الجادولينيوميمكن استخدام الرقائق المودعة عن طريق ترسب البخار والطلاء المتداخلة مع عنصر حساس الإجهاد لقياس الإجهاد النووي العالي.

5 ، تطبيقأرض نادرةمواد مغناطيس دائمة في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

الأرض نادرةتُعرف المواد المغناطيسية الدائمة ، التي تم الترحيب بها كجيل جديد من الملوك المغناطيسي ، بأعلى مادة مغناطيس دائمة شاملة. لديها أكثر من 100 مرة خصائص مغناطيسية أعلى من الفولاذ المغناطيسي المستخدم في المعدات العسكرية في السبعينيات. في الوقت الحاضر ، أصبح مادة مهمة في التواصل التكنولوجي الإلكتروني الحديث ، وتستخدم في أنابيب موجة السفر والدورة الدموية في الأقمار الصناعية الأرضية الاصطناعية والرادارات والمجالات الأخرى. لذلك ، لها أهمية عسكرية كبيرة.

الساماريوميتم استخدام مغناطيس الكوبالت ومغناطيس البورون الحديد النيوديميوم لتركيز شعاع الإلكترون في أنظمة إرشاد الصواريخ. المغناطيس هي الأجهزة الرئيسية التركيز لعوارض الإلكترون ونقل البيانات إلى سطح التحكم في الصاروخ. هناك ما فضلاً عن ذلك،أرض نادرةتستخدم المغناطيس أيضًا لدفع المحركات الكهربائية وتدوير دفة الصواريخ الموجهة. تكمن مزاياها في خصائصها المغناطيسية الأقوى والوزن الأخف وزناً مقارنة بمغناطات الكوبالت من الألومنيوم الأصلي.

6أرض نادرةمواد الليزر في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

الليزر هو نوع جديد من مصدر الضوء الذي يحتوي على أحادي اللون ، اتجاهية ، والتماسك ، ويمكن أن يحقق سطوع عالية. الليزر وأرض نادرةولدت مواد الليزر في وقت واحد. حتى الآن ، تتضمن حوالي 90 ٪ من مواد الليزرأرض نادرة. على سبيل المثال،yttriumبلورات العقيق الألومنيوم هو ليزر يستخدم على نطاق واسع يمكنه تحقيق إخراج مستمر الطاقة عالية في درجة حرارة الغرفة. يتضمن تطبيق الليزر في الحالة الصلبة في الجيش الحديث الجوانب التالية.

6.1 ليزر يتراوح

الالنيوديميوممخدرyttriumيمكن أن يقيس ردادة ليزر من الألومنيوم من قبل دول مثل الولايات المتحدة وبريطانيا وفرنسا وألمانيا مسافات تصل إلى 4000 إلى 20000 متر مع دقة 5 أمتار. تستخدم أنظمة الأسلحة مثل MI American MI و Leopard II في ألمانيا و Leclerc من فرنسا ، واليابان من النوع 90 ، ومكة إسرائيل ، وأحدث دبابة من Challenger 2 Challenger 2 ، هذا النوع من مجموعة المدى الليزرية. في الوقت الحاضر ، تقوم بعض البلدان بتطوير جيل جديد من مواد مجموعة الليزر الصلبة لسلامة العيون البشرية ، مع نطاق الطول الموجي العام الذي يتراوح بين 1.5-2.1 ميكرومتر.هولميوممخدرyttriumليزر الفلورايد الليثيوم في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة ، مع طول موجة عمل يبلغ 2.06 م ، يتراوح ما يصل إلى 3000 متر. تعاونت الولايات المتحدة أيضًا مع شركات الليزر الدولية لتطوير erbium dopedyttriumليزر الفلورايد الليثيوم بطول موجة يبلغ 1.73 ميكرون من ردادة الليزر ومجهزة بشكل كبير مع القوات. يبلغ الطول الموجي للليزر من Rangefinder العسكري الصيني 1.06 م ، يتراوح من 200 إلى 7000 متر. تحصل الصين على بيانات مهمة من تلفزيون الليزر الثيودوليت في قياسات النطاق المستهدف أثناء إطلاق الصواريخ طويلة المدى والصواريخ وأقمار الاتصالات التجريبية.

6.2 إرشادات الليزر

تستخدم القنابل الموجهة بالليزر الليزر للتوجيه الطرفي. يستخدم ليزر ND · YAG ، الذي ينبعث من عشرات النبضات في الثانية ، لإشعاع الليزر المستهدف. يتم ترميز النبضات ويمكن أن توجه النبضات الخفيفة استجابة الصواريخ ، مما يمنع التداخل من إطلاق الصواريخ والعقبات التي وضعها العدو. قنبلة طائرة شراعية GBV-15 العسكرية الأمريكية ، والمعروفة أيضًا باسم "القنبلة الحارة". وبالمثل ، يمكن أيضًا استخدامه لتصنيع القذائف الموجهة بالليزر.

6.3 اتصال الليزر

بالإضافة إلى ND · YAG ، فإن إخراج الليزان من الليثيومالنيوديميومفوسفات كريستال (LNP) مستقطب وسهل التعديل ، مما يجعله واحدة من أكثر مواد الليزر الدقيقة الواعدة. إنه مناسب كمصدر للاتصالات الضوئية للاتصالات البصرية ، ومن المتوقع أن يتم تطبيقه في البصريات المتكاملة والتواصل الكوني. فضلاً عن ذلك،yttriumيمكن استخدام Garnet Iron (Y3FE5O12) بلورة واحدة كأجهزة موجة سطح مغناطيسية مختلفة باستخدام تقنية تكامل الميكروويف ، مما يجعل الأجهزة متكاملة ومصورة ، وتطبيقات خاصة في التحكم عن بُعد الرادار ، والقياس عن بعد ، والملاحة ، والتوصيلات الإلكترونية.

7. تطبيقأرض نادرةمواد توصيل فائقة في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

عندما تعاني مادة معينة من مقاومة صفر أقل من درجة حرارة معينة ، تُعرف باسم الموصلية الفائقة ، وهي درجة الحرارة الحرجة (TC). الموصلات الفائقة هي نوع من المواد المضادة المغناطيسية التي تصد أي محاولة لتطبيق مجال مغناطيسي تحت درجة الحرارة الحرجة ، والمعروفة باسم تأثير Meisner. يمكن أن تؤدي إضافة عناصر أرضية نادرة إلى مواد التوصيل الفائقة إلى زيادة درجة الحرارة الحرجة TC. هذا يعزز إلى حد كبير تطوير وتطبيق المواد الفائقة التوصيل. في الثمانينيات ، أضافت البلدان المتقدمة مثل الولايات المتحدة واليابان قدرًا معينًا منأكسيد الأرض النادرS مثللانثانوم, yttrium,يوروبيوم، وإربيومإلى أكسيد الباريوم وأكسيد النحاسالمركبات ، التي تم خلطها ، وضغطها ، وتثبيتها لتشكيل مواد خزفية فائقة التوصيل ، مما يجعل التطبيق واسع النطاق لتكنولوجيا التوصيل الفائق ، وخاصة في التطبيقات العسكرية ، أكثر شمولاً.

7.1 فائق التوصيل الدوائر المتكاملة

في السنوات الأخيرة ، تم إجراء الأبحاث حول تطبيق تقنية التوصيل الفائق في أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية في الخارج ، وتم تطوير دوائر متكاملة بشكل فائق باستخدام مواد خزفية فائقة التوصيل. إذا تم استخدام هذا النوع من الدوائر المتكاملة لتصنيع أجهزة الكمبيوتر الفائقة ، فلن يكون حجمه صغيرًا فقط ، وضوء الوزن ، ومريح للاستخدام ، ولكن أيضًا بسرعة حوسبة 10 إلى 100 مرة من أجهزة الكمبيوتر شبه الموصلات ، حيث تصل عمليات النقطة العائمة إلى 300 إلى 1 تريليون مرة في الثانية. لذلك ، يتنبأ الجيش الأمريكي أنه بمجرد تقديم أجهزة الكمبيوتر الفائقة الموصلة ، ستصبح "مضاعفة" للفعالية القتالية لنظام C1 في الجيش.

7.2 تقنية الاستكشاف المغناطيسي الفائقة

المكونات الحساسة المغناطيسية المصنوعة من مواد السيراميك الفائقة توصيلها لها حجم صغير ، مما يجعل من السهل تحقيق التكامل والصفيف. يمكن أن تشكل أنظمة الكشف عن المعلمات متعددة القنوات و multi ، مما يزيد بشكل كبير من قدرة معلومات الوحدة وتحسين مسافة الكشف بشكل كبير ودقة الكاشف المغناطيسي. لا يمكن لاستخدام مقاييس المغنطيسية الفائقة اكتشاف الأهداف المتحركة مثل الخزانات والمركبات والغواصات ، ولكن أيضًا قياس حجمها ، مما يؤدي إلى تغييرات كبيرة في التكتيكات والتقنيات مثل حرب مكافحة الخزانات وحرب مكافحة الغواصة.

وتفيد التقارير أن البحرية الأمريكية قررت تطوير قمر صناعي عن بُعد باستخدام هذاأرض نادرةمواد توصيل فائقة لإظهار وتحسين تكنولوجيا الاستشعار عن بُعد التقليدية. تم إطلاق هذا القمر الصناعي الذي يسمى مرصد صورة الأرض البحرية في عام 2000.

8.Plication ofأرض نادرةمواد العملاقة المغناطيسية في التكنولوجيا العسكرية الحديثة

أرض نادرةالمواد المغناطيسية العملاقة هي نوع جديد من المواد الوظيفية التي تم تطويرها حديثًا في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي. في إشارة أساسا إلى مركبات الحديد الأرضية النادرة. هذا النوع من المواد له قيمة أكبر من المغناطيسية أكبر بكثير من الحديد والنيكل والمواد الأخرى ، ومعاملها المغنطيسي أعلى حوالي 102-103 مرة من المواد المغناطيسية العامة ، لذلك يطلق عليها المواد الكبيرة أو العملاقة المغنطيسية. من بين جميع المواد التجارية ، يتمتع المواد المغناطيسية العملاقة بالأرض النادرة بأعلى قيمة سلالة وطاقة في ظل العمل البدني. خاصة مع التطور الناجح لسبائك Terfenol-D المغناطيسية ، تم فتح حقبة جديدة من المواد المغناطيسية. عندما يتم وضع Terfenol-D في مجال مغناطيسي ، يكون تباين حجمه أكبر من مواد المغناطيسية العادية ، مما يتيح تحقيق بعض الحركات الميكانيكية الدقيقة. في الوقت الحاضر ، يتم استخدامه على نطاق واسع في مختلف المجالات ، من أنظمة الوقود ، والتحكم في الصمام السائل ، والوضع الدقيق إلى المحركات الميكانيكية للتلسكوبات الفضائية ومنظمات جناح الطائرات. أحرز تطوير تكنولوجيا المواد Terfenol-D تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا التحويل الكهروميكانيكية. وقد لعبت دورًا مهمًا في تطوير التكنولوجيا المتطورة والتكنولوجيا العسكرية وتحديث الصناعات التقليدية. يتضمن تطبيق المواد النادرة للمغناطيسية في الجيش الحديث بشكل رئيسي الجوانب التالية:

8.1 السونار

يتجاوز تردد الانبعاث العام للسونار 2 كيلو هرتز ، لكن السونار المنخفض التردد تحت هذا التردد له مزاياه الخاصة: كلما انخفضت التردد ، كلما كانت التوهين أصغر ، كلما كانت الموجة الصوتية تنتشر ، وأقل تأثيرًا على صدى الصدى تحت الماء. يمكن أن تلبي السونار المصنوع من مواد تيرفينول-D متطلبات الطاقة العالية ، والحجم الصغير ، والتردد المنخفض ، بحيث تطورت بسرعة.

8.2 محولات الطاقة الميكانيكية الكهربائية

يستخدم بشكل رئيسي لأجهزة العمل الصغيرة التي تسيطر عليها - المحركات. بما في ذلك دقة التحكم في الوصول إلى مستوى نانومتر ، وكذلك مضخات المؤازرة ، وأنظمة حقن الوقود ، والفرامل ، وما إلى ذلك ، تستخدم للسيارات العسكرية ، الطائرات العسكرية والمركبة الفضائية ، الروبوتات العسكرية ، إلخ.

8.3 أجهزة الاستشعار والأجهزة الإلكترونية

مثل مقاييس الجيب المغناطيسية ، وأجهزة استشعار للكشف عن الإزاحة ، والقوة ، والتسارع ، وأجهزة الموجة الصوتية السطحية القابلة للضبط. يتم استخدام هذا الأخير لأجهزة استشعار الطور في المناجم والسونار ومكونات التخزين في أجهزة الكمبيوتر.

9. مواد أخرى

مواد أخرى مثلأرض نادرةمواد الإنارة ،أرض نادرةمواد تخزين الهيدروجين ، مواد مغناطيسية للأرض العملاقة ،أرض نادرةمواد التبريد المغناطيسي ، وأرض نادرةتم تطبيق جميع مواد التخزين المغناطيسية البصرية بنجاح في الجيش الحديث ، مما يحسن إلى حد كبير الفعالية القتالية للأسلحة الحديثة. على سبيل المثال،أرض نادرةتم تطبيق مواد الإنارة بنجاح على أجهزة الرؤية الليلية. في مرايا الرؤية الليلية ، يقوم فسفور الأرض النادرة بتحويل الفوتونات (الطاقة الخفيفة) إلى إلكترونات ، والتي يتم تعزيزها من خلال ملايين الثقوب الصغيرة في طائرة المجهر البصري الألياف ، والتي تنعكس ذهابًا وإيابًا من الجدار ، وتطلق المزيد من الإلكترونات. بعض فسفور الأرض النادرة في نهاية الذيل تحويل الإلكترونات إلى الفوتونات ، بحيث يمكن رؤية الصورة مع العدسة. تشبه هذه العملية تلك التي لشاشة التلفزيون ، حيثأرض نادرةينبعث مسحوق الفلورسنت صورة ملونة معينة على الشاشة. عادةً ما تستخدم الصناعة الأمريكية بنتوكسيد النيوبيوم ، ولكن من أجل النجاح ، عنصر الأرض النادرلانثانومهو مكون حاسم. في حرب الخليج ، استخدمت القوى متعددة الجنسيات نظارات الرؤية الليلية لمراقبة أهداف الجيش العراقي مرارًا وتكرارًا ، في مقابل فوز صغير.

10. conclusion

تطورأرض نادرةعززت الصناعة بشكل فعال التقدم الشامل للتكنولوجيا العسكرية الحديثة ، وقد دفع تحسين التكنولوجيا العسكرية أيضًا إلى تطور الازدهار لـأرض نادرةصناعة. أعتقد أنه مع التقدم السريع للعلوم والتكنولوجيا العالمية ،أرض نادرةستلعب المنتجات دورًا أكبر في تطوير التكنولوجيا العسكرية الحديثة من خلال وظائفها الخاصة ، وتقديم فوائد اقتصادية ومتميزة ضخمة إلىأرض نادرةالصناعة نفسها.