Die Anwendung von Seltenen Erden in der modernen Militärtechnologie

Seltene Erden,Bekannt als „Schatzkammer“ neuer Materialien, können spezielle Funktionsmaterialien die Qualität und Leistung anderer Produkte erheblich verbessern und gelten als „Vitamine“ der modernen Industrie. Sie finden nicht nur breite Anwendung in traditionellen Industrien wie Metallurgie, Petrochemie, Glaskeramik, Wollspinnerei, Lederverarbeitung und Landwirtschaft, sondern spielen auch eine unverzichtbare Rolle in Materialien wie Fluoreszenz, Magnetismus, Laser, Glasfaserkommunikation, Wasserstoffspeicherenergie, Supraleitung usw. Sie wirken sich direkt auf die Geschwindigkeit und das Entwicklungsniveau aufstrebender Hightech-Industrien wie optischer Instrumente, Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Nuklearindustrie aus. Diese Technologien wurden erfolgreich in der Militärtechnologie eingesetzt und fördern die Entwicklung moderner Militärtechnologie erheblich.

Die besondere Rolle, dieSeltene ErdenNeue Materialien in der modernen Militärtechnologie haben bei Regierungen und Experten verschiedener Länder große Aufmerksamkeit erregt. So wurden sie beispielsweise von den zuständigen Ministerien in Ländern wie den USA und Japan als Schlüsselelement für die Entwicklung von Hightech-Industrien und Militärtechnologie eingestuft.

Eine kurze Einführung inSeltene Erdens und ihre Beziehung zum Militär und zur Landesverteidigung
Streng genommen haben alle Seltenerdelemente bestimmte militärische Anwendungen, die wichtigste Rolle in der Landesverteidigung und im Militär dürften sie jedoch in Anwendungen wie der Laserentfernungsmessung, der Laserführung und der Laserkommunikation spielen.

Die Anwendung vonSeltene ErdenStahl undSeltene ErdenSphäroguss in der modernen Militärtechnik

1.1 Anwendung vonSeltene ErdenStahl in der modernen Militärtechnologie

Die Funktion umfasst zwei Aspekte: Reinigung und Legierung, hauptsächlich Entschwefelung, Desoxidation und Gasentfernung, Beseitigung des Einflusses schädlicher Verunreinigungen mit niedrigem Schmelzpunkt, Verfeinerung von Korn und Struktur, Beeinflussung des Phasenübergangspunkts von Stahl und Verbesserung seiner Härtbarkeit und mechanischen Eigenschaften. Militärwissenschaftler und -techniker haben viele Seltenerdmaterialien entwickelt, die für den Einsatz in Waffen geeignet sind, indem sie die Eigenschaften vonSeltene Erden.

1.1.1 Panzerstahl

Bereits in den frühen 1960er Jahren begann Chinas Waffenindustrie mit der Erforschung der Anwendung von Seltenen Erden in Panzerstahl und Waffenstahl und produzierte sukzessiveSeltene ErdenPanzerstahl wie 601, 603 und 623 läutet eine neue Ära wichtiger Rohstoffe für die Panzerproduktion in China auf Basis der Inlandsproduktion ein.

1.1.2Seltene ErdenKohlenstoffstahl

Mitte der 1960er Jahre legte China um 0,05 % zuSeltene ErdenElemente zu einem bestimmten hochwertigen Kohlenstoffstahl zu produzierenSeltene ErdenKohlenstoffstahl. Die seitliche Schlagzähigkeit dieses Seltenerdstahls ist im Vergleich zum ursprünglichen Kohlenstoffstahl um 70 bis 100 % erhöht, und die Schlagzähigkeit bei -40 °C ist nahezu verdoppelt. Schießtests auf dem Schießstand haben gezeigt, dass die aus diesem Stahl gefertigte Patronenhülse mit großem Durchmesser die technischen Anforderungen voll erfüllt. China hat die Produktion nun abgeschlossen und damit den langjährigen Wunsch Chinas erfüllt, Kupfer im Patronenmaterial durch Stahl zu ersetzen.

1.1.3 Seltenerd-Manganstahl und Seltenerd-Stahlguss

Seltene ErdenManganstahl wird zur Herstellung von Panzerkettenplatten verwendet, währendSeltene ErdenGussstahl wird zur Herstellung von Heckflügeln, Mündungsbremsen und Artilleriestrukturkomponenten für Hochgeschwindigkeits-Granaten verwendet. Dies kann die Verarbeitungsschritte reduzieren, die Stahlausnutzung verbessern und taktische und technische Indikatoren erreichen.

1.2 Anwendung von Seltenerd-Sphäroguss in der modernen Militärtechnologie

In der Vergangenheit wurden die Vorkammergeschosse in China aus halbstarrem Gusseisen hergestellt, das aus hochwertigem Roheisen mit 30 bis 40 % Stahlschrott gemischt wurde. Aufgrund der geringen Festigkeit, der hohen Sprödigkeit, der geringen und nicht scharfen Splitterwirkung nach der Explosion und der geringen Tötungskraft war die Entwicklung von Vorkammergeschossen einst eingeschränkt. Seit 1963 werden Mörsergranaten verschiedener Kaliber aus seltenen Erden und duktilem Gusseisen hergestellt, wodurch sich ihre mechanischen Eigenschaften um das Ein- bis Zweifache verbesserten, die Splitterzahl vervielfachte und die Splitterkanten geschärft wurden, was ihre Tötungskraft deutlich steigerte. Die aus diesem Material hergestellten Kampfgeschosse bestimmter Kanonen- und Feldgeschütztypen in China haben eine etwas bessere Splitterwirkung und einen geringeren Tötungsradius als Stahlgeschosse.

Die Anwendung von NichteisenmetallenSeltenerdlegierungs wie Magnesium und Aluminium in der modernen Militärtechnologie

Seltene Erdenhaben eine hohe chemische Aktivität und große Atomradien. Wenn sie Nichteisenmetallen und deren Legierungen zugesetzt werden, können sie die Korngröße verfeinern, Entmischung verhindern, Gase und Verunreinigungen entfernen und die metallografische Struktur verbessern. Dadurch werden umfassende Ziele wie die Verbesserung der mechanischen und physikalischen Eigenschaften sowie der Verarbeitungsleistung erreicht. In- und ausländische Materialarbeiter haben die Eigenschaften vonSeltene Erdenneue zu entwickelnSeltene ErdenMagnesiumlegierungen, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und Hochtemperaturlegierungen. Diese Produkte finden breite Anwendung in modernen Militärtechnologien wie Kampfjets, Landeflugzeugen, Hubschraubern, unbemannten Luftfahrzeugen und Raketensatelliten.

2.1Seltene ErdenMagnesiumlegierung

Seltene ErdenMagnesiumlegierungen haben eine hohe spezifische Festigkeit, können das Flugzeuggewicht reduzieren, die taktische Leistung verbessern und haben breite Anwendungsaussichten. DieSeltene ErdenDie von der China Aviation Industry Corporation (AVIC) entwickelten Magnesiumlegierungen umfassen etwa zehn Sorten gegossener und deformierter Magnesiumlegierungen, von denen viele bereits in der Produktion eingesetzt werden und eine gleichbleibende Qualität aufweisen. Beispielsweise wird die Magnesiumgusslegierung ZM 6 mit dem Seltenerdmetall Neodym als Hauptzusatz zunehmend für wichtige Bauteile wie Helikopter-Untersetzungsgehäuse, Flügelrippen von Kampfflugzeugen und Rotor-Druckplatten für 30-kW-Generatoren verwendet. Die gemeinsam von der China Aviation Corporation und der Nonferrous Metals Corporation entwickelte hochfeste Magnesiumlegierung BM25 mit seltenen Erden ersetzt einige mittelfeste Aluminiumlegierungen und wird in Flugzeugen eingesetzt.

2.2Seltene ErdenTitanlegierung

In den frühen 1970er Jahren ersetzte das Beijing Institute of Aeronautical Materials (kurz: das Institut) einen Teil von Aluminium und Silizium durchSeltenerdmetall Cer (Ce) in Ti-A1-Mo-Titanlegierungen, wodurch die Ausscheidung spröder Phasen begrenzt und die Hitzebeständigkeit sowie thermische Stabilität der Legierung verbessert wird. Auf dieser Grundlage wurde die hochleistungsfähige, cerhaltige Hochtemperatur-Titangusslegierung ZT3 entwickelt. Im Vergleich zu ähnlichen internationalen Legierungen bietet sie Vorteile hinsichtlich Hitzebeständigkeit, Festigkeit und Prozessleistung. Das damit hergestellte Kompressorgehäuse wird im W PI3 II-Triebwerk eingesetzt und reduziert das Gewicht jedes Flugzeugs um 39 kg und erhöht das Schub-Gewichts-Verhältnis um 1,5 %. Darüber hinaus werden die Verarbeitungsschritte um etwa 30 % reduziert, was erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt und die Lücke bei der Verwendung von Titangussgehäusen für Flugzeugtriebwerke in China unter 500 °C schließt. Untersuchungen haben gezeigt, dass es kleineCeroxidPartikel in der Mikrostruktur der ZT3-Legierung enthaltenCer.Cerverbindet einen Teil des Sauerstoffs in der Legierung zu einem feuerfesten und hohen HärteSeltenerdoxidMaterial, Ce2O3. Diese Partikel verhindern die Bewegung von Versetzungen während der Legierungsverformung und verbessern so die Hochtemperaturbeständigkeit der Legierung.Cerfängt einige Gasverunreinigungen (insbesondere an Korngrenzen) ein, was die Legierung bei gleichzeitig guter thermischer Stabilität verstärken kann. Dies ist der erste Versuch, die Theorie der schwierigen Lösungspunktverstärkung beim Gießen von Titanlegierungen anzuwenden. Darüber hinaus hat das Aviation Materials Institute nach jahrelanger Forschung stabile und kostengünstigeYttriumoxidSand- und Pulvermaterialien werden im Präzisionsgussverfahren aus Titanlegierungen unter Verwendung einer speziellen Mineralisierungsbehandlungstechnologie verarbeitet. Es wurden gute Werte hinsichtlich spezifischer Dichte, Härte und Stabilität gegenüber flüssigem Titan erreicht. In Bezug auf die Anpassung und Steuerung der Leistung der Schalenaufschlämmung zeigte es sich überlegen. Der herausragende Vorteil der Verwendung von Yttriumoxid-Schalen zur Herstellung von Titangussteilen besteht darin, dass unter Bedingungen, bei denen Qualität und Prozessniveau der Gussteile mit denen des Wolfram-Oberflächenschichtverfahrens vergleichbar sind, Titanlegierungsgussteile hergestellt werden können, die dünner sind als die des Wolfram-Oberflächenschichtverfahrens. Derzeit wird dieses Verfahren häufig bei der Herstellung verschiedener Flugzeuge, Triebwerke und ziviler Gussteile eingesetzt.

2.3Seltene ErdenAluminiumlegierung

Die von AVIC entwickelte hitzebeständige Aluminiumgusslegierung HZL206 mit Seltenen Erden weist im Vergleich zu nickelhaltigen Legierungen im Ausland überlegene mechanische Eigenschaften bei hohen und niedrigen Temperaturen auf und erreicht das Niveau vergleichbarer Legierungen im Ausland. Sie wird heute als druckfestes Ventil für Hubschrauber und Kampfjets mit einer Betriebstemperatur von 300 °C eingesetzt und ersetzt Stahl- und Titanlegierungen. Sie reduziert das Strukturgewicht und wird in Serie produziert. Die Zugfestigkeit vonSeltene ErdenDie übereutektische Aluminium-Silizium-Legierung ZL117 ist bei 200–300 °C höher als die westdeutschen Kolbenlegierungen KS280 und KS282. Ihre Verschleißfestigkeit ist 4–5-mal höher als die der üblicherweise verwendeten Kolbenlegierungen ZL108, bei geringem Längenausdehnungskoeffizienten und guter Dimensionsstabilität. Sie wurde in den Luftkompressoren KY-5 und KY-7 sowie in Kolben für Flugzeugmodellmotoren verwendet. Die Zugabe vonSeltene ErdenElemente zu Aluminiumlegierungen verbessern die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften erheblich. Der Wirkungsmechanismus von Seltenerdelementen in Aluminiumlegierungen besteht darin, eine dispergierte Verteilung zu bilden, und kleine Aluminiumverbindungen spielen eine wichtige Rolle bei der Stärkung der zweiten Phase; Die Zugabe vonSeltene ErdenElemente spielen eine Rolle bei der Entgasung und Reinigung, wodurch die Anzahl der Poren in der Legierung reduziert und ihre Leistung verbessert wird;Seltene ErdenAluminiumverbindungen dienen als heterogene Kristallkeime zur Verfeinerung von Körnern und eutektischen Phasen und sind ebenfalls eine Art Modifikator. Seltene Erden fördern die Bildung und Verfeinerung eisenreicher Phasen und verringern so deren schädliche Auswirkungen. α – Der Eisengehalt in der festen Lösung von A1 nimmt mit zunehmenderSeltene ErdenHinzu kommt, dass es sich auch positiv auf die Verbesserung von Festigkeit und Plastizität auswirkt.

Die Anwendung vonSeltene ErdenVerbrennungsstoffe in der modernen Militärtechnik

3.1 ReinSeltenerdmetalle

ReinSeltenerdmetalleAufgrund ihrer aktiven chemischen Eigenschaften reagieren sie mit Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff zu stabilen Verbindungen. Bei starker Reibung und Stößen können Funken brennbare Materialien entzünden. Daher wurde bereits 1908 Feuerstein daraus hergestellt. Es wurde festgestellt, dass unter den 17Seltene ErdenElemente, sechs Elemente einschließlichCer, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium, UndYttriumhaben eine besonders gute Brandschutzleistung. Man hat die Brandschutzeigenschaften von rsind Erdmetallein verschiedene Arten von Brandwaffen, wie zum Beispiel die US-Rakete Mark 82 227 kg, dieSeltenerdmetallAuskleidung, die nicht nur explosive Tötungswirkung, sondern auch Brandstiftung erzeugt. Der Sprengkopf der amerikanischen Luft-Boden-Rakete „Damping Man“ ist mit 108 Vierkantstäben aus Seltenerdmetall als Auskleidung ausgestattet, die einige vorgefertigte Fragmente ersetzen. Statische Sprengtests haben gezeigt, dass die Zündfähigkeit von Flugbenzin um 44 % höher ist als die von ungefütterten.

3.2 GemischtSeltenerdmetalls

Aufgrund des hohen Preises für reineSeltenerdmetalle,In vielen Ländern werden kostengünstige Verbundwerkstoffe verwendet.Seltenerdmetalls in Verbrennungswaffen. Der VerbundSeltenerdmetallDer Brennstoff wird unter hohem Druck in die Metallhülle gefüllt. Die Brennstoffdichte beträgt (1,9–2,1) × 103 kg/m3, die Verbrennungsgeschwindigkeit beträgt 1,3–1,5 m/s, der Flammendurchmesser beträgt ca. 500 mm und die Flammentemperatur erreicht 1715–2000 °C. Nach der Verbrennung erhitzt sich der Glühkörper über fünf Minuten. Während des Vietnamkriegs feuerte das US-Militär eine 40-mm-Brandgranate mit einem Werfer ab. Die Zündauskleidung bestand aus einer Seltenerdmetallmischung. Nach der Explosion des Projektils kann jedes Splitter mit Zündauskleidung das Ziel entzünden. Die monatliche Produktion dieser Bombe betrug damals 200.000 Schuss, die maximale Anzahl lag bei 260.000 Schuss.

3.3Seltene ErdenVerbrennungslegierungen

ASeltene ErdenEine 100 g schwere Verbrennungslegierung kann 200 bis 3.000 Funken mit einem großen Wirkungsbereich erzeugen, der dem Zerstörungsradius von panzerbrechenden und panzerbrechenden Granaten entspricht. Daher ist die Entwicklung multifunktionaler Munition mit Verbrennungskraft zu einer der Hauptrichtungen der Munitionsentwicklung im In- und Ausland geworden. Die taktische Leistung von panzerbrechenden und panzerbrechenden Granaten erfordert, dass sie nach dem Durchdringen der Panzerung feindlicher Panzer auch deren Treibstoff und Munition entzünden können, um den Panzer vollständig zu zerstören. Granaten müssen militärische Vorräte und strategische Einrichtungen innerhalb ihrer Zerstörungsreichweite entzünden. Berichten zufolge hat eine in den USA hergestellte Brandbombe aus Kunststoff mit Seltenerdmetallen einen Körper aus glasfaserverstärktem Nylon und einen Kern aus einer gemischten Seltenerdlegierung, um eine bessere Wirkung gegen Ziele zu erzielen, die Flugbenzin und ähnliche Materialien enthalten.

Anwendung von 4Seltene ErdenWerkstoffe im militärischen Schutz und in der Nukleartechnik

4.1 Anwendung in der militärischen Schutztechnik

Seltene Erden sind strahlungsresistent. Das National Center for Neutron Cross Sections in den USA verwendete Polymermaterialien als Substrat und fertigte zwei Arten von 10 mm dicken Platten mit bzw. ohne Zusatz von Seltenen Erden für Strahlenschutztests an. Die Ergebnisse zeigen, dass die thermische Neutronenabschirmwirkung vonSeltene ErdenPolymermaterialien ist 5-6 mal besser als die vonSeltene Erdenfreie Polymermaterialien. Die Seltenerdmaterialien mit zusätzlichen Elementen wieSamarium, Europium, Gadolinium, Dysprosiumusw. haben den höchsten Neutronenabsorptionsquerschnitt und haben eine gute Wirkung beim Einfangen von Neutronen. Derzeit umfassen die Hauptanwendungen von Anti-Strahlungsmaterialien aus Seltenen Erden in der Militärtechnologie die folgenden Aspekte.

4.1.1 Abschirmung gegen nukleare Strahlung

Die Vereinigten Staaten verwenden 1 % Bor und 5 % Seltene ErdenGadolinium, Samarium, UndLanthanzur Herstellung eines 600 m dicken strahlungsbeständigen Betons zur Abschirmung von Spaltneutronenquellen in Schwimmbadreaktoren. Frankreich hat ein Strahlenschutzmaterial aus seltenen Erden entwickelt, das durch die Zugabe von Boriden,Seltene ErdenVerbindungen oderSeltenerdlegierungenGraphit als Substrat. Der Füllstoff dieses Verbundabschirmmaterials muss gleichmäßig verteilt und zu vorgefertigten Teilen verarbeitet werden, die entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen der Abschirmteile um den Reaktorkanal herum platziert werden.

4.1.2 Wärmestrahlungsabschirmung des Tanks

Es besteht aus vier Furnierschichten mit einer Gesamtdicke von 5-20 cm. Die erste Schicht besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff, dem anorganisches Pulver mit 2% zugesetzt istSeltene ErdenVerbindungen als Füllstoffe, um schnelle Neutronen zu blockieren und langsame Neutronen zu absorbieren; Die zweite und dritte Schicht fügen Borgraphit, Polystyrol und Seltenerdelemente hinzu, die 10 % der gesamten Füllstoffmenge der ersteren ausmachen, um Neutronen mittlerer Energie zu blockieren und thermische Neutronen zu absorbieren; Die vierte Schicht verwendet Graphit anstelle von Glasfaser und fügt 25 % hinzuSeltene ErdenVerbindungen zur Absorption thermischer Neutronen.

4.1.3 Sonstiges

BewerbungSeltene ErdenStrahlenschutzbeschichtungen für Panzer, Schiffe, Schutzräume und andere militärische Ausrüstung können eine strahlenschützende Wirkung haben.

4.2 Anwendung in der Nukleartechnik

Seltene ErdenYttriumoxidkann als brennbarer Absorber für Uranbrennstoff in Siedewasserreaktoren (SWRs) verwendet werden. Unter allen ElementenGadoliniumhat die stärkste Fähigkeit, Neutronen zu absorbieren, mit etwa 4600 Zielen pro Atom. Jedes natürlicheGadoliniumAtom absorbiert durchschnittlich 4 Neutronen, bevor es versagt. In Kombination mit spaltbarem UranGadoliniumkann die Verbrennung fördern, den Uranverbrauch senken und die Energieabgabe erhöhen.Gadoliniumoxidproduziert kein schädliches Nebenprodukt Deuterium wie Borcarbid und ist bei Kernreaktionen sowohl mit Uranbrennstoff als auch mit dessen Beschichtungsmaterial kompatibel. Der Vorteil der VerwendungGadoliniumanstelle von Bor ist dasGadoliniumkann direkt mit Uran gemischt werden, um die Ausdehnung der Brennstäbe zu verhindern. Laut Statistik sind derzeit weltweit 149 Kernreaktoren geplant, von denen 115 Druckwasserreaktoren Seltene Erden verwendenGadoliniumoxid. Seltene ErdenSamarium, Europium, UndDysprosiumwurden als Neutronenabsorber in Neutronenbrütern verwendet.Seltene Erden Yttriumhat einen kleinen Einfangquerschnitt für Neutronen und kann als Rohrmaterial für Schmelzsalzreaktoren verwendet werden. Dünne Folien mitSeltene Erden GadoliniumUndDysprosiumkönnen als Neutronenfelddetektoren in der Luft- und Raumfahrt und der Nuklearindustrie eingesetzt werden, kleine Mengen vonSeltene ErdenThuliumUndErbiumkönnen als Targetmaterialien für geschlossene Neutronenröhrengeneratoren verwendet werden undSeltenerdoxidAus Europium-Eisen-Metallkeramik können verbesserte Stützplatten für die Reaktorsteuerung hergestellt werden.Seltene ErdenGadoliniumkann auch als Beschichtungszusatz verwendet werden, um Neutronenstrahlung zu verhindern, und gepanzerte Fahrzeuge, die mit speziellen Beschichtungen beschichtet sind, dieGadoliniumoxidkann Neutronenstrahlung verhindern.Seltene Erden Ytterbiumwird in Geräten zur Messung der Geospannung verwendet, die durch unterirdische Atomexplosionen verursacht wird. Wennseltene ErdenHYtterbiumWird eine Kraft auf ein Objekt ausgeübt, erhöht sich der Widerstand. Aus der Widerstandsänderung lässt sich der Druck berechnen, dem es ausgesetzt ist. VerknüpfungSeltene Erden GadoliniumZur Messung hoher nuklearer Spannungen kann eine durch Aufdampfen aufgebrachte Folie mit versetzter Beschichtung und einem spannungsempfindlichen Element verwendet werden.

5,Anwendung vonSeltene ErdenPermanentmagnetmaterialien in der modernen Militärtechnologie

DerSeltene ErdenPermanentmagnetmaterial, das als die neue Generation magnetischer Könige gilt, gilt derzeit als das leistungsstärkste Permanentmagnetmaterial. Es verfügt über mehr als 100-mal höhere magnetische Eigenschaften als der in den 1970er Jahren in militärischer Ausrüstung verwendete Magnetstahl. Heute ist es ein wichtiges Material in der modernen elektronischen Kommunikationstechnologie und wird in Wanderfeldröhren und Zirkulatoren in künstlichen Erdsatelliten, Radargeräten und anderen Bereichen eingesetzt. Daher hat es eine erhebliche militärische Bedeutung.

SamariumKobaltmagnete und Neodym-Eisen-Bor-Magnete werden zur Fokussierung von Elektronenstrahlen in Raketenleitsystemen eingesetzt. Magnete sind die Hauptfokussierungsvorrichtungen für Elektronenstrahlen und übertragen Daten an die Steuerfläche der Rakete. In jeder Fokussierungsvorrichtung der Rakete befinden sich etwa 2,27 bis 4,54 kg (5 bis 10 Pfund) schwere Magnete. Darüber hinausSeltene ErdenMagnete werden auch zum Antrieb von Elektromotoren und zur Drehung des Ruders von Lenkflugkörpern verwendet. Ihre Vorteile liegen in ihren stärkeren magnetischen Eigenschaften und ihrem geringeren Gewicht im Vergleich zu den ursprünglichen Aluminium-Nickel-Kobalt-Magneten.

6. Anwendung vonSeltene ErdenLasermaterialien in der modernen Militärtechnologie

Laser sind eine neue Art von Lichtquelle mit guter Monochromatizität, Direktionalität und Kohärenz und können eine hohe Helligkeit erreichen. Laser undSeltene ErdenLasermaterialien wurden gleichzeitig geboren. Bislang bestehen etwa 90 % der Lasermaterialien ausSeltene Erden. Zum Beispiel,YttriumAluminium-Granatkristall ist ein weit verbreiteter Laser, der bei Raumtemperatur eine kontinuierliche Hochleistung erreichen kann. Die Anwendung von Festkörperlasern im modernen Militär umfasst die folgenden Aspekte.

6.1 Laser-Entfernungsmessung

DerNeodymdotiertYttriumAluminium-Granat-Laser-Entfernungsmesser, die in Ländern wie den USA, Großbritannien, Frankreich und Deutschland entwickelt wurden, messen Entfernungen von 4000 bis 20000 Metern mit einer Genauigkeit von 5 Metern. Waffensysteme wie der amerikanische MI, der deutsche Leopard II, der französische Leclerc, der japanische Typ 90, der israelische Mecca und der neueste britische Panzer Challenger 2 verwenden alle diesen Laser-Entfernungsmesser. Derzeit entwickeln einige Länder eine neue Generation von Festkörper-Laser-Entfernungsmessern zum Schutz des menschlichen Auges mit einem Wellenlängenbereich von 1,5 bis 2,1 μM. Tragbare Laser-Entfernungsmesser wurden entwickelt mitHolmiumdotiertYttriumLithiumfluoridlaser in den USA und Großbritannien mit einer Arbeitswellenlänge von 2,06 μ M und einem Wellenlängenbereich von bis zu 3000 m. Die USA haben außerdem mit internationalen Laserunternehmen zusammengearbeitet, um einen Erbium-dotiertenYttriumLithiumfluoridlaser mit einer Wellenlänge von 1,73 μm sind ein Laser-Entfernungsmesser, der von Truppen stark genutzt wird. Die Laserwellenlänge des chinesischen Militär-Entfernungsmessers beträgt 1,06 μm und reicht von 200 bis 7000 m. China erhält wichtige Daten von Laser-Fernsehtheodoliten bei Zielentfernungsmessungen beim Start von Langstreckenraketen, Flugkörpern und experimentellen Kommunikationssatelliten.

6.2 Laserführung

Lasergelenkte Bomben nutzen Laser zur Zielführung. Der Nd·YAG-Laser, der Dutzende von Impulsen pro Sekunde aussendet, bestrahlt den Ziellaser. Die Impulse sind kodiert, und die Lichtimpulse können die Raketenreaktion selbst steuern und so Störungen durch Raketenstarts und feindliche Hindernisse verhindern. Die US-amerikanische Militär-Gleitbombe GBV-15, auch bekannt als „Dexterous Bomb“, kann ebenfalls zur Herstellung lasergelenkter Granaten verwendet werden.

6.3 Laserkommunikation

Neben Nd · YAG ist die Laserleistung von LithiumNeodymPhosphatkristall (LNP) ist polarisiert und leicht modulierbar, was es zu einem der vielversprechendsten Mikrolasermaterialien macht. Es eignet sich als Lichtquelle für die Glasfaserkommunikation und wird voraussichtlich in der integrierten Optik und der kosmischen Kommunikation eingesetzt. Darüber hinausYttriumEisengranat-Einkristalle (Y3Fe5O12) können mithilfe der Mikrowellenintegrationstechnologie als verschiedene magnetostatische Oberflächenwellengeräte verwendet werden, wodurch die Geräte integriert und miniaturisiert werden und spezielle Anwendungen in der Radarfernsteuerung, Telemetrie, Navigation und elektronischen Gegenmaßnahmen finden.

7.Die Anwendung vonSeltene ErdenSupraleitende Materialien in der modernen Militärtechnologie

Wenn ein bestimmtes Material unterhalb einer bestimmten Temperatur keinen Widerstand mehr erfährt, spricht man von Supraleitung. Dies entspricht der kritischen Temperatur (Tc). Supraleiter sind antimagnetische Materialien, die jeden Versuch, ein Magnetfeld unterhalb der kritischen Temperatur anzulegen, abwehren. Dies wird als Meisner-Effekt bezeichnet. Die Zugabe von Seltenerdelementen zu supraleitenden Materialien kann die kritische Temperatur Tc deutlich erhöhen. Dies fördert die Entwicklung und Anwendung supraleitender Materialien erheblich. In den 1980er Jahren fügten Industrieländer wie die USA und Japan eine gewisse Menge anSeltenerdoxids wieLanthan, Yttrium,Europium, UndErbiumzu Bariumoxid undKupferoxidVerbindungen, die gemischt, gepresst und gesintert wurden, um supraleitende Keramikmaterialien zu bilden, wodurch die weitverbreitete Anwendung der Supraleitungstechnologie, insbesondere in militärischen Anwendungen, weiter vorangetrieben wurde.

7.1 Supraleitende integrierte Schaltkreise

In den letzten Jahren wurde im Ausland an der Anwendung der Supraleitungstechnologie in elektronischen Computern geforscht und supraleitende integrierte Schaltkreise auf Basis supraleitender Keramikmaterialien entwickelt. Werden solche integrierten Schaltkreise zur Herstellung supraleitender Computer verwendet, sind diese nicht nur klein, leicht und komfortabel zu bedienen, sondern weisen auch eine zehn- bis hundertmal höhere Rechengeschwindigkeit als Halbleitercomputer auf, wobei Gleitkommaoperationen 300 bis 1 Billion Mal pro Sekunde erreichen. Daher prognostiziert das US-Militär, dass supraleitende Computer nach ihrer Einführung die Kampfkraft des C1-Systems im Militär deutlich steigern werden.

7.2 Supraleitende magnetische Explorationstechnologie

Magnetempfindliche Komponenten aus supraleitenden Keramikmaterialien zeichnen sich durch ihr geringes Volumen aus und lassen sich daher leicht integrieren und anordnen. Sie ermöglichen den Aufbau von Mehrkanal- und Mehrparameter-Erkennungssystemen, wodurch die Informationskapazität der Einheit deutlich erhöht und die Erkennungsreichweite und -genauigkeit des Magnetdetektors deutlich verbessert wird. Der Einsatz supraleitender Magnetometer ermöglicht nicht nur die Erkennung beweglicher Ziele wie Panzer, Fahrzeuge und U-Boote, sondern auch deren Messung. Dies führt zu erheblichen Veränderungen in Taktiken und Technologien, beispielsweise in der Panzer- und U-Boot-Abwehr.

Es wird berichtet, dass die US-Marine beschlossen hat, mithilfe diesesSeltene Erdensupraleitendes Material zur Demonstration und Verbesserung der traditionellen Fernerkundungstechnologie. Dieser Satellit namens Naval Earth Image Observatory wurde im Jahr 2000 gestartet.

8.Anwendung vonSeltene ErdenRiesige magnetostriktive Materialien in der modernen Militärtechnologie

Seltene ErdenRiesenmagnetostriktive Materialien sind eine neue Art von Funktionsmaterialien, die Ende der 1980er Jahre im Ausland entwickelt wurden. Sie bestehen hauptsächlich aus Seltenerd-Eisen-Verbindungen. Diese Materialien haben einen deutlich höheren magnetostriktiven Wert als Eisen, Nickel und andere Materialien und einen etwa 102- bis 103-mal höheren magnetostriktiven Koeffizienten als herkömmliche magnetostriktive Materialien. Daher werden sie auch als Riesenmagnetostriktive Materialien bezeichnet. Von allen handelsüblichen Materialien weisen Riesenmagnetostriktive Seltenerd-Materialien die höchste Dehnung und Energie unter physikalischer Einwirkung auf. Insbesondere die erfolgreiche Entwicklung der magnetostriktiven Terfenol-D-Legierung hat eine neue Ära magnetostriktiver Materialien eingeleitet. In einem Magnetfeld weist Terfenol-D eine größere Größenvariation auf als herkömmliche magnetische Materialien, wodurch bestimmte präzise mechanische Bewegungen ermöglicht werden. Derzeit wird Terfenol-D vielseitig eingesetzt, von Kraftstoffsystemen über die Steuerung von Flüssigkeitsventilen und Mikropositionierung bis hin zu mechanischen Aktuatoren für Weltraumteleskope und Flugzeugflügelreglern. Die Entwicklung der Terfenol-D-Materialtechnologie hat bahnbrechende Fortschritte in der elektromechanischen Umwandlungstechnologie gebracht. Sie spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Spitzentechnologie, Militärtechnologie und der Modernisierung traditioneller Industrien. Die Anwendung magnetostriktiver Seltenerdmaterialien im modernen Militär umfasst hauptsächlich folgende Aspekte:

8.1 Sonar

Die allgemeine Emissionsfrequenz von Sonar liegt über 2 kHz. Niederfrequenzsonare unterhalb dieser Frequenz bieten jedoch besondere Vorteile: Je niedriger die Frequenz, desto geringer die Dämpfung, desto weiter breitet sich die Schallwelle aus und desto weniger beeinträchtigt wird die Echoabschirmung unter Wasser. Sonare aus Terfenol-D-Material erfüllen die Anforderungen an hohe Leistung, geringes Volumen und niedrige Frequenz und haben sich daher schnell weiterentwickelt.

8.2 Elektrisch-mechanische Wandler

Wird hauptsächlich für kleine gesteuerte Aktionsgeräte – Aktuatoren – verwendet. Einschließlich Steuerungsgenauigkeiten im Nanometerbereich sowie Servopumpen, Kraftstoffeinspritzsysteme, Bremsen usw. Wird für Militärfahrzeuge, Militärflugzeuge und -raumfahrzeuge, Militärroboter usw. verwendet.

8.3 Sensoren und elektronische Geräte

Beispiele hierfür sind Taschenmagnetometer, Sensoren zur Erfassung von Weg, Kraft und Beschleunigung sowie abstimmbare Oberflächenwellengeräte. Letztere werden für Phasensensoren in Minen, Sonargeräten und Speicherkomponenten in Computern verwendet.

9. Sonstige Materialien

Andere Materialien wieSeltene ErdenLeuchtstoffe,Seltene ErdenWasserstoffspeichermaterialien, Seltenerd-Riesenmagnetowiderstandsmaterialien,Seltene Erdenmagnetische Kühlmaterialien undSeltene ErdenMagnetooptische Speichermaterialien werden erfolgreich im modernen Militär eingesetzt und haben die Kampfkraft moderner Waffen deutlich verbessert. BeispielsweiseSeltene ErdenLeuchtstoffe wurden erfolgreich in Nachtsichtgeräten eingesetzt. In Nachtsichtspiegeln wandeln Seltenerd-Leuchtstoffe Photonen (Lichtenergie) in Elektronen um, die durch Millionen kleiner Löcher in der Ebene des Glasfasermikroskops verstärkt werden. Sie werden von der Wand reflektiert und setzen so weitere Elektronen frei. Einige Seltenerd-Leuchtstoffe am hinteren Ende wandeln Elektronen wieder in Photonen um, sodass das Bild mit einem Okular betrachtet werden kann. Dieser Prozess ähnelt dem eines Fernsehbildschirms.Seltene ErdenFluoreszierendes Pulver erzeugt ein bestimmtes Farbbild auf dem Bildschirm. Die amerikanische Industrie verwendet üblicherweise Niobpentoxid, aber für den Erfolg von Nachtsichtsystemen ist das SeltenerdelementLanthanist eine entscheidende Komponente. Im Golfkrieg nutzten multinationale Streitkräfte diese Nachtsichtgeräte, um die Ziele der irakischen Armee immer wieder zu beobachten, im Austausch für einen kleinen Sieg.

10. Schlussfolgerung

Die Entwicklung derSeltene ErdenDie Industrie hat den umfassenden Fortschritt der modernen Militärtechnologie effektiv gefördert, und die Verbesserung der Militärtechnologie hat auch die prosperierende Entwicklung derSeltene ErdenIndustrie. Ich glaube, dass mit dem rasanten Fortschritt der Wissenschaft und Technologie weltweit,Seltene ErdenProdukte werden mit ihren besonderen Funktionen eine größere Rolle bei der Entwicklung moderner Militärtechnologie spielen und enorme wirtschaftliche und herausragende soziale Vorteile für dieSeltene ErdenIndustrie selbst.