稀土材料在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用

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1、稀土材料在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用講解人盧楊王程博劉士杰肖鎮(zhèn)于康為什么“愛國(guó)者”導(dǎo)彈能比較輕易地?fù)袈洹帮w毛腿”？為什么盡管美制M1和蘇制T-72坦克的主炮直射距離差距并不大，但前者卻總是能更早開火，而且打得更準(zhǔn)？為什么F-22戰(zhàn)斗機(jī)可以超音速巡航？為什么“愛國(guó)者”導(dǎo)彈能比較輕易地?fù)袈洹帮w毛腿”？為什么盡管美制M1和蘇制T-72坦克的主炮直射距離差距并不大，但前者卻總是能更早開火，而且打得更準(zhǔn)？為什么F-22戰(zhàn)斗機(jī)可以超音速巡航？……相比傳統(tǒng)兵器，高技術(shù)兵器的優(yōu)點(diǎn)在于其更方便、更靈敏、更準(zhǔn)確、更容易操縱。這些提起來(lái)容易

2、，但卻集中體現(xiàn)了當(dāng)今材料科學(xué)、電子科學(xué)以及工程制造的諸多最高成就。而這些成就的獲得,往往是源于稀土的某些特殊功能的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。稀土材料在軍事領(lǐng)域金屬方面中的應(yīng)用稀土有工業(yè)“維生素”之稱，由于其具有優(yōu)良的光電磁等物理特性,能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰(zhàn)術(shù)性能。而且，稀土同樣是電子、激光、核工業(yè)、超導(dǎo)等諸多高科技的潤(rùn)滑劑。從一定意義上說(shuō),美軍在中東地區(qū)的戰(zhàn)爭(zhēng)中能夠?qū)橙怂翢o(wú)忌憚

3、地公開殺戮，很大程度上緣于稀土科技領(lǐng)域的超人一等。稀土材料在軍事領(lǐng)域應(yīng)用概述稀土元素有鋼材中的“盤尼西林”之稱，具有凈化變質(zhì)和促進(jìn)合金化的功能。稀土可以同鋼材中的硫、氧等反應(yīng)，從而消除這些低熔點(diǎn)有害雜質(zhì)，細(xì)化晶粒，影響鋼的相變點(diǎn)，從而提高鋼的力學(xué)性能和淬透性等。稀土特種鋼被廣泛應(yīng)用坦克等的裝甲鋼和炮鋼等，稀土高錳鋼用于制造坦克履帶板，稀土鑄鋼用于制造高速脫殼穿甲彈的尾翼、炮口制退器和火炮結(jié)構(gòu)件等。稀土元素在核工業(yè)中也具有重要的應(yīng)用，如在核輻射探測(cè)器中，利用稀土的閃耀材料，可以作為核輻射強(qiáng)度探測(cè)的材料。稀土元素

4、屬于較重的核，具有較大的中子吸收截面，具有較好的種子捕獲能力。其中銪、釓、鏑等經(jīng)常用來(lái)做抗輻射材料。由于稀土元素較為活波，性質(zhì)和堿土元素比較類似，經(jīng)常作為燃燒彈的添加材料。金屬合金中也獲得廣泛應(yīng)用。例如有一種稀土鎂合金（含有Mg,Zn,Zr,La,Ce）可用于制造噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置，直升飛機(jī)的變速箱，飛機(jī)的著陸輪和座艙罩。在鎂合金中添加稀土金屬的優(yōu)點(diǎn)是可提高其高溫抗蠕變性，改善鑄造性能和室溫可焊性。有一種鋁鋯釔合金用作電線，其特點(diǎn)是輸出功率高、耐熱、耐振動(dòng)和耐腐蝕。至于F-22超音速巡航的功能，則拜其強(qiáng)大

5、的發(fā)動(dòng)機(jī)以及輕而堅(jiān)固的機(jī)身所賜，它們都大量使用稀土科技造就的特種材料。比如F119發(fā)動(dòng)機(jī)葉片以及燃燒室使用了阻燃鈦合金，這種鈦合金的制造據(jù)說(shuō)是使用了錸；而F-22的機(jī)身就更加是用稀土強(qiáng)化的鎂鈦合金武裝。否則，超音速巡航中，F(xiàn)119強(qiáng)大的動(dòng)力足以摧毀它自己。1.1.1裝甲鋼早在60年代初期,我國(guó)兵器工業(yè)就開始了稀土在裝甲鋼和炮鋼上的應(yīng)用研究,先后生產(chǎn)了601、603、623等稀土裝甲鋼,開創(chuàng)了我國(guó)坦克生產(chǎn)中的關(guān)鍵原材料立足于國(guó)內(nèi)的新紀(jì)元。稀土材料在軍事領(lǐng)域材料方面中的具體應(yīng)用1.1.2稀土碳素鋼60年代中期,我

6、國(guó)又在原某種優(yōu)質(zhì)碳素鋼中加入0.05%的稀土,制成了稀土碳素鋼。這種稀土鋼較原碳素鋼的橫向沖擊值提高了70%～100%,-40℃時(shí)的沖擊值提高近1倍。采用該鋼制造的大口徑藥筒經(jīng)靶場(chǎng)射擊試驗(yàn)證明,完全能滿足技術(shù)要求,目前我國(guó)已定型投產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在藥筒材料方面以鋼代銅的多年宿愿。1.1.3稀土高錳鋼和稀土鑄鋼稀土高錳鋼用于制造坦克履帶板,稀土鑄鋼用于制造高速脫殼穿甲彈的尾翼、炮口制退器和火炮結(jié)構(gòu)件,可減少加工工序,提高鋼材的利用率,并能達(dá)到戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)。1.2稀土球墨鑄鐵在現(xiàn)代軍事技術(shù)的應(yīng)用過(guò)去,我國(guó)前膛彈彈體

7、材料均采用以優(yōu)質(zhì)生鐵加入30%~40%的廢鋼而制成的半鋼性鑄鐵,由于其強(qiáng)度低、脆性大、爆炸后的有效殺傷破片數(shù)量少且不鋒利以及殺傷威力弱等原因,一度束縛了前膛彈彈體的發(fā)展。自1963年后,采用稀土球墨鑄鐵制造各種口徑的迫擊彈,使其力學(xué)性能提高1~2倍,有效殺傷破片數(shù)量成倍增加,破片刃口鋒利,大大提高了殺傷威力。我國(guó)用這種材料制造的某型加農(nóng)炮炮彈和野戰(zhàn)炮炮彈戰(zhàn)斗殼體,其有效殺傷破片數(shù)和密集殺傷半徑比鋼質(zhì)殼體略勝一籌。稀土具有很高的化學(xué)活性和較大的原子半徑,加入到有色金屬及其合金中,可細(xì)化晶粒、防止偏析、除氣、除雜

8、和凈化以及改善金相組織等作用,從而達(dá)到改善機(jī)械性能、物理性能和加工性能等綜合目的。國(guó)內(nèi)外材料工作者利用稀土的這一性質(zhì),研制出了新型稀土鎂合金、鋁合金、鈦合金、高溫合金,這些產(chǎn)品在殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、直升機(jī)、無(wú)人駕駛機(jī)、以及導(dǎo)彈衛(wèi)星等現(xiàn)代軍事技術(shù)上獲得了廣泛的應(yīng)用。2鎂、鋁等有色稀土合金在現(xiàn)代軍事技術(shù)上的應(yīng)用經(jīng)多年研究,采用了特殊的礦化處理技術(shù),研制出了穩(wěn)定廉價(jià)的氧化釔砂料與粉料,它在比重、硬度和對(duì)鈦液的