稀土材料在军事领域中的应用.ppt

稀土材料在军事领域中的应用为什么“爱国者”导弹能比较轻易地击落“飞毛腿”？

为什么尽管美制M1和苏制T-72坦克的主炮直射距离差距并不大，但前者却总是能更早开火，而且打得更准？
为什么F-22战斗机可以超音速巡航？

为什么“爱国者”导弹能比较轻易地击落“飞毛腿”？

为什么尽管美制M1和苏制T-72坦克的主炮直射距离差距并不大，但前者却总是能更早开火，而且打得更准？

为什么F-22战斗机可以超音速巡航？……相比传统兵器，高技术兵器的优点在于其更方便、更灵敏、更准确、更容易操纵。这些提起来容易，但却集中体现了当今材料科学、电子科学以及工程制造的诸多最高成就。而这些成就的获得,往往是源于稀土的某些特殊功能的发现和应用。稀土材料在军事领域金属方面中的应用稀土有工业“维生素”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性,能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。从一定意义上说,美军在中东地区的战争中能够对敌人肆无忌惮地公开杀戮，很大程度上缘于稀土科技领域的超人一等。稀土元素有钢材中的“盘尼西林”之称，具有净化变质和促进合金化的功能。稀土可以同钢材中的硫、氧等反应，从而消除这些低熔点有害杂质，细化晶粒，影响钢的相变点，从而提高钢的力学性能和淬透性等。稀土特种钢被广泛应用坦克等的装甲钢和炮钢等，稀土高锰钢用于制造坦克履带板，稀土铸钢用于制造高速脱壳穿甲弹的尾翼、炮口制退器和火炮结构件等。稀土元素在核工业中也具有重要的应用，如在核辐射探测器中，利用稀土的闪耀材料，可以作为核辐射强度探测的材料。稀土元素属于较重的核，具有较大的中子吸收截面，具有较好的种子捕获能力。其中铕、钆、镝等经常用来做抗辐射材料。由于稀土元素较为活波，性质和碱土元素比较类似，经常作为燃烧弹的添加材料。金属合金中也获得广泛应用。例如有一种稀土镁合金（含有Mg,Zn,Zr,La,Ce）可用于制造喷气式发动机的传动装置，直升飞机的变速箱，飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属的优点是可提高其高温抗蠕变性，改善铸造性能和室温可焊性。有一种铝锆钇合金用作电线，其特点是输出功率高、耐热、耐振动和耐腐蚀。至于F-22超音速巡航的功能，则拜其强大的发动机以及轻而坚固的机身所赐，它们都大量使用稀土科技造就的特种材料。比如F119发动机叶片以及燃烧室使用了阻燃钛合金，这种钛合金的制造据说是使用了铼；而F-22的机身就更加是用稀土强化的镁钛合金武装。否则，超音速巡航中，F119强大的动力足以摧毁它自己。1.1.1装甲钢
早在60年代初期,我国兵器工业就开始了稀土在装甲钢和炮钢上的应用研究,先后生产了601、603、623等稀土装甲钢,开创了我国坦克生产中的关键原材料立足于国内的新纪元。1.1.2稀土碳素钢
60年代中期,我国又在原某种优质碳素钢中加入0.05%的稀土,制成了稀土碳素钢。这种稀土钢较原碳素钢的横向冲击值提高了70%～100%,-40℃时的冲击值提高近1倍。采用该钢制造的大口径药筒经靶场射击试验证明,完全能满足技术要求,目前我国已定型投产,实现了我国在药筒材料方面以钢代铜的多年宿愿。1.2稀土球墨铸铁在现代军事技术的应用
过去,我国前膛弹弹体材料均采用以优质生铁加入30%~40%的废钢而制成的半钢性铸铁,由于其强度低、脆性大、爆炸后的有效杀伤破片数量少且不锋利以及杀伤威力弱等原因,一度束缚了前膛弹弹体的发展。自1963年后,采用稀土球墨铸铁制造各种口径的迫击弹,使其力学性能提高1~2倍,有效杀伤破片数量成倍增加,破片刃口锋利,大大提高了杀伤威力。我国用这种材料制造的某型加农炮炮弹和野战炮炮弹战斗壳体,其有效杀伤破片数和密集杀伤半径比钢质壳体略胜一筹。
稀土具有很高的化学活性和较大的原子半径,加入到有色金属及其合金中,可细化晶粒、防止偏析、除气、除杂和净化以及改善金相组织等作用,从而达到改善机械性能、物理性能和加工性能等综合目的。国内外材料工作者利用稀土的这一性质,研制出了新型稀土镁合金、铝合金、钛合金、高温合金,这些产品在歼击机、强击机、直升机、无人驾驶机、以及导弹卫星等现代军事技术上获得了广泛的应用。2镁、铝等有色稀土合金在现代军
事技术上的应用
经多年研究,采用了特殊的矿化处理技术,研
制出了稳定廉价的氧化钇砂料与粉料,它在比
重、硬度和对钛液的稳定性上,都达到了较好
的水平,而在调节控制壳料浆性能上,表现出
更大的优越性。用氧化钇型壳制造钛铸件的突
出优点是:在铸件质量和工艺水平与钨面层工
艺相当的条件下,能制造比钨面层工艺更薄的
钛合金铸件。目前,该工艺已广泛用于制造各
种飞