為什么美國對于稀土極其重視,稀土在軍事上到底有多大作用?我們常說的“稀土”,是指17種化學元素,包括鑭、鈰、釹、釔、鈧等。稀土被譽為“新材料之母”,直接影響著光學儀器、電子、航空航天、核工業等高技術產業發展的速度和水平。當今世界,每六項新技術的發明,就有一項離不開稀土。
稀土在軍事領域作用巨大,因為它可以極大地提高武器裝備的性能。美國已經將稀土視為掌控軍事技術制高點的關鍵材料,甚至有人評價說,美國之所以在之前的數場局部戰爭中輕松取勝,很大程度上是美國在稀土技術上超人一等。現在,稀土已經被公認為21世紀最重要的戰略資源,不僅美國極其重視,其他軍事大國也都對對稀土倍加重視。
稀土具有很高的化學活性和較大的原子半徑,因此加入到有色金屬及其合金中,可細化晶粒、防止偏析、除氣、除雜,凈化和改善金相組織,從而改善機械性能、物理性能和加工性能。人們利用稀土的這一性質,研制出了各種稀土合金,廣泛應用于軍事領域。比如稀土鎂合金,具有比強度高、抗疲勞和抗磨損性好、高溫抗蠕變性好、耐腐蝕性高等特點,不但能減輕飛機重量,還能明顯提高飛機的技戰術性能。鋁鈧合金被認為是新一代航空航天、艦船、兵器用的高性能稀土鋁合金結構材料。這方面,蘇聯/俄羅斯走在世界前列。我國也研制成功了具有自主知識產權的鋁鈧合金板材,開始應用到航空、兵器和艦船領域。稀土鈦合金的應用現在也日漸普遍,例如美國F-22A隱身戰斗機的機身,就大量采用了稀土鈦合金、稀土鎂合金。
▲ F-22戰斗機的
▲ M1A1主戰坦克的基體裝甲鋼,就含有稀土元素
稀土元素化學性質活潑,極易同氧、硫、氮作用生成穩定的化合物,當受到劇烈摩擦與沖擊發生火花時,可引燃易燃物。因此,人們利用稀土發展出了多種縱火武器。美國大量生產的MK82型227千克低阻航彈,就采用了稀土金屬內襯,除了產生爆炸殺傷效應,還有縱火效應。美國生產的“阻尼”航空火箭彈的戰斗部內裝108個稀土金屬方棒作內襯,取代部分預制破片。爆破試驗證明,其點燃航空油料的能力比無內襯的高44%。
▲ 美軍的MK82航彈
稀土材料還常用于激光測距、激光制導和激光通信。大家熟知的摻釹釔鋁石榴石激光測距機(其中釹、釔就是稀土元素),就曾廣泛應用于多款主戰坦克,比如M1、“豹”2、“勒克萊爾”、日本90式、“梅卡瓦”、“挑戰者”2等等。
永磁材料也是稀土的重要應用領域。磁軸承主要用于衛星、航天器、飛機的陀螺儀和精密儀器等。衛星或航天器一般在真空條件下工作,而機械軸承會面臨嚴重的潤滑和磨損的問題,但是稀土磁軸承摩擦力小,不需要潤滑劑,適合在太空長期使用。
稀土在超導、防輻射、核技術、高性能夜視設備等方面也都不可或缺。例如夜視器材,是戰機、坦克等主戰平臺上不可或缺的裝備,現在連普通士兵都配有單兵夜視設備,而所有的夜視器材,都不能缺少稀土元素鑭。稀土發光材料,還是顯示器不可或缺的材料。
▲ 現代軍用夜視儀都少不了稀土元素鑭
石宏:《艦載武器》執行主編,從事軍事編輯和防務研究工作20年,在國內眾多媒體上發表過大量防務文章,并受聘為深圳衛視特約評論員、南方防務智庫顧問、云南財經大學國際工商學院一帶一路國際問題研究中心特聘研究員。著有《日本軍情》、《韓國軍情報道》。
出品:科普中國監制:光明網科普事業部 《兵器知識》雜志社
作者:石 宏
策劃:金 赫
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