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“稀土元素”是影響未來世界經濟社會發展和國家安全的核心元素之一。在軍事、經濟和生活上具有獨特作用,每3~5年就會發現稀土的一種新用途,平均每4項高新技術發明中就有一項與稀土相關。稀土是制造精密商業和軍事電子裝置、激光裝置、光學器件、監視通信
“稀土元素”是影響未來世界經濟社會發展和國家安全的核心元素之一。在軍事、經濟和生活上具有獨特作用,每3~5年就會發現稀土的一種新用途,平均每4項高新技術發明中就有一項與稀土相關。稀土是制造精密商業和軍事電子裝置、激光裝置、光學器件、監視通信裝置、磁體和電池的重要原材料。可以說,沒有稀土,就沒有電子元件,沒有制導技術,沒有核反應堆,甚至沒有電視屏幕。
稀土是典型科技依賴性產業,高端產品附加值比初中級產品高的多。經測算,稀土精礦:新材料:元器件的價值之比達到1:50:500。因此,失去了強大的科技支撐,稀土產業只能淪為廉價資源供給者,無法改變“挖土賣土”的被動局面。
在軍事領域,稀土具有舉足輕重的地位。美國在制造“福特級”核動力航母時,需要使用27.3噸稀土,生產“弗吉尼亞級”核潛艇,需要4.17噸稀土,生產一艘“阿利伯克級”驅逐艦,需要2.36噸稀土;此外,制造一架F35戰機需要417公斤稀土,每一枚“愛國者”導彈中,含有4千克稀土元素。凡是我們能想到的高科技裝備,例如激光武器、電磁武器、衛星、雷達等設備,都離不開稀土。
優秀的航空發動機的研制基礎就是高溫合金,高溫合金自身獨有優異的高溫強度、良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能、良好的疲勞性能和斷裂韌性等綜合性能。高溫合金已成為打造性能卓越航空發動機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤等高溫部件的關鍵材料。美制F-22隱身戰斗機裝備的F-119第四代航空發動機使用高溫合金中,就是以稀土材料進行研制的渦輪盤高溫合金、單晶高溫合金的應用比例已經高達60%。中國想要在航空發動機領域取得突破,就必須要在材料方面取得突破,研制以鎳、錸等稀土元素摻雜高溫合金已經成為中國研制優秀航空發動機的關鍵所在。
激光與稀土激光材料是同時誕生的。到目前為止,大約90%的激光材料都涉及到稀土。高功率激光材料可裝備激光致盲武器,以及光電對抗等武器。光發射二極管(LED)泵浦的激光晶體制成的激光器輸出光束質量好,非線性移頻效率高,可把毫瓦級的激光移頻到藍光、綠光和紅光區,用于光存貯、顯示、遙感、雷達和科研等。
當前美國軍方正大力發展激光武器,并且首先開發出艦載和空基的激光攔截系統,成功進行了地面、海基和空基的激光反導、防空試驗,并且取得相當驚人的效果。同時激光測距儀、激光雷達、激光通信等也廣泛應用于海陸空力量,特別是激光測距儀,可以說是主戰坦克的火炮能否精確命中的關鍵。可以說,沒有稀土,激光器的大部分技術都將會倒退回1970年代。
在海灣戰爭和伊拉克戰爭中,強大的夜戰能力成為美軍最大的不對稱優勢,其中的關鍵技術就是熱成像儀。美軍至今已經發展出第四代的熱成像技術,成像畫質很高,依然遙遙領先于全球。而其中最關鍵的元件——非致冷焦平面陣列傳感器生產則離不開稀土元素鑭。
雷達中用于產生和放大電磁信號的真空管離不開稀土磁體來聚焦電子束,加入雷達失去了稀土材料的支撐,便如同眼睛失去了視網膜。美國愛國者防空導彈系統的雷達孔設置組均采用稀土磁體構成的導彈導引頭型波管。
各類裝甲車、艦船、戰斗機上均廣泛的裝備了稀土永磁電機,既有在常規環境下作戰的采用稀土釹鐵硼永磁電機,又有在深空、深海采用的釤鈷永磁電機。
核反應堆的結構材料、屏蔽材料需要稀土元素釤和銪,核燃料稀釋劑需要稀土元素釔,抑制劑需要稀土元素釓,沒有這些稀土材料的配合,美軍航母與潛艇的反應堆就無法得到有效控制。早在60年代初期,我國兵器工業就開始了稀土在裝甲鋼和炮鋼上的應用研究,先后生產了601、603、623等稀土裝甲鋼,目前稀土鋼炮管、稀土鋼履等組件仍然在我國坦克、裝甲車廣泛裝備使用。F22機身由鈦鎂合金打造而成,為了避免在超音速狀態下發生解體,使用了稀土元素來對其進行強化。中國航空工業總公司研制的稀土鎂合金已用于直升機后減速機匣、殲擊機翼肋及30kW發電機的轉子引線壓板等重要零件。
稀土在熒光、磁性、激光、光纖通訊、貯氫能源、超導等材料領域有著不可缺少的作用,直接影響著光學儀器、電子、航空航天、核工業等新興高技術產業發展的速度和水平。這些技術成功應用于軍事技術,極大地促進了現代軍事技術的發展,成為現代戰爭取得勝利的決定性因素之一。
金熙明