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【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?

日期: 2019-10-16
浏览次数: 25

【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?

来源:上海市聚氨酯工业协会

国庆阅兵式上,大量先进的军事装备集体亮相,其中多种“隐形战衣”吸引了大家的眼球,这些隐形战衣生产的背后,是否也有稀土在起作用呢?请大家自己看看,提供线索!


【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?

将士的“隐形战衣”

迷彩服是军人的“第二层皮肤”,是军人的战袍和铠甲,是军队和军人形象的重要标志。本次阅兵式上,31个方队的受阅官兵身着新型“星空”迷彩服亮相,吸引了大家的眼球。据了解,这套迷彩服花型颜色为全新设计,与以往相比迷彩图案更加细碎,而且随着地面光线的强弱变化,颜色也会产生细微的调整,隐蔽性、防侦测性能更好。

目前,最新的迷彩服除了运用色彩变化形成保护色图案外,还在色彩染料中加入了光致变色高分子材料等特殊的化学物质,使迷彩服反射的红外光波与周围景物反射的光波大致相同,不仅能迷惑敌人的肉眼侦察,还能使敌方现代化侦视仪器难以捕捉到,具有了一定的防红外光侦察的伪装效果。

那么,光致变色高分子材料是怎么实现变色功能的呢?简单来说,这种高分子材料在光或其他电磁波的作用下,化学结构会发生某些可逆性改动,从外观上相应地发生色彩变化。光致变色高分子材料是个大家族,按反应性质可分为光异构化反应类,如对-二甲胺基偶氮苯等;光分化反应类,如双-三苯基咪唑等;光氧化复原反应类,如硫紫类等。起初,这种材料主要应用于光信息存储等高新技术领域,而后逐渐应用到了军事、防伪等领域。加入光致变色高分子材料的迷彩服具有立体层次感、多色渐变、视错觉等特征,能够适应林地、荒漠、城市等多种地形或者具有多种地形特征混杂的作战背景的伪装需求。

在实际作战中,特种部队的战士不仅身穿迷彩服,脸上还要涂上伪装油彩。这是因为,战士在进行隐蔽时,容易因裸露的皮肤反射光线导致暴露,涂抹了军用伪装油彩后,肤色与周围环境的主色相协调,从而躲过敌方的侦察。这种军用伪装油彩是用特殊的化学物质制成的,膏体细腻、稳定,不溶于水,对皮肤安全无毒无刺激,具有优异的涂展性、遮盖力及附着性。而且,有的军用油彩加入了特殊化学成分,在伪装肤色的同时还具有防蚊虫叮咬的效果,还有的军用油彩中加入了特殊化学材料,能保护士兵避免被爆炸产生的高温灼伤。



【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?


战车的“隐形战衣”

三军将士要穿“隐形战衣”,坦克、军车等大型军事装备也要穿上“隐形战衣”。这些军事装备喷涂了由特种化学材料制成的迷彩伪装涂料后,能够适应多种环境背景下的隐蔽需求。

迷彩伪装的主要目的是尽量减少军事装备与周围背景在光学、热红外、雷达波等方面的特征差异,降低被发现的概率,使侦察仪器难以探测和分辨,是提高各种武器装备的使用价值、进行自我保护的一种重要的军事伪装方法。一般来讲,迷彩伪装涂料要满足颜色与背景一致、反射波谱与背景一致;无光或平光;耐候性、耐磨损性、耐化学品性好等功能要求。

目前,我国多采用新式数码迷彩伪装涂料,其原料由基料、颜料和辅助材料组成。基料常用的有丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、聚异丁烯,聚氯乙烯、聚氨酯等;颜料一般由氧化镁、氧化铁、氧化锌等金属氧化物,及烟黑、石墨、炭黑、鳞状铝粉等导电材料构成;辅助材料则是一些具有提高和改善涂层的物理机械性能、施工性能、表面状态等的特殊材料。

这种数码迷彩涂料,结合数码伪装技术,进一步提升了伪装颜色种类、色度坐标及可见光、近红外亮度因数等方面的性能,不仅进一步提高了伪装性能,而且涂料的化学性能和实用性能也大幅提高,具有防止毒剂渗透的作用,可以说代表了当今化学涂料领域的最高水平。



【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?

战机的“隐形战衣”

陆地上作战的士兵和战车需要伪装,天空中翱翔的战机同样需要伪装。战机“隐形”的原理,主要是利用各种技术减弱雷达反射波、红外辐射等信息,让敌方的雷达及其他电子探测系统“视而不见”。

确切来讲,隐形战机的“隐形”只是针对雷达及其他电子探测手段而言,并不是真的用肉眼看不见。在反雷达探测方面,隐形战机主要采取防雷达伪装涂料,这是一种能吸收电磁波的涂料,主要是采用掺合型导电涂料,即在胶粘剂中掺入经特殊处理的金属氧化物如铁氧体等。当雷达波与这种含有铁氧体的化学涂料相遇时,通过磁、电、光及活化面积等化学性能的变化,加大磁损失,起到吸收波、透过波和使波偏振等作用,从而使战机能逃离雷达波的跟踪,达到隐身的目的。防雷达涂料除铁氧体外,还有羰基铁、金属超细粉末、陶瓷、放射性同位素、导电高分子、席夫碱、稀土元素等吸波材料。

反红外探测本领是隐形战机的另一种隐身功能。事实上,所有物体时时刻刻都在向外发出红外辐射,且物体的温度越高,其红外辐射越强。红外线探测仪就是根据红外线的这种特征制成的。飞机的红外辐射主要集中在发动机,隐形战机在发动机的外部涂有超高密度的碳质吸波材料,既可以吸收雷达波,也可以控制发动机内部散发的热量,从而逃脱红外探测仪的搜索,使飞机隐遁于无形。


【科普】高科技的“隐形战衣”中隐形了什么稀土元素呢?

战舰的“隐形战衣”

空军有隐形战机,海军也有隐形战舰。隐形战舰的出现略迟于隐形战机,起初是将隐形战机的隐身技术移植到军舰形成的。隐形战舰的隐身技术除与隐形战机一样要做雷达隐形与红外隐形外,还要采取降噪减振方面的隐身技术。

由于舰船本身存在着诸多振源,而且在航行过程中会被激发而产生强烈的振动,从而产生较大的噪声。采用减振降噪技术降低舰艇噪声,可以提高舰艇的隐蔽性和攻防能力。隐形战舰的降噪隐身技术是通过控制战舰的声频特性降低敌方声纳系统的探测距离和精度实现的。时下,各国海军中服役的战舰多采用柴油发动机,工作噪音大,很容易被敌方潜艇探测到。隐形战舰为发动机设计了橡皮“外衣”,消除发动机的噪音,达到降噪隐形的目的。

在减振隔振方面,以前多采用橡胶隔振器,但由于其隔振性能低、承载范围窄等问题近年来逐渐被聚氨酯隔振器取代。利用聚氨酯材料优异的动静力学性能和良好的耐环境性能,国际上开发了大量的舰船用聚氨酯材料,主要应用于减少舰船内设备振动和维护稳定性的隔振器产品。聚氨酯隔振器阻尼比小,大部分工况下隔振效果好,而且适应性强,无论是振动频率、振幅还是疲劳次数影响均小于橡胶隔振器。消声瓦方面,聚氨酯消声瓦具有声学结构的高分子材料,既可以吸收敌方主动声纳发出的探测声波,又可抵制艇体噪声向外传播,减少被声纳探测到的概率。这些化学材料成为潜艇降噪减振的有效手段,大大提高了海军装备的隐蔽性、战斗力和生存能力。


案例中心 / Case
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发布时间: 2018 - 09 - 07
氯化钇化学式YCl3。分子量 195.26。有光泽的白色叶状晶体。其一水合物为无色晶体,160℃失去1分子水。其六水合物为无色或略带红色 晶体,相对密度2.1818,100℃失去5分子水。溶于水、乙醇、吡啶。以往报道显示一定浓度的氯化钇可引起人淋巴细胞DNA分子损伤和对成纤维细胞生长有抑制作用,但也有报道认为氯化钇对红细胞膜无损伤作用,表明氯化钇对不同细胞作用有差异。人皮肤的表皮细胞最易与环境中的氯化钇直接接触,但氯化钇对表皮细胞的影响报道较少。  氯化钇的用途是什么?  1. 氯化钇可用于制备树脂表面复合涂层。如 一种从废弃荧光粉中回收稀土元素 钇并制备树脂表面复合镀层的方法,包括以下步骤:  a、利用筛分法将破碎后的荧光粉与杂质分离开,通过20目、60目、100目、200目网筛逐步筛分后,收集200目筛下物,筛下物占未筛前粉体重量的99.9%以上;  b、将步骤a得到的筛下物加入到酸和双氧水混合液中,反应一段时间,然后进行过滤,滤液中含有稀土元素;  c、将步骤b得到的滤液采用磷系萃取剂进行萃取,分三级萃取后,萃取液中只含有稀土元素;  d、将步骤c得到的含有稀土元素的萃取液用盐酸进行反萃,反萃液中为稀土元素钇,如果萃取液中还含有稀土铕,则稀土铕在萃余液中;  e、将步骤d得到的反萃液加入氨水进行中和至溶液刚有少量白色沉淀产生,溶液主要成份为氯化钇,将氯化钇溶液蒸发浓缩或蒸干再配制成一定浓度后,逐滴加入到配有分散剂的碳酸氢铵溶液中,生成前驱体;  f、将步骤e得到的前驱体过滤、烘干后,进行煅烧,研磨后得到纳米氧化钇粉末;  g、将步骤f得到的纳米氧化钇粉末加入至配有分散剂的电镀液中制成复合电镀 液,电镀至树脂表面。  2. 氯化钇对人表皮细胞作用:钇为稀有元素,在低浓度对表皮细胞体外增殖无影响。氯化钇对紫外线诱导表皮细胞凋亡有一定影响,研究结果显示加入低浓度氯化钇 0....
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发布时间: 2018 - 09 - 07
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发布时间: 2018 - 09 - 07
1、抛光粉粒径多大?  粒径是这个行业划分抛光粉规格的标准,粒径指的是抛光粉颗粒的直径,单位为μ,常见的抛光粉粒径从0.6——3.2不等,常用的是1.0——2.0之间,根据经验可大概判断粒径小的适合做平磨用,如1.0,1.2,1.4;粒径大的适合做扫光如1.6,1.8,2.0等,最终还是要根据客户的使用习惯来定。粒径跟切削力成正比关系,粒径越大切削力越强,反之越小。每家抛光粉都有几种粒径,但粒径分布的均匀度就需要生产水平把控了,生产水平高可以尽可能的提高标准粒径所占比重,减小最大和最小粒径的范围以及占比。比方说有些产品标号是1.2,但实际上1.2的颗粒只占整体的百分之三十或者更少,其他颗粒参差不齐,甚至最小0.6,最大5.6,所以导致良率下降划伤增多的情况。  2、抛光粉的悬浮性怎样?  很多客户习惯性的把悬浮性作为判断抛光粉品质好坏的依据,所谓悬浮性就是抛光粉兑水搅拌均匀以后,抛光液中粉的沉淀时间长短,沉淀的快说明悬浮性不好,如果沉淀的慢则说明悬浮性好。这种观点有问题,应当根据分散效果判断悬浮性,即当抛光液静置超过两小时后产生沉淀现象,在略加搅拌的情况下是否立即恢复原来的悬浮效果,而不是产生沉淀物结块搅拌不开的情况。很多抛光粉厂家习惯通过添加悬浮剂的方式改善悬浮性,但是如果悬浮剂加的过多或者匹配不好,容易出现结胶(抛光粉凝聚)和腐蚀手的情况。我们对悬浮性非常重视,既要保证悬浮性,又要保证安全和不结胶,做了大量的实验验证。另外水质对悬浮性的影响也比较明显,纯水和自来水兑出来的抛光液对比起来非常明显,建议使用过滤装置或者用纯水兑抛光粉。(每个盖板厂都有纯水生产装置,因为超声波清洗剂需要用到纯水)  3、抛光粉的消耗大不大(耐不耐用?)  这个问题也比较常见,有些厂家会反应用品牌A的抛光粉,一台机器一个班只需要添加0.5KG,用品牌B 就需要0.7甚至更多。首先需要搞...
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发布时间: 2018 - 09 - 07
镍氢(MH-Ni)电池自1989年商业化以来,其负极材料主要是LaNi5型储氢合金。随着镍氢电池制备技术的不断提升以及性能的极大提高,其应用领域更加广泛,对电池材料性能的要求也越来越高,特别是与电池能量密度密切相关的电极材料的容量性能。电池的容量主要是由电池正、负极的容量确定的,但正极氢氧化亚镍的容量提高已经有限,因此人们就把研究重点放在了负极储氢合金的研究上面。LaNi5型储氢负极合金的实际最大容量(350 mAh g–1)已经接近其理论值(372 mAh g–1),进一步提高相当困难,因此,必需研究开发具有更高容量的新型储氢合金。近年来,高容量La-Mg-Ni系储氢合金(理论容量超过400 mAh g–1,实际最大容量390 mAh g–1)的研究获得了许多有价值的成果,已产业化并应用于制造低自放电镍氢电池和某些高容量镍氢电池。但La-Mg-Ni合金的制备工艺成本高或工艺过程复杂,主要原因在于:合金中必需含有的活泼金属元素Mg的蒸汽压高,易挥发,使得高温熔炼合金的成分难以控制,同时挥发的微细镁粉易燃易爆而存在安全隐患。国内主要使用高价值的氦气作为保护气制备La-Mg-Ni合金,日本采用熔炼La-Ni合金然后扩散Mg的二次制备工艺技术。为了解决La-Mg-Ni基储氢合金制备工艺存在的问题,包头稀土研究院储氢材料项目组经过多次试验研究发现,用Y元素替代La-Mg-Ni基储氢合金中的Mg元素,获得了同样高容量的La-Y-Ni储氢合金,可直接用真空感应熔炼法制备。2014年以来,开发的A2B7型La-Y-Ni储氢合金经合理的成分优化后实际放电容量可达到390 mAh g–1,气相储氢量可达到1.49 wt%(相应的电化学容量为399 mAh g–1),与La-Mg-Ni基储氢合金的容量相当,而且由于不含活泼的Mg元素,循环寿命更好。该系列合金已申报8项国家发...
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