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国外军事领域磁性材料研究动态

2015-05-10 16:10   来源: 人参与在线咨询
    21世纪是以高科技为基础的新时代,在其过程中,新材料作为支柱、动力和先导,已引起各国的高度重视,尤其是发达国家为了抢占技术战略高地,纷纷出台了相关策略并斥以巨资。磁性材料作为新材料的一种,也是发展非常迅速的基础功能材料,其功能、结构、用途也是十分广泛的。而其在军事领域中的广泛应用更是成为各国强化军事优势的重要手段。磁记录(存储)是高新磁应用技术的集中体现,是发展机、信息产业和军事的需要,也是磁性产业中附加价值最高的产业。目前,磁记录已居世界上数据存储技术的支配地位。
  以自旋的自由度为基础的自旋电子学的新进展引发了一场概念性革命,开始了一种名为“自旋电子学”的新技术,这为新一代器件提供了机会。该器件将标准电子学与自旋相关效应结合起来。自旋相关效应由载体自旋与材料磁性能相互作用引起
  磁致伸缩材料的长度可随外磁场交变而反复伸长和缩短产生机械波,能够实现电磁能(或电磁信息)与机械能、声能(或机械位移信息与声信息)之间的转换,可以广泛用于功率电一声换能器、电—虮换能器、传感器和电子器件等方面。稀土超磁致伸缩材料已广泛用于各尖端技术和军事应用中。对传统产业起着重要的影响。近年来,国外发达国家在这方面的工艺研究和应用基本完成,开始向商品化阶段过渡,并开发出近千种应用器件。
  吸波材料因军民两用的殊异身份,各国竞相研究。几十年来,通过掺杂、改变结构、放置方式,使吸波材料作用发挥得愈来愈好。但是,在军用方面,它不能完全“隐身”。在民用方面,它不能完全抗干扰。因此,这也是当今研究的热门课题之一。最近有报道,在一定入射角范围。随着入射角的增大,吸波材料的反射相应增大,故可以采用双(多)基地雷达组网j】唱虽反隐身能力。若要“隐身”,则可从反方向思维进行。吸波材料的用途,大致有微波暗室、桥梁、建筑、隐形飞机、隐身坦克、舰船、隐形导弹等。
  美国
    美国作为一个军事大国,其科技+分发达,在微波领域尤其如此。目前,美国从事微波多晶和单晶铁氧体材料与器件研制生产的厂家约60多家,其产品占整个软磁铁氧体市场的2/3。表1为部分公司及其产品,这些产品主要用于雷达、卫星、通信、航空航天飞行器、电子对抗系统等领域。美国军方2003年与Raytheon. Lockheed Martin, Northrop Grumman以及IBM等军品公司签订了共约33.5亿美元的合同,用于研发雷达报苦系统、空中运输控制、全球定位系统(G PS)、地面系统传感器、宽范围搜索系统、战术照射系统、雷达天线、舰载防御导弹、PAC一3导弹、SM一3导弹等,其中海军投入近20亿美元。美国《微波与射频》杂志了40年来的微波进展史,预计军用及光通信市场为行业的重头之一。在2002年美国加州召开的第10届无线系统年会上,最热门的话题为“WLAN"(无线局域网),会上村田电子北美公司介绍了集成双道有源滤波器件,它可滤掉9GHz以上的频率,尺寸为9.5mm x 12.5mm x 2.2mmo IBM微电子公司发布了两条标准IC生产线,包括功率放大器和电压控制振荡器。美国新近成立的VIDA产品公司集中研究高Q、宽调谐滤波器、振荡器和频率合成器的军事和商业应用。该公司凭借其独特的YIG技术优势的进一步发展而得以扩大。这些进展包括:拓宽温度范围性能,振动不灵敏性,很低的驱动功率要求以及利用薄膜丫IG《丁F丫)共振器。 
   
 200,年。美国《国防  报告》将太空和信息作为未来战争的两个制高点。下大力气改善太空、信息和情报技术。建立全球化系统。把通信设施延伸到部队的各个单位。逐步向信息化军队迈步。国防部将“网络中心战”列为未来美军的主要作战方式。还有,美国正启动一系列传感器计划。支持陆军的FCS(未来作战系统)和“目标部队”计划。重要技术包括多传感器融合。磁传感器,交叉弓I导(Cross-Cueing)和动目标指示。美国陆军直升机的A闪/ALA一212先进威胁红外对抗( ATIRCM)系统是直升机的自卫系统。可以防止来自任何方向和处于任何飞行阶段的红外制导导弹的攻击。该系统包括AN/AAR一57通用导弹告警系统(CMWS)、红外干扰头、对抗干扰箱和对抗干扰弹。另外.美国波音公司设计并研制X波段雷达阵列.从结构上要求能够融入到将来的飞机设计中.如美国空军的下一代传感器飞机情报、监视和侦察平台.此项目将在2005年10月完成。
    对于新式武器电磁炮.美国在2002年8月拨款1640万美元.研究高能微波武器《日PM)对目标系统的杀伤力和美国自己的系统遇到日PM时的受损程度。2003年1月,美国与加拿大Metatech公司签署了一份为期7年的合同。研究美国卫星遇到诸如激光等直接能量攻击时的受损程度。                 
         日本
    虽然日本在二战后被限制发展军队.但其先进的技术、发达的经济实力必然要影响到军事。日本对于磁性材料及器件的研发.不仅用于商业.也用于军事。例如.日本在其研究的新式潜艇上将采用很多新技术.包括安装新型声纳.进一步提高探测能力.开发AIP技术;采用无浆推进、泵喷射推进、磁流体推进等新的推进技术.磁流体推进技术已在日本的超导电磁推进船“大和”号上进行了成功实验。
    日本是磁性材料及器件研制与生产大国.著名公司有大同、日立、川崎等。下面略举几家公司最新研究动向。
    大同特殊钢公司近年开发出挠性电磁波吸收体“DPR”系列。其主要特点是高温环境下抗电磁干扰,可满足电子机器、光纤通信多方面需求。该公司还估计到粘结磁体在电动机等方面的市场需求必将进一步增长。已计划到2005年度其产量增长8成。即2005年生产能力由2003年的4000万个增长到7000万个。磁体年销售额估计增长1.5倍达120亿日元。
    日立金属公司生产的“Finemet”纳米晶磁性材料,主要用于电子机器防干扰共态扼流圈。过去月产量30t,目前已猛增至120to 2002年销售额20亿日元,计划2006年要达到120亿日元。该公司前不久吞并了美国Honewel公司的非晶金属材料事业部。收买金额达数+亿日元。以图占领软磁材料市场。
    户佃工业公司与明治大学共同研制成由Co. Ni和氧化铁组成的只有30一40nm的纳米磁粉,可获得239一542kA/m(3000一6800 Oe)的矫顽力,并可以在50℃保持,ODOh的热稳性。
    川崎钢铁公司新近开发出电磁线材。据称为世界首创。可用于倒相电路中的变压器或扼流圈,满足了电磁器件小型化、异型化需求。
  韩国
    韩国在磁学研究方面的投入基金每年均有增加。目前,韩国与磁学有关的公司及产品见表20
    韩国现存公司的产业化需要与研究间的技术差距日益增大,如果韩国无法实现以自旋电子相关技术或其他为基础的新产业,则无法在短期内轻易解决这个问题。
  印度
    印度从2003年1月开始,实施  “萨姆尤科塔”电子战;ii浅」。“萨姆尤科塔”技术由印度国防研究与发展组织(DRDO)负责开发,硬件设备由印度国家电子有限公司生产,所使用的电子干扰器使用频率在1.5一500MHz之间,涵盖了从高频中频之间的所有敌方电子频率使用范围;计划中用的重要设施一拉简德拉相控阵雷达,由印度巴拉特电子有限公司生产。该技术的有效使用寿命将持续到2020年。印度陆军官员称,首批26辆电子战车辆已交付陆军并投入使用,这些电子战车辆装备有印度自行研制的综合监视系统。除“萨姆尤科塔”计划外,印度陆军还准备从海外引进一批电子战干扰系统,开展反情报行动。
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