聊聊軍事科技 必用的稀有金屬

王寶琪

小軍事迷郝軍奇見到邵上尉，就會提出一些有關軍事上的新奇問題，向這位軍事專家請教，這不，今天他又問上了：“邵叔叔，聽說一些高科技軍事領域必須用到許多稀有金屬。是這樣的嗎？”邵上尉回答說：“那是自然的嘍！稀有金屬是‘工業(yè)的維生素’嘛！應用很廣泛，在原子能，飛機、艦船制造，以及電子設備等都要用到它們，不少還起到關鍵作用。”軍奇說：“您能說得更明白些嗎？”邵上尉說：“好，那我就挑幾種稀有金屬說一說吧！”

我國重要的戰(zhàn)略物資——稀土

邵上尉說：“你知道，為什么‘愛國者’導彈能輕易地擊落‘飛毛腿’？為什么J20、F22可以超音速巡航？為什么在相同時間內，美制M1坦克能比蘇制T72先開火呢？都是源于稀土的特殊功能。稀土具有優(yōu)良的光電磁等物理特性，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，能大幅度提高用于制造導彈、飛機、坦克的鋼材與其他合金的性能。如稀土中的釔的中子俘獲截面小，比重輕，可作核反應堆的結構材料。稀土在冶金、石油化工、玻璃陶瓷、電氣、原子能工業(yè)以及農業(yè)、醫(yī)藥、輕紡、環(huán)保等領域都有廣泛運用。”

軍奇不解地問：“稀土的作用真大。可我沒聽說過稀土是稀有金屬呀！”

“稀土雖然叫‘土’，其實也是金屬。稀土是不是‘稀’？我也不知道。我只知道稀土元素在地殼中的平均豐度值低，常與其他金屬共生，分離困難。還知道我國是世界上擁有稀土礦最多的，占世界總儲量的70%，而且是掌握了提煉技術的國家，其他國家是無法與中國相提并論的。”軍奇興奮地說：“中國科技人員真了不起！稀土是我們國家的一件寶貝，可要保護好這些珍貴的資源哦！”

軍用無人車輛與機器人的好幫手——鋰

軍奇看到門前的電動車，就問：“現(xiàn)在電動車的電池用的是鋰電池。鋰也是稀有金屬吧？它在高能物理與武器裝備上有應用嗎？”

邵上尉笑道：“你是看到哪問到哪。你知道嗎？手機與筆記本電腦使用時都要用到鋰電池，既然民用上都用了鋰電池，軍用無人地面車輛、機器人、混合電動戰(zhàn)車等豈能不用？就是氫彈或原子彈里的原子雷管，也必須包厚厚的一層鋰呢！就拿油電混合驅動的地面戰(zhàn)車來說吧，采用鋰離子電池作為動力源不僅可以降低油耗，減少后勤負擔，還可以提高戰(zhàn)術車輛的機動力和生存能力。目前，多國軍隊都加大了混合電驅動戰(zhàn)車、無人地面車輛、地面機器人的鋰離子電池模塊的研發(fā)力度。不過，對大型地面裝備來說，鋰離子電池功率偏弱是制約其進一步應用的主要因素。因此，未來還需要繼續(xù)研發(fā)高比功率、低成本的鋰離子電池，滿足地面裝備的任務需求。”

軍奇說：“邵叔叔說得極是。不過我還不清楚什么是鋰電池呢！”“哦，鋰離子電池是一種二次電池，也就是充電電池。它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。不過要指出的是民用使用的都是鋰離子電池，而真正的鋰電池由于危險性大，很少應用于日常電子產品。最后我還要告訴你，鋰是金屬中最輕的一種金屬，碰不得空氣，空氣中它的表面會失去光澤，碰不得水，一遇水，能與水化合，放出氫氣。但它的作用卻不容小覷。”

戰(zhàn)略金屬中的“硬漢”——鎢

軍奇笑著說：“邵叔叔，您說我看到哪問到哪，現(xiàn)在我看到你家的電燈泡了，您知道我要問什么了嗎？如果您不知道它用的是什么稀有金屬，我可以提示一下，多少年來，我國的儲量一直位于世界第一。”

邵上尉也跟著笑了：“沒想到軍奇竟然考起我來了。它是金屬鎢，燈泡里的發(fā)光的燈絲就是鎢做的。為什么要用鎢做電燈絲呢？因為鎢是金屬中的‘硬漢’，也是最難熔解的金屬，熔點高達攝氏3000度，在室溫下非常穩(wěn)定。”

軍奇說：“我是想知道鎢在軍事上的應用。”

“別急嘛！我會講的。鎢主要用于硬質合金、特種鋼的生產，廣泛用于國防工業(yè)、航空航天、信息產業(yè)等等方面。比如最平常的武器，如槍、炮的發(fā)射管就用到鎢的合金。還有穿甲彈的彈丸，連坦克都能打得穿，很多是用碳化鎢等材料制成的。鎢合金的機械性能與貧鈾相差無幾，而且貧鈾的缺點反而是它的優(yōu)點。沒有放射性，鎢的化學性能也非常穩(wěn)定，在攝氏千度高溫下不會氧化，硬度也不會明顯下降。鎢的硬度極高，在金屬加工領域，使用的刀具材料高速鋼，就是含鎢的合金。如果一個國家沒有鎢的話，金屬加工能力就會出現(xiàn)問題，甚至導致機械行業(yè)的癱瘓，所以鎢被稱之為‘戰(zhàn)略金屬’，可見鎢金屬是多么重要了吧！”

軍奇說：“過去，我國一直以鎢的豐富儲量為傲，可是經過百年開采，鎢礦中的黑礦日益減少，形勢不樂觀，這是我最擔心的。希望能保護好這些珍貴的有限資源。”

用于航空航天的“太空金屬”——鈦

軍奇說：“邵叔叔，你知道嗎？昨天我媽媽買了一只新鍋，說是鈦鍋，有重量輕、強度高、有良好的抗腐蝕能力，不會和食材醬料發(fā)生反應，食材原汁原味。這么好的材料，軍事上一定有應用。我就想聽你這方面的介紹。”

邵上尉說：“你真是想到哪問到哪，你對什么都好奇。鈦的優(yōu)點不止你說的這些呢，鈦還耐高溫、耐低溫、抗強酸、抗強堿，而且密度高，非常堅硬，燃點很高，要攝氏1725度才能熔化，所以有‘太空金屬’的美譽，比如亞音速飛機的外殼，是用鋁鎂合金制造的，但如果是超音速飛機、火箭、宇宙飛船，鋁鎂外殼就吃不消了，就一定要改為鈦合金的外殼了，這就決定了鈦在航空航天、武器裝備、能源、化工、冶金、建筑和交通，甚至醫(yī)藥等領域應用前景廣闊。”

軍奇疑惑地問：“鈦還能用在醫(yī)藥上？可以制藥嗎？”

“不不，是做人造骨骼。鈦與人體骨骼接近，對人體組織具有良好的生物相容性，質輕，彈性模量低，無磁性，無毒性，抗腐蝕性，強度高，韌性好，無副作用。外科植入物中的鈦合金用量正以每年5%-7%的速度增長。采用鈦及鈦合金制造的股骨頭、髖關節(jié)、肱骨、顱骨、膝關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)、掌指關節(jié)、頜骨以及心辨膜、腎辨膜、血管擴張器、夾板、假體、緊固螺釘?shù)壬习俜N金屬件移植到人體中，取得了良好的效果，被醫(yī)學界給予了很高的評價。”

軍奇說：“怪不得我媽媽買了口鈦鍋回來，像是撿了個寶貝似的，原來鈦金屬有這么多的優(yōu)點啊！”

與紅外掛鉤的現(xiàn)代“照妖鏡”——鍺

軍奇意猶未盡，一時想不起問什么好了，就盯著邵上尉臉上看。邵上尉笑著說：“是不是對我的眼鏡感興趣呀？我這不是美軍士兵戴的夜視護目鏡呵！”

軍奇興奮起來，就問：“對了，邵叔叔，這夜視鏡為什么能夜視，是什么材料制成的呀？”

“怎么樣？我這一提示，你的新問題就出來了吧？有一種稀有金屬叫鍺，在遠紅外光學儀器方面有重要用途。在軍事上，鍺除了制造單兵使用的夜視護目鏡，還用于便攜式紅外成像系統(tǒng)，坦克、艦船、飛機等武器平臺所用的紅外熱像儀與熱瞄準器。此外，導彈上裝配的紅外成像導引頭、紅外跟蹤系統(tǒng)及偵察監(jiān)視系統(tǒng)等也離不開鍺。為啥鍺產品都與‘紅外’掛上鉤呢？因為單質鍺的折射系數(shù)很高，只對紅外光透明，而對可見光和紫外光不透明，所以紅外夜視儀等軍用觀察儀采用純鍺制作透鏡。鍺還是重要的半導體材料，在航空航天測控、半導體、核物理探測、光纖通訊、紅外光學、太陽能電池、化學催化劑、生物醫(yī)學等領域都有著廣泛而重要的應用，鍺還在醫(yī)藥、冶金、熒光粉等領域有著廣泛而重要的應用。”

“那么我國鍺的儲量怎么樣呢？”邵上尉說：“哦，鍺儲量很不樂觀，全球的鍺資源量比較貧乏，已探明的鍺保有儲量僅為8600噸，而且鍺資源分布非常集中。”

軍奇緊張起來，連忙問：“那么我們國家有金屬鍺的儲量嗎？”“別擔心，幸虧我國有。世界鍺資源主要分布在中國、美國與俄羅斯，美國保有儲量3870噸，占全球含量的45%，其次是中國，占全球41%……”軍奇松了一口氣，說：“還好，比美國少不了多少。”邵上尉拍了拍軍奇的肩膀說：“軍奇有一顆濃濃的愛國心。每個青少年都應該這樣！”