مركبات معدنية تمتص أشعة الأشعة تحت الحمراء

ما هو مبدأ المركبات المعدنية التي تمتص أشعة الأشعة تحت الحمراء وما هي عواملها المؤثرة؟

تلعب المركبات المعدنية ، بما في ذلك المركبات الأرضية النادرة ، دورًا مهمًا في امتصاص الأشعة تحت الحمراء. كقائد في مركبات أرضية نادرة ونادرة ،Urbanmines Tech. شركة ، المحدودة. يخدم ما يقرب من 1/8 من عملاء العالم لامتصاص الأشعة تحت الحمراء. لمعالجة الاستفسارات الفنية لعملائنا في هذا الأمر ، قام مركز الأبحاث والتطوير لشركتنا بتجميع هذه المقالة لتقديم الإجابات
1. مبدأ وخصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة المركبات المعدنية

يعتمد مبدأ امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة المركبات المعدنية بشكل أساسي على اهتزاز بنيةها الجزيئية والروابط الكيميائية. دراسات الطيفية بالأشعة تحت الحمراء الدراسات الجزيئية عن طريق قياس انتقال الاهتزاز داخل الجزيئات ومستويات الطاقة الدورانية. سيؤدي اهتزاز الروابط الكيميائية في المركبات المعدنية إلى امتصاص الأشعة تحت الحمراء ، وخاصة الروابط المعدنية العضوية في المركبات العضوية المعدنية ، واهتزاز العديد من الروابط غير العضوية ، واهتزاز الإطار البلوري ، والذي سيظهر في مناطق مختلفة من طيف الأشعة تحت الحمراء.

أداء مركبات معدنية مختلفة في أطياف الأشعة تحت الحمراء:
(1). مادة mxene: mxene هو مركب ثنائي الأبعاد للمعادن/النيتروجين مع مكونات غنية ، والتوصيل المعدني ، ومساحة سطح محددة كبيرة ، وسطح نشط. لديها معدلات امتصاص بالأشعة تحت الحمراء المختلفة في نطاقات الأشعة تحت الحمراء القريبة من الأشعة تحت الحمراء/الأشعة تحت الحمراء ، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في التمويه بالأشعة تحت الحمراء ، والتحويل الضوئي الحراري ، وغيرها من الحقول في السنوات الأخيرة.
(2). compounds ‌: تعمل مركبات النحاس المحتوية على الفوسفور بشكل جيد بين امتصاص الأشعة تحت الحمراء ، مما يمنع بشكل فعال ظاهرة السوداء الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية والحفاظ على ترسل الضوء المرئي الممتاز وخصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء لمدة وقت طويل.

حالات التطبيق العملية
(1.) يمكنهم تقليل خصائص الأشعة تحت الحمراء للهدف بشكل فعال وتحسين الإخفاء 2.
(2).
(3). مواد الرياح: يتم استخدام مؤلفات الراتنج التي تحتوي على امتصاصات الأشعة تحت الحمراء في مواد النوافذ لمنع أشعة الأشعة تحت الحمراء بشكل فعال وتحسين كفاءة الطاقة 3.
تُظهر حالات التطبيق هذه تنوع وتطبيق مركبات المعادن في امتصاص الأشعة تحت الحمراء ، وخاصة دورها المهم في العلوم والصناعة الحديثة.

2. ما هي المركبات المعدنية التي يمكن أن تمتص أشعة الأشعة تحت الحمراء؟

تتضمن المركبات المعدنية التي يمكن أن تمتص أشعة الأشعة تحت الحمراءأكسيد القصدير الأنتيمون (ATO), أكسيد القصدير الإنديوم (ITO)، أكسيد الزنك الألمنيوم (AZO) ، ثالث تونغستن (WO3) ، رباعي أكسيد الحديد (FE3O4) و titanate السترونتيوم (SRTIO3).

2.1 خصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء للمركبات المعدنية
‌antimony أكسيد القصدير (ATO): يمكن أن يحمي الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء بطول موجة أكبر من 1500 نانومتر ، ولكن لا يمكن حماية الضوء فوق البنفسجي والضوء الأشعة تحت الحمراء مع طول موجي أقل من 1500 نانومتر.
أكسيد القصدير (ITO): على غرار ATO ، فإنه له تأثير من أشعة الأشعة تحت الحمراء.
أكسيد الألومنيوم الزنك (AZO): يحتوي أيضًا على وظيفة التدريع من الضوء القريب من الأشعة تحت الحمراء.
Tungsten Trioxide (WO3): له تأثير رنين البلازما السطحي الموضعي وآلية امتصاص القطبية الصغيرة ، يمكن أن يحمي الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء بطول موجة يتراوح بين 780-2500 نانومتر ، وغير سامة وغير مكلفة.
‌fe3o4‌: يحتوي على امتصاص جيد للأشعة تحت الحمراء وخصائص الاستجابة الحرارية وغالبًا ما يتم استخدامها في أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء والكشف.
titantium titanate (SRTIO3): لديه امتصاص بالأشعة تحت الحمراء والخصائص البصرية الممتازة ، مناسبة لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء والكشف.
الفلورايد erbium (ERF3): هو مركب أرضي نادر يمكن أن يمتص أشعة الأشعة تحت الحمراء. يحتوي الفلوريد الإربيوم على بلورات بلون وردي ، ونقطة ذوبان تبلغ 1350 درجة مئوية ، ونقطة غليان تبلغ 2200 درجة مئوية ، وكثافة 7.814 جم/سم مكعب. يتم استخدامه بشكل أساسي في الطلاء البصري ، وتذوق الألياف ، وبلورات الليزر ، والمواد الخام أحادية البلورة ، ومكبرات الصوت بالليزر ، ومضافات المحفز ، وغيرها من الحقول.

2.2 تطبيق المركبات المعدنية في مواد امتصاص الأشعة تحت الحمراء
تستخدم هذه المركبات المعدنية على نطاق واسع في مواد امتصاص الأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال ، غالبًا ما يتم استخدام ATO و ITO و Azo في الطلاءات الشفافة الموصلة ، والحماية من الإشعاع ، والأقطاب الشفافة ؛ يستخدم WO3 على نطاق واسع في العديد من عزل الحرارة والامتصاص والمواد الأشعة تحت الحمراء للانعكاس بسبب أداء التدريع شبه الأشعة تحت الحمراء والخصائص غير السامة. تلعب هذه المركبات المعدنية دورًا مهمًا في مجال تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء بسبب خصائص امتصاصها الفريدة للأشعة تحت الحمراء.

2.3 ما هي المركبات الأرضية النادرة التي يمكن أن تمتص أشعة الأشعة تحت الحمراء؟

من بين العناصر الأرضية النادرة ، يمكن أن يمتص الهكسابورايد اللانثانوم واللانثانوم الحجم النانو أشعة الأشعة تحت الحمراء.Lanthanum hexaboride (LAB6)هي مادة تستخدم على نطاق واسع في الرادار ، والفضاء ، وصناعة الإلكترونيات ، والأجهزة ، والمعدات الطبية ، والمعادن للأجهزة المنزلية ، وحماية البيئة ، وغيرها من المجالات. على وجه الخصوص ، تعتبر بلورة Lanthanum hexaboride واحدة مادة لصنع أنابيب إلكترونية عالية الطاقة ، والمغناطيسية ، وعوارض الإلكترون ، وعوارض أيون ، وكاثودات التسريع.
بالإضافة إلى ذلك ، لدى Lanthanum Boride النانو أيضًا خاصية امتصاص الأشعة تحت الحمراء. يتم استخدامه في الطلاء على سطح أوراق أفلام البولي إيثيلين لمنع أشعة الأشعة تحت الحمراء من أشعة الشمس. أثناء امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء ، لا يمتص البورايد على نطاق النانو البورايد الكثير من الضوء المرئي. يمكن أن تمنع هذه المادة أشعة الأشعة تحت الحمراء من دخول زجاج النوافذ في المناخات الساخنة ، ويمكن أن تستخدم بشكل أكثر فعالية الطاقة الخفيفة والحرارة في المناخات الباردة.
تستخدم العناصر الأرضية النادرة على نطاق واسع في العديد من المجالات ، بما في ذلك الطاقة العسكرية والطاقة النووية والتكنولوجيا العالية والمنتجات الاستهلاكية اليومية. على سبيل المثال ، يتم استخدام اللانثانوم لتحسين الأداء التكتيكي للسبائك في الأسلحة والمعدات ، ويستخدم الجادولينيوم ونظائره كامتصاص النيوترونات في مجال الطاقة النووية ، ويستخدم السيريوم كمضاف زجاجي لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
يمكن للسيريوم ، كمضاف زجاجي ، امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، ويستخدم الآن على نطاق واسع في زجاج السيارات. لا يحمي فقط من الأشعة فوق البنفسجية ولكنه يقلل أيضًا من درجة الحرارة داخل السيارة ، وبالتالي توفير الكهرباء لتكييف الهواء. منذ عام 1997 ، تمت إضافة زجاج السيارات الياباني مع أكسيد السيريوم ، وتم استخدامه في السيارات في عام 1996.

3. العوامل المؤثرة في امتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة المركبات المعدنية

3.1 تتضمن الخصائص والعوامل المؤثرة لامتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة المركبات المعدنية بشكل أساسي الجوانب التالية:

نطاق معدل الامتصاص: يختلف معدل امتصاص المركبات المعدنية إلى أشعة الأشعة تحت الحمراء اعتمادًا على عوامل مثل نوع المعدن ، وحالة السطح ، ودرجة الحرارة ، والطول الموجي للأشعة بالأشعة تحت الحمراء. عادة ما يكون للمعادن الشائعة مثل الألومنيوم والنحاس والحديد معدل امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء بين 10 ٪ و 50 ٪ في درجة حرارة الغرفة. على سبيل المثال ، يكون معدل امتصاص سطح الألمنيوم النقي إلى أشعة الأشعة تحت الحمراء في درجة حرارة الغرفة حوالي 12 ٪ ، في حين أن معدل امتصاص سطح النحاس الخشن قد يصل إلى حوالي 40 ٪.

3.2Properties والعوامل المؤثرة لامتصاص الأشعة تحت الحمراء بواسطة مركبات معدنية ‌:

‌sepes من المعادن: المعادن المختلفة لها هياكل ذرية مختلفة وترتيبات الإلكترون ، مما يؤدي إلى قدرات الامتصاص المختلفة لأشعة الأشعة تحت الحمراء.
حالة السطح ‌: ستؤثر خشونة أو طبقة الأكسيد أو طلاء سطح المعدن على معدل الامتصاص.
‌ درجة الحرارة ‌: ستغير تغييرات درجة الحرارة الحالة الإلكترونية داخل المعدن ، مما يؤثر على امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء.
الطول الموجي في الأشعة تحت الحمراء: الأطوال الموجية المختلفة للأشعة بالأشعة تحت الحمراء لها قدرات امتصاص مختلفة للمعادن.
‌ النشطاء في ظل ظروف محددة ‌: في ظل ظروف معينة محددة ، قد يتغير معدل امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء بالمعادن بشكل كبير. على سبيل المثال ، عندما يتم طلاء سطح معدني بطبقة من المواد الخاصة ، يمكن تعزيز قدرته على امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء. بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤدي التغييرات في الحالة الإلكترونية للمعادن في بيئات درجات الحرارة العالية أيضًا إلى زيادة في معدل الامتصاص.
fieldsiplication ‌: خصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء للمركبات المعدنية لها قيمة تطبيق مهمة في تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء ، والتصوير الحراري ، وغيرها من الحقول. على سبيل المثال ، من خلال التحكم في طلاء أو درجة حرارة سطح معدني ، يمكن ضبط امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء ، مما يسمح للتطبيقات في قياس درجة الحرارة ، والتصوير الحراري ، إلخ.
‌ الأساليب التجريبية وخلفية البحث ‌: حدد الباحثون معدل امتصاص أشعة الأشعة تحت الحمراء بالمعادن من خلال القياسات التجريبية والدراسات المهنية. هذه البيانات مهمة لفهم الخصائص البصرية للمركبات المعدنية وتطوير التطبيقات ذات الصلة ‌.
باختصار ، تتأثر خصائص امتصاص الأشعة تحت الحمراء للمركبات المعدنية بالعديد من العوامل وقد تتغير بشكل كبير في ظل ظروف مختلفة. هذه الخصائص تستخدم على نطاق واسع في العديد من الحقول.