İnfraqırmızı şüaları udan metal birləşmələrinin prinsipi nədir və ona təsir edən amillər hansılardır?
Metal birləşmələri, o cümlədən nadir torpaq birləşmələri infraqırmızı udmada mühüm rol oynayır. Nadir metal və nadir torpaq birləşmələrində lider kimi,UrbanMines Tech. Co., Ltd. infraqırmızı udma üçün dünya müştərilərinin təxminən 1/8 hissəsinə xidmət edir. Müştərilərimizin bu məsələ ilə bağlı texniki sorğularına cavab vermək üçün şirkətimizin tədqiqat və inkişaf mərkəzi cavab vermək üçün bu məqaləni tərtib etmişdir.
1.Metal birləşmələrinin infraqırmızı udulmasının prinsipi və xüsusiyyətləri
Metal birləşmələri tərəfindən infraqırmızı udma prinsipi əsasən onların molekulyar quruluşunun və kimyəvi bağlarının vibrasiyasına əsaslanır. İnfraqırmızı spektroskopiya molekuldaxili vibrasiya və fırlanma enerji səviyyələrinin keçidini ölçməklə molekulyar quruluşu öyrənir. Metal birləşmələrində kimyəvi bağların titrəməsi infraqırmızı udma, xüsusilə metal-üzvi birləşmələrdə metal-üzvi bağlar, bir çox qeyri-üzvi bağların vibrasiyası və infraqırmızı spektrin müxtəlif bölgələrində görünəcək kristal çərçivə vibrasiyasına səbəb olacaqdır.
İnfraqırmızı spektrlərdə müxtəlif metal birləşmələrinin performansı:
(1).MXene materialı: MXene zəngin komponentləri, metal keçiriciliyi, böyük xüsusi səth sahəsi və aktiv səthi olan iki ölçülü keçid metal-karbon/azot birləşməsidir. Yaxın infraqırmızı və orta/uzaq infraqırmızı zolaqlarda fərqli infraqırmızı udma dərəcələrinə malikdir və son illərdə infraqırmızı kamuflyaj, fototermal çevrilmə və digər sahələrdə geniş istifadə edilmişdir.
(2).Mis birləşmələri : Tərkibində fosfor olan mis birləşmələri infraqırmızı uducular arasında yaxşı performans göstərir, ultrabənövşəyi şüaların yaratdığı qaralma fenomeninin qarşısını effektiv şəkildə alır və əla görünən işıq keçiriciliyini və infraqırmızı udma xüsusiyyətlərini uzun müddət sabit saxlayır3.
Praktik tətbiq halları
(1).İnfraqırmızı kamuflyaj : MXene materialları mükəmməl infraqırmızı udma xüsusiyyətlərinə görə infraqırmızı kamuflyajda geniş istifadə olunur. Onlar hədəfin infraqırmızı xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə azalda və gizlədilməsini yaxşılaşdıra bilər2.
(2).Fototermal çevrilmə : MXene materialları orta/uzaq infraqırmızı zolaqlarda aşağı emissiya xüsusiyyətlərinə malikdir, bunlar fototermal çevirmə tətbiqləri üçün uyğundur və işıq enerjisini səmərəli şəkildə istilik enerjisinə çevirə bilir2.
(3).Pəncərə materialları: İnfraqırmızı uducuları olan qatran kompozisiyaları pəncərə materiallarında infraqırmızı şüaları effektiv şəkildə bloklamaq və enerji səmərəliliyini artırmaq üçün istifadə olunur 3.
Bu tətbiq halları infraqırmızı udmada metal birləşmələrinin müxtəlifliyini və praktikliyini, xüsusən müasir elm və sənayedə mühüm rolunu nümayiş etdirir.
2.Hansı metal birləşmələri infraqırmızı şüaları udur?
İnfraqırmızı şüaları uda bilən metal birləşmələri daxildirsürmə qalay oksidi (ATO), indium qalay oksidi (ITO), alüminium sink oksidi (AZO), volfram trioksidi (WO3), dəmir tetroksid (Fe3O4) və stronsium titanat (SrTiO3).
2.1 Metal birləşmələrinin infraqırmızı udma xüsusiyyətləri
Antimon qalay oksidi (ATO): 1500 nm-dən çox dalğa uzunluğuna malik yaxın infraqırmızı işığı qoruya bilər, lakin dalğa uzunluğu 1500 nm-dən az olan ultrabənövşəyi və infraqırmızı işığı qoruya bilməz.
Indium Tin oksidi (ITO): ATO kimi, o, yaxın infraqırmızı işığı qoruyan təsirə malikdir.
Sink alüminium oksidi (AZO): O, həmçinin yaxın infraqırmızı işığın qorunması funksiyasına malikdir.
Volfram trioksid (WO3): Yerüstü plazmon rezonans effektinə və kiçik qütb udma mexanizminə malikdir, dalğa uzunluğu 780-2500 nm olan infraqırmızı radiasiyadan qoruya bilir və qeyri-toksik və ucuzdur.
Fe3O4: Yaxşı infraqırmızı udma və termal reaksiya xüsusiyyətlərinə malikdir və tez-tez infraqırmızı sensorlar və detektorlarda istifadə olunur.
Stronsium titanate (SrTiO3): əla infraqırmızı udma və optik xüsusiyyətlərə malikdir, infraqırmızı sensorlar və detektorlar üçün uyğundur.
Erbium flüorid (ErF3): infraqırmızı şüaları uda bilən nadir torpaq birləşməsidir. Erbium flüoridinin çəhrayı rəngli kristalları, ərimə nöqtəsi 1350°C, qaynama nöqtəsi 2200°C və sıxlığı 7,814 q/sm³ təşkil edir. Əsasən optik örtüklərdə, lif dopinqində, lazer kristallarında, monokristal xammalında, lazer gücləndiricilərində, katalizator əlavələrində və digər sahələrdə istifadə olunur.
2.2 Metal birləşmələrinin infraqırmızı uducu materiallarda tətbiqi
Bu metal birləşmələri infraqırmızı udma materiallarında geniş istifadə olunur. Məsələn, ATO, ITO və AZO tez-tez şəffaf keçirici, antistatik, radiasiyadan qorunma örtüklərində və şəffaf elektrodlarda istifadə olunur; WO3, əla yaxın infraqırmızı qoruyucu performansı və toksik olmayan xüsusiyyətləri sayəsində müxtəlif istilik izolyasiyası, udma və əks etdirən infraqırmızı materiallarda geniş istifadə olunur. Bu metal birləşmələri unikal infraqırmızı udma xüsusiyyətlərinə görə infraqırmızı texnologiya sahəsində mühüm rol oynayır.
2.3 Hansı nadir torpaq birləşmələri infraqırmızı şüaları udur?
Nadir torpaq elementləri arasında lantan heksaboridi və nano ölçülü lantan borid infraqırmızı şüaları uda bilir.Lantan heksaboridi (LaB6)radar, aerokosmik, elektronika sənayesi, cihazqayırma, tibbi avadanlıq, məişət texnikası metallurgiyası, ətraf mühitin mühafizəsi və digər sahələrdə geniş istifadə olunan materialdır. Xüsusilə, lantan heksaborid monokristal yüksək güclü elektron borular, maqnetronlar, elektron şüaları, ion şüaları və sürətləndirici katodların hazırlanması üçün materialdır.
Bundan əlavə, nanoölçülü lantan borid infraqırmızı şüaları udmaq xüsusiyyətinə də malikdir. Günəş işığından infraqırmızı şüaların qarşısını almaq üçün polietilen plyonkaların səthinin örtülməsində istifadə olunur. İnfraqırmızı şüaları udarkən, nanoölçülü lantan borid çox görünən işığı udmur. Bu material isti iqlimlərdə infraqırmızı şüaların pəncərə şüşəsinə daxil olmasının qarşısını ala bilər və soyuq iqlimlərdə işıq və istilik enerjisindən daha səmərəli istifadə edə bilər.
Nadir torpaq elementləri hərbi, nüvə enerjisi, yüksək texnologiya və gündəlik istehlak məhsulları daxil olmaqla bir çox sahələrdə geniş istifadə olunur. Məsələn, silah və texnikada ərintilərin taktiki göstəricilərini yaxşılaşdırmaq üçün lantan, nüvə enerjisi sahəsində neytron uducuları kimi qadolinium və onun izotopları, ultrabənövşəyi və infraqırmızı şüaları udmaq üçün serium şüşə əlavəsi kimi istifadə olunur.
Serium, şüşə əlavəsi olaraq, ultrabənövşəyi və infraqırmızı şüaları udmaq qabiliyyətinə malikdir və hazırda avtomobil şüşələrində geniş istifadə olunur. O, nəinki ultrabənövşəyi şüalardan qoruyur, həm də avtomobilin daxilindəki temperaturu azaldır və beləliklə, kondisioner üçün elektrik enerjisinə qənaət edir. 1997-ci ildən etibarən Yapon avtomobil şüşəsinə serium oksidi əlavə edilir və 1996-cı ildə avtomobillərdə istifadə olunur.
3. İnfraqırmızı şüaların metal birləşmələri tərəfindən udulmasının xüsusiyyətləri və təsir edən amilləri
3.1 Metal birləşmələri tərəfindən infraqırmızı udulmanın xassələri və təsir edən amilləri əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
Absorbsiya dərəcəsi diapazonu: Metal birləşmələrinin infraqırmızı şüalara udma dərəcəsi metal növü, səth vəziyyəti, temperatur və infraqırmızı şüaların dalğa uzunluğu kimi amillərdən asılı olaraq dəyişir. Alüminium, mis və dəmir kimi adi metallar adətən otaq temperaturunda 10% ilə 50% arasında infraqırmızı şüaların udulma dərəcəsinə malikdir. Məsələn, təmiz alüminium səthinin otaq temperaturunda infraqırmızı şüalara udma dərəcəsi təxminən 12%, kobud mis səthinin udma dərəcəsi isə təxminən 40% -ə çata bilər.
3.2 Metal birləşmələri tərəfindən infraqırmızı udulmanın xüsusiyyətləri və təsir edən amillər:
Metalların növləri: Müxtəlif metallar fərqli atom quruluşlarına və elektron düzülüşə malikdirlər, bu da onların infraqırmızı şüalar üçün fərqli udma imkanlarına səbəb olur.
Səthin vəziyyəti: Metal səthin pürüzlülüyü, oksid təbəqəsi və ya örtülməsi udma sürətinə təsir edəcəkdir.
Temperatur: Temperatur dəyişiklikləri metalın içindəki elektron vəziyyəti dəyişəcək və bununla da onun infraqırmızı şüaların udulmasına təsir edəcək.
İnfraqırmızı dalğa uzunluğu: İnfraqırmızı şüaların müxtəlif dalğa uzunluqları metallar üçün fərqli udma qabiliyyətinə malikdir.
Xüsusi şəraitdə dəyişikliklər: Müəyyən spesifik şərtlərdə infraqırmızı şüaların metallar tərəfindən udulma dərəcəsi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Məsələn, bir metal səth xüsusi material təbəqəsi ilə örtüldükdə, onun infraqırmızı şüaları udmaq qabiliyyəti artırıla bilər. Bundan əlavə, yüksək temperaturlu mühitlərdə metalların elektron vəziyyətindəki dəyişikliklər də udma dərəcəsinin artmasına səbəb ola bilər.
Tətbiq sahələri: Metal birləşmələrin infraqırmızı udma xassələri infraqırmızı texnologiya, termal görüntüləmə və digər sahələrdə mühüm tətbiq dəyərinə malikdir. Məsələn, bir metal səthin örtüyünə və ya temperaturuna nəzarət etməklə onun infraqırmızı şüaların udulması tənzimlənə bilər ki, bu da temperaturun ölçülməsi, termal görüntüləmə və s.
Eksperimental Metodlar və Tədqiqat Məlumatı: Tədqiqatçılar eksperimental ölçmələr və peşəkar tədqiqatlar vasitəsilə infraqırmızı şüaların metallar tərəfindən udulma dərəcəsini təyin etdilər. Bu məlumatlar metal birləşmələrin optik xassələrini başa düşmək və əlaqəli tətbiqləri inkişaf etdirmək üçün vacibdir.
Xülasə, metal birləşmələrin infraqırmızı udma xassələri bir çox amillərdən təsirlənir və müxtəlif şəraitdə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Bu xüsusiyyətlər bir çox sahələrdə geniş istifadə olunur.