Які прынцып паглынання інфрачырвоных прамянёў злучэннямі металаў і якія фактары на гэта ўплываюць?
Злучэнні металаў, у тым ліку рэдказямельныя злучэнні, гуляюць вырашальную ролю ў інфрачырвоным паглынанні. Як лідэр у галіне рэдкіх металаў і рэдказямельных злучэнняў,UrbanMines Tech. ТАА. абслугоўвае амаль 1/8 кліентаў у свеце для інфрачырвонага паглынання. Каб адказаць на тэхнічныя запыты нашых кліентаў па гэтым пытанні, цэнтр даследаванняў і распрацовак нашай кампаніі сабраў гэты артыкул, каб даць адказы
1.Прынцып і асаблівасці паглынання інфрачырвонага выпраменьвання злучэннямі металаў
Прынцып інфрачырвонага паглынання злучэннямі металаў у асноўным заснаваны на вібрацыі іх малекулярнай структуры і хімічных сувязях. Інфрачырвоная спектраскапія вывучае малекулярную структуру шляхам вымярэння пераходу ўнутрымалекулярных ваганняў і вярчальных узроўняў энергіі. Вібрацыя хімічных сувязей у злучэннях металаў прывядзе да інфрачырвонага паглынання, асабліва метала-арганічных сувязей у метала-арганічных злучэннях, вібрацыі многіх неарганічных сувязяў і вібрацыі крышталічнага каркаса, якія будуць з'яўляцца ў розных галінах інфрачырвонага спектру.
Прадукцыйнасць розных металічных злучэнняў у інфрачырвоным спектры:
(1). Матэрыял MXene: MXene - гэта двухмернае злучэнне пераходнага металу-вугляроду/азоту з багатым кампанентам, металічнай праводнасцю, вялікай удзельнай плошчай паверхні і актыўнай паверхняй. Ён мае розныя паказчыкі інфрачырвонага паглынання ў блізкім інфрачырвоным і сярэднім/далёкім інфрачырвоным дыяпазонах і ў апошнія гады шырока выкарыстоўваецца ў інфрачырвоным камуфляжы, фотатэрмічным пераўтварэнні і ў іншых галінах.
(2).Злучэнні медзі : Злучэнні медзі, якія змяшчаюць фосфар, добра працуюць сярод паглынальнікаў інфрачырвонага выпраменьвання, эфектыўна прадухіляючы з'яву пачарнення, выкліканую ультрафіялетавымі прамянямі, і падтрымліваючы выдатную прапускальнасць бачнага святла і ўласцівасці паглынання інфрачырвонага выпраменьвання стабільна на працягу доўгага часу3.
Кейсы практычнага прымянення
(1).Інфрачырвоны камуфляж: Матэрыялы MXene шырока выкарыстоўваюцца ў інфрачырвоным камуфляжы дзякуючы сваім выдатным уласцівасцям паглынання інфрачырвонага выпраменьвання. Яны могуць эфектыўна зніжаць інфрачырвоныя характарыстыкі мэты і паляпшаць маскіроўку2.
(2).Фотатэрмічнае пераўтварэнне : Матэрыялы MXene маюць нізкія характарыстыкі выпраменьвання ў сярэднім/далёкім інфрачырвоным дыяпазоне, якія падыходзяць для прымянення фотатэрмічнага пераўтварэння і могуць эфектыўна пераўтвараць светлавую энергію ў цеплавую2.
(3).Аконныя матэрыялы: смалы, якія змяшчаюць інфрачырвоныя паглынальнікі, выкарыстоўваюцца ў аконных матэрыялах для эфектыўнага блакавання інфрачырвоных прамянёў і павышэння энергаэфектыўнасці 3.
Гэтыя выпадкі прымянення дэманструюць разнастайнасць і практычнасць злучэнняў металаў у інфрачырвоным паглынанні, асабліва іх важную ролю ў сучаснай навуцы і прамысловасці.
2.Злучэнні якіх металаў могуць паглынаць інфрачырвоныя прамяні?
Злучэнні металаў, якія могуць паглынаць інфрачырвоныя прамяні, ўключаюцьаксід сурмы-волава (ATO), аксід індыя-волава (ITO), аксід алюмінію і цынку (AZO), трыаксід вальфраму (WO3), чатырохвокіс жалеза (Fe3O4) і тытанат стронцыю (SrTiO3).
2.1 Характарыстыкі інфрачырвонага паглынання металічных злучэнняў
Аксід сурмы-волава (ATO): ён можа абараняць блізкае інфрачырвонае святло з даўжынёй хвалі больш за 1500 нм, але не можа абараняць ультрафіялетавае святло і інфрачырвонае святло з даўжынёй хвалі менш за 1500 нм.
Аксід волава індыя (ITO): Падобна ATO, ён мае эфект экранавання блізкага інфрачырвонага святла.
Аксід алюмінію цынку (AZO): ён таксама мае функцыю экранавання блізкага інфрачырвонага святла.
Трывокіс вальфраму (WO3): ён мае лакалізаваны эфект павярхоўнага плазмоннага рэзанансу і невялікі механізм паглынання палярона, можа экранаваць інфрачырвонае выпраменьванне з даўжынёй хвалі 780-2500 нм, не таксічны і недарагі.
Fe3O4: ён мае добрае паглынанне інфрачырвонага выпраменьвання і цеплавую рэакцыю і часта выкарыстоўваецца ў інфрачырвоных датчыках і дэтэктарах.
Тытанат стронцыю (SrTiO3): мае выдатнае паглынанне інфрачырвонага выпраменьвання і аптычныя ўласцівасці, прыдатны для інфрачырвоных датчыкаў і дэтэктараў.
Фтарыд эрбію (ErF3): гэта рэдказямельнае злучэнне, якое можа паглынаць інфрачырвоныя прамяні. Фтарыд эрбію мае крышталі ружовага колеру, тэмпературу плаўлення 1350°C, тэмпературу кіпення 2200°C і шчыльнасць 7,814 г/см³. Ён у асноўным выкарыстоўваецца ў аптычных пакрыццях, легіраванні валокнаў, лазерных крышталях, монакрышталічным сыравінным матэрыяле, лазерных узмацняльніках, каталітычных дадатках і іншых галінах.
2.2 Прымяненне злучэнняў металаў у матэрыялах, якія паглынаюць інфрачырвонае выпраменьванне
Гэтыя злучэнні металаў шырока выкарыстоўваюцца ў матэрыялах, якія паглынаюць інфрачырвонае выпраменьванне. Напрыклад, ATO, ITO і AZO часта выкарыстоўваюцца ў празрыстых токаправодных, антыстатычных пакрыццях і празрыстых электродах; WO3 шырока выкарыстоўваецца ў розных матэрыялах для цеплаізаляцыі, паглынання і адлюстравання інфрачырвонага выпраменьвання дзякуючы сваім выдатным характарыстыкам экранавання ў блізкім інфрачырвоным дыяпазоне і нетоксичным уласцівасцям. Гэтыя злучэнні металаў гуляюць важную ролю ў галіне інфрачырвоных тэхналогій дзякуючы сваім унікальным характарыстыкам паглынання інфрачырвонага выпраменьвання.
2.3 Якія рэдказямельныя злучэнні могуць паглынаць інфрачырвоныя прамяні?
Сярод рэдказямельных элементаў гексаборыд лантана і барыд лантана нанапамеру могуць паглынаць інфрачырвоныя прамяні.гексаборид лантана (LaB6)гэта матэрыял, які шырока выкарыстоўваецца ў радыёлакацыйнай, аэракасмічнай, электроннай прамысловасці, прыборах, медыцынскім абсталяванні, металургіі бытавой тэхнікі, ахове навакольнага асяроддзя і іншых галінах. У прыватнасці, монакрышталь гексаборида лантана з'яўляецца матэрыялам для вырабу магутных электронных трубак, магнетронаў, электронных пучкоў, іонных пучкоў і катодаў паскаральнікаў.
Акрамя таго, нанамаштабны борид лантана таксама валодае ўласцівасцю паглынання інфрачырвоных прамянёў. Ён выкарыстоўваецца ў пакрыцці на паверхні лістоў поліэтыленавай плёнкі для блакіроўкі інфрачырвоных прамянёў ад сонечнага святла. Паглынаючы інфрачырвоныя прамяні, нанамаштабны барыд лантана не паглынае занадта шмат бачнага святла. Гэты матэрыял можа прадухіліць трапленне інфрачырвоных прамянёў у аконнае шкло ў гарачым клімаце і можа больш эфектыўна выкарыстоўваць светлавую і цеплавую энергію ў халодным клімаце.
Рэдказямельныя элементы шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах, у тым ліку ў ваеннай сферы, ядзернай энергетыцы, высокіх тэхналогіях і штодзённых спажывецкіх таварах. Напрыклад, лантан выкарыстоўваецца для паляпшэння тактычных характарыстык сплаваў у зброі і рыштунку, гадаліній і яго ізатопы выкарыстоўваюцца ў якасці паглынальнікаў нейтронаў у галіне ядзернай энергетыкі, а цэрый выкарыстоўваецца ў якасці дадатку да шкла для паглынання ультрафіялетавых і інфрачырвоных прамянёў.
Цэрый, як дабаўка да шкла, можа паглынаць ультрафіялетавыя і інфрачырвоныя прамяні і цяпер шырока выкарыстоўваецца ў аўтамабільным шкле. Ён не толькі абараняе ад ультрафіялетавых прамянёў, але і зніжае тэмпературу ўнутры аўтамабіля, эканомячы электраэнергію для кандыцыянавання. З 1997 года ў японскае аўтамабільнае шкло быў дададзены аксід цэрыя, і ён быў выкарыстаны ў аўтамабілях у 1996 годзе.
3.Уласцівасці і фактары ўплыву на паглынанне інфрачырвонага выпраменьвання злучэннямі металаў
3.1 Уласцівасці і фактары, якія ўплываюць на інфрачырвонае паглынанне злучэннямі металаў, у асноўным уключаюць наступныя аспекты:
Дыяпазон хуткасці паглынання: хуткасць паглынання металічных злучэнняў інфрачырвонымі прамянямі вар'іруецца ў залежнасці ад такіх фактараў, як тып металу, стан паверхні, тэмпература і даўжыня хвалі інфрачырвоных прамянёў. Звычайныя металы, такія як алюміній, медзь і жалеза, звычайна маюць каэфіцыент паглынання інфрачырвоных прамянёў ад 10% да 50% пры пакаёвай тэмпературы. Напрыклад, каэфіцыент паглынання інфрачырвоных прамянёў чыстай алюмініевай паверхняй пры пакаёвай тэмпературы складае каля 12%, у той час як каэфіцыент паглынання шурпатай паверхні медзі можа дасягаць каля 40%.
3.2 Уласцівасці і фактары, якія ўплываюць на інфрачырвонае паглынанне злучэннямі металаў:
Тыпы металаў: розныя металы маюць розную атамную структуру і размяшчэнне электронаў, што прыводзіць да рознай здольнасці паглынання інфрачырвоных прамянёў.
Стан паверхні: шурпатасць, аксідны пласт або пакрыццё металічнай паверхні будуць уплываць на хуткасць паглынання.
Тэмпература: змены тэмпературы зменяць электронны стан унутры металу, тым самым уплываючы на паглынанне ім інфрачырвоных прамянёў.
Інфрачырвоная даўжыня хвалі: розныя даўжыні хваль інфрачырвоных прамянёў маюць розную здольнасць паглынання металаў.
Змены пры пэўных умовах: Пры пэўных умовах хуткасць паглынання інфрачырвоных прамянёў металамі можа істотна змяніцца. Напрыклад, калі металічная паверхня пакрыта пластом спецыяльнага матэрыялу, яе здольнасць паглынаць інфрачырвоныя прамяні можа быць павялічана. Акрамя таго, змены ў электронным стане металаў у асяроддзі з высокай тэмпературай таксама могуць прывесці да павелічэння хуткасці паглынання.
Вобласці прымянення: уласцівасці паглынання інфрачырвонага выпраменьвання металічных злучэнняў маюць важнае прымяненне ў інфрачырвоных тэхналогіях, цеплавізарах і іншых галінах. Напрыклад, кантралюючы пакрыццё або тэмпературу металічнай паверхні, можна рэгуляваць паглынанне інфрачырвоных прамянёў, што дазваляе прымяненне ў вымярэнні тэмпературы, цеплавізіі і г.д.
Эксперыментальныя метады і даследчая інфармацыя: Даследчыкі вызначылі хуткасць паглынання інфрачырвоных прамянёў металамі з дапамогай эксперыментальных вымярэнняў і прафесійных даследаванняў. Гэтыя даныя важныя для разумення аптычных уласцівасцей злучэнняў металаў і распрацоўкі адпаведных прымянення.
Такім чынам, на ўласцівасці паглынання інфрачырвонага выпраменьвання металічных злучэнняў уплывае шмат фактараў і можа істотна змяняцца ў розных умовах. Гэтыя ўласцівасці шырока выкарыстоўваюцца ў многіх галінах.