ترکیبات فلزی که پرتوهای مادون قرمز را جذب می کنند

اصل ترکیبات فلزی که پرتوهای مادون قرمز را جذب می کند چیست و عوامل تأثیرگذار آن چیست؟

ترکیبات فلزی ، از جمله ترکیبات خاکی نادر ، نقش مهمی در جذب مادون قرمز دارند. به عنوان یک رهبر در ترکیبات نادر فلز و نادر زمین ،فناوری Urbanmines. شرکت ، با مسئولیت محدودبشر تقریباً 1/8 از مشتریان جهان برای جذب مادون قرمز خدمت می کند. برای پرداختن به سوالات فنی مشتریان در مورد این موضوع ، مرکز تحقیق و توسعه شرکت ما این مقاله را برای ارائه پاسخ ها گردآوری کرده است
1. اصل و ویژگی های جذب مادون قرمز توسط ترکیبات فلزی

اصل جذب مادون قرمز توسط ترکیبات فلزی عمدتاً مبتنی بر لرزش ساختار مولکولی و پیوندهای شیمیایی آنها است. مطالعات طیف سنجی مادون قرمز ساختار مولکولی را با اندازه گیری انتقال لرزش درون مولکولی و سطح انرژی چرخشی. لرزش پیوندهای شیمیایی در ترکیبات فلزی منجر به جذب مادون قرمز ، به ویژه پیوندهای فلزی و آلی در ترکیبات فلزی و ارگانیک ، لرزش بسیاری از پیوندهای معدنی و لرزش قاب کریستالی ، که در مناطق مختلف طیف مادون قرمز ظاهر می شود.

عملکرد ترکیبات فلزی مختلف در طیف های مادون قرمز:
(1) مواد .mxene: mxene یک ترکیب دو بعدی فلزی-کربن/نیتروژن با اجزای غنی ، هدایت فلزی ، یک سطح خاص خاص و یک سطح فعال است. این میزان میزان جذب مادون قرمز مختلف در باندهای مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز نزدیک/دور از ذهن دارد و در سالهای اخیر به طور گسترده در استتار مادون قرمز ، تبدیل فوتوترمال و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته است.
(2) .‌copper ترکیبات: ترکیبات مس حاوی فسفر در بین جاذب های مادون قرمز عملکرد خوبی دارند ، به طور موثری از پدیده سیاه شدن ناشی از پرتوهای ماوراء بنفش و حفظ انتقال نور قابل مشاهده عالی و خاصیت جذب مادون قرمز به طور پایدار برای مدت طولانی جلوگیری می کنند.

موارد کاربردی عملی
(1). استتار مادون قرمز: مواد mxene به دلیل خاصیت عالی جذب مادون قرمز در استتار مادون قرمز به طور گسترده ای در استتار مادون قرمز استفاده می شوند. آنها می توانند به طور موثری خصوصیات مادون قرمز هدف را کاهش داده و پنهان را بهبود بخشند.
(2) .‌ تبدیل بهترمال: مواد Mxene دارای ویژگی های انتشار کم در باندهای مادون قرمز میانه/دور هستند ، که برای کاربردهای تبدیل فوتوترمال مناسب هستند و می توانند به طور مؤثر انرژی نور را به انرژی گرما تبدیل کنند.
(3) مواد ویندوز: ترکیبات رزین حاوی جاذب مادون قرمز در مواد پنجره ای برای مسدود کردن پرتوهای مادون قرمز و بهبود بهره وری انرژی 3 استفاده می شود.
این موارد کاربردی نشان دهنده تنوع و کاربردی ترکیبات فلزی در جذب مادون قرمز ، به ویژه نقش مهم آنها در علم و صنعت مدرن است.

2. کدام ترکیبات فلزی می توانند پرتوهای مادون قرمز را جذب کنند؟

ترکیبات فلزی که می توانند پرتوهای مادون قرمز را جذب کنند عبارتند ازاکسید قلع آنتیموان (ATO), اکسید قلع ایندیم (ITO)، اکسید روی آلومینیوم (آزو) ، تری اکسید تنگستن (WO3) ، تتروکسید آهن (FE3O4) و تیتاینات استرانسیوم (SRTIO3).

2.1 ویژگی های جذب مادون قرمز ترکیبات فلزی
اکسید قلع آن (ATO): می تواند نور مادون قرمز نزدیک را با طول موج بیشتر از 1500 نانومتر محافظت کند ، اما نمی تواند نور ماوراء بنفش و نور مادون قرمز را با طول موج کمتر از 1500 نانومتر محافظت کند.
‌indium tin oxide (ITO): مشابه ATO ، اثر محافظت از نور مادون قرمز نزدیک را دارد.
اکسید آلومینیوم روی (AZO): همچنین عملکرد محافظ نور مادون قرمز نزدیک را دارد.
Tungsten Trioxide (WO3): دارای یک اثر رزونانس پلاسمون سطح موضعی و مکانیسم جذب قطبی کوچک است ، می تواند تابش مادون قرمز را با طول موج 780-2500 نانومتر محافظت کند و غیر سمی و ارزان است.
‌fe3O4‌: دارای خاصیت جذب مادون قرمز و پاسخ حرارتی خوبی است و اغلب در سنسورهای مادون قرمز و آشکارساز استفاده می شود.
strontium titanate (SRTIO3): دارای جذب مادون قرمز عالی و خاصیت نوری ، مناسب برای سنسورهای مادون قرمز و آشکارسازها است.
Erbium fluoride (ERF3): یک ترکیب نادر زمین است که می تواند پرتوهای مادون قرمز را جذب کند. فلوراید Erbium دارای بلورهای گل رز ، نقطه ذوب 1350 درجه سانتیگراد ، نقطه جوش 2200 درجه سانتیگراد و چگالی 7.814 گرم در سانتی متر مربع است. این ماده به طور عمده در پوشش های نوری ، دوپینگ فیبر ، کریستال های لیزر ، مواد اولیه تک کریستالی ، تقویت کننده لیزر ، مواد افزودنی کاتالیزور و سایر زمینه ها استفاده می شود.

2.2 استفاده از ترکیبات فلزی در مواد جذب مادون قرمز
این ترکیبات فلزی به طور گسترده در مواد جذب مادون قرمز استفاده می شود. به عنوان مثال ، ATO ، ITO و AZO اغلب در پوشش های شفاف رسانا ، آنتیستاتیک ، محافظت از تابش و الکترودهای شفاف استفاده می شوند. WO3 به دلیل عملکرد محافظت کننده در نزدیکی مادون قرمز نزدیک و خصوصیات غیر سمی ، در عایق های گرم ، جذب و بازتاب مختلف استفاده می شود. این ترکیبات فلزی به دلیل ویژگی های جذب مادون قرمز منحصر به فرد ، نقش مهمی در زمینه فناوری مادون قرمز دارند.

2.3 کدام ترکیبات خاکی نادر می توانند پرتوهای مادون قرمز را جذب کنند؟

در میان عناصر نادر زمین ، Lanthanum Hexaboride و Lanthanum Boride به اندازه نانو می توانند پرتوهای مادون قرمز را جذب کنند.Lanthanum Hexaboride (LAB6)مطالبی است که به طور گسترده در رادار ، هوافضا ، صنعت الکترونیک ، ابزار دقیق ، تجهیزات پزشکی ، متالورژی لوازم خانگی ، حفاظت از محیط زیست و سایر زمینه ها استفاده می شود. به طور خاص ، کریستال تک هگزابورید Lanthanum ماده ای برای ساخت لوله های الکترون با قدرت بالا ، مگنترون ، تیرهای الکترونی ، پرتوهای یونی و کاتدهای شتاب دهنده است.
علاوه بر این ، Lanthanum Boride در مقیاس نانو نیز دارای خاصیت جذب اشعه مادون قرمز است. در پوشش روی سطح ورق های فیلم پلی اتیلن برای جلوگیری از پرتوهای مادون قرمز از نور خورشید استفاده می شود. هنگام جذب پرتوهای مادون قرمز ، Lanthanum Boride در مقیاس نانو نور بیش از حد قابل مشاهده را جذب نمی کند. این ماده می تواند از ورود پرتوهای مادون قرمز به شیشه پنجره در آب و هوای گرم جلوگیری کند و می تواند به طور مؤثر از انرژی نور و گرما در آب و هوای سرد استفاده کند.
عناصر نادر زمین به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها از جمله نظامی ، انرژی هسته ای ، فناوری بالا و محصولات مصرفی روزانه مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال ، Lanthanum برای بهبود عملکرد تاکتیکی آلیاژها در سلاح ها و تجهیزات ، گادولینیوم و ایزوتوپهای آن به عنوان جاذب نوترون در میدان انرژی هسته ای استفاده می شود و از سریم به عنوان یک افزودنی شیشه ای برای جذب اشعه ماوراء بنفش و اشعه های مادون قرمز استفاده می شود.
Cerium ، به عنوان یک افزودنی شیشه ای ، می تواند اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز را جذب کند و اکنون به طور گسترده در شیشه های اتومبیل مورد استفاده قرار می گیرد. این نه تنها در برابر اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند بلکه باعث کاهش دمای داخل خودرو می شود ، بنابراین باعث صرفه جویی در برق برای تهویه مطبوع می شود. از سال 1997 ، شیشه های اتومبیل ژاپنی با اکسید سریم اضافه شده است و در سال 1996 در اتومبیل استفاده می شود.

3.Properties و عوامل تأثیرگذار جذب مادون قرمز توسط ترکیبات فلزی

3.1 خواص و عوامل تأثیرگذار جذب مادون قرمز توسط ترکیبات فلزی عمدتا شامل جنبه های زیر است:

دامنه میزان جذب: میزان جذب ترکیبات فلزی به پرتوهای مادون قرمز بسته به عواملی مانند نوع فلزی ، حالت سطح ، دما و طول موج پرتوهای مادون قرمز متفاوت است. فلزات رایج مانند آلومینیوم ، مس و آهن معمولاً در دمای اتاق بین 10 تا 50 درصد میزان جذب پرتوهای مادون قرمز بین 10 تا 50 درصد دارند. به عنوان مثال ، میزان جذب سطح آلومینیوم خالص به پرتوهای مادون قرمز در دمای اتاق حدود 12 ٪ است ، در حالی که میزان جذب سطح مس خشن ممکن است به حدود 40 ٪ برسد.

3.2 پروپری ها و عوامل مؤثر در جذب مادون قرمز توسط ترکیبات فلزی:

types از فلزات: فلزات مختلف دارای ساختارهای اتمی مختلف و تنظیمات الکترونی هستند و در نتیجه قابلیت جذب متفاوت آنها برای پرتوهای مادون قرمز ایجاد می شود.
condition شرایط سطح: زبری ، لایه اکسید یا پوشش سطح فلز بر میزان جذب تأثیر می گذارد.
‌Temperature‌: تغییرات دما باعث تغییر وضعیت الکترونیکی در داخل فلز می شود و در نتیجه جذب آن از اشعه مادون قرمز تأثیر می گذارد.
‌ در طول موج مادون قرمز: طول موج های مختلف پرتوهای مادون قرمز دارای قابلیت جذب متفاوتی برای فلزات است.
‌ تغییر در شرایط خاص: تحت شرایط خاص خاص ، میزان جذب اشعه مادون قرمز توسط فلزات ممکن است به طور قابل توجهی تغییر کند. به عنوان مثال ، هنگامی که یک سطح فلز با یک لایه از مواد خاص پوشانده می شود ، می توان توانایی جذب اشعه های مادون قرمز را افزایش داد. علاوه بر این ، تغییر در وضعیت الکترونیکی فلزات در محیط های درجه حرارت بالا نیز ممکن است منجر به افزایش میزان جذب شود.
fields Application Fields‌: خصوصیات جذب مادون قرمز ترکیبات فلزی دارای ارزش کاربرد مهمی در فناوری مادون قرمز ، تصویربرداری حرارتی و سایر زمینه ها هستند. به عنوان مثال ، با کنترل پوشش یا دمای یک سطح فلزی ، جذب آن از پرتوهای مادون قرمز قابل تنظیم است و امکان کاربرد در اندازه گیری دما ، تصویربرداری حرارتی و غیره را فراهم می کند.
روشهای تجربی و سوابق تحقیق: محققان میزان جذب اشعه مادون قرمز توسط فلزات را از طریق اندازه گیری های تجربی و مطالعات حرفه ای تعیین کردند. این داده ها برای درک خصوصیات نوری ترکیبات فلزی و توسعه برنامه های مرتبط مهم هستند.
به طور خلاصه ، خواص جذب مادون قرمز ترکیبات فلزی تحت تأثیر عوامل بسیاری قرار می گیرد و ممکن است در شرایط مختلف به طور قابل توجهی تغییر کند. این خصوصیات به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها استفاده می شود.