Quel est le principe des composés métalliques absorbant les rayons infrarouges et quels sont ses facteurs d'influence?
Les composés métalliques, y compris les composés de terres rares, jouent un rôle crucial dans l'absorption infrarouge. En tant que leader dans les composés métalliques rares et terres rares,Urbanmines Tech. Co., Ltd. Servit près de 1/8 des clients du monde pour l'absorption infrarouge. Pour répondre aux demandes techniques de nos clients à ce sujet, le centre de recherche et développement de notre entreprise a compilé cet article pour fournir des réponses
1.Le principe et caractéristiques de l'absorption infrarouge par les composés métalliques
Le principe de l'absorption infrarouge par les composés métalliques est principalement basé sur la vibration de leur structure moléculaire et de leurs liaisons chimiques. La spectroscopie infrarouge étudie la structure moléculaire en mesurant la transition des niveaux de vibration intramoléculaire et d'énergie de rotation. La vibration des liaisons chimiques dans les composés métalliques entraînera une absorption infrarouge, en particulier les liaisons métalliques-organiques dans les composés métalliques-organiques, la vibration de nombreuses liaisons inorganiques et la vibration du cadre cristallin, qui apparaîtra dans différentes régions du spectre infrarouge.
Performance de différents composés métalliques dans les spectres infrarouges:
(1). Il a différents taux d'absorption infrarouge dans les bandes quasi infrarouge et moyen / infrarouge et a été largement utilisée dans le camouflage infrarouge, la conversion photothermique et d'autres domaines ces dernières années.
(2).
Cas de candidature pratiques
(1. Ils peuvent réduire efficacement les caractéristiques infrarouges de la cible et améliorer la dissimulation2.
(2) . Conversion photothermale: Les matériaux MXENE ont de faibles caractéristiques d'émission dans les bandes infrarouges moyennes / lointaines, qui conviennent aux applications de conversion photothermique et peuvent convertir efficacement l'énergie lumineuse en énergie thermique2.
(3). MATÉRIAUX WINDOW: Les compositions de résine contenant des absorbeurs infrarouges sont utilisées dans les matériaux de fenêtre pour bloquer efficacement les rayons infrarouges et améliorer l'efficacité énergétique 3.
Ces cas d'application démontrent la diversité et la praticité des composés métalliques dans l'absorption infrarouge, en particulier leur rôle important dans la science et l'industrie modernes.
2.Quelles composés métalliques peuvent absorber les rayons infrarouges?
Les composés métalliques qui peuvent absorber les rayons infrarouges comprennentOxyde d'antimoine (ATO), oxyde d'étain indium (ITO), Oxyde de zinc en aluminium (AZO), trioxyde de tungstène (WO3), tétroxyde de fer (Fe3O4) et titanate de strontium (Srtio3).
2.1 Caractéristiques d'absorption infrarouge des composés métalliques
Antimony Tin Oxyde (ATO): Il peut protéger la lumière infrarouge proche avec une longueur d'onde supérieure à 1500 nm, mais ne peut pas protéger la lumière ultraviolette et la lumière infrarouge avec une longueur d'onde inférieure à 1500 nm.
Indium Tin Oxyde (ITO): Semblable à l'ATO, il a pour effet de protéger la lumière proche infrarouge.
Oxyde d'aluminium de zinc (AZO): Il a également la fonction de protéger la lumière proche infrarouge.
Trioxyde de tungstène (WO3): Il a un effet de résonance plasmon sur la surface localisée et un petit mécanisme d'absorption de polaron, peut protéger le rayonnement infrarouge avec une longueur d'onde de 780-2500 nm et est non toxique et peu coûteux.
FE3O4: Il a une bonne absorption infrarouge et des propriétés de réponse thermique et est souvent utilisé dans les capteurs et détecteurs infrarouges.
Titanate destronttium (Srtio3): a une excellente absorption infrarouge et des propriétés optiques, adaptée aux capteurs et détecteurs infrarouges.
Le fluorure d'erbium (ERF3): est un composé de terres rares qui peut absorber les rayons infrarouges. Le fluorure d'erbium a des cristaux de couleur rose, un point de fusion de 1350 ° C, un point d'ébullition de 2200 ° C et une densité de 7,814 g / cm³. Il est principalement utilisé dans les revêtements optiques, le dopage des fibres, les cristaux laser, les matières premières monocristallines, les amplificateurs laser, les additifs de catalyseur et d'autres champs.
2.2 Application de composés métalliques dans les matériaux d'absorption infrarouge
Ces composés métalliques sont largement utilisés dans les matériaux d'absorption infrarouge. Par exemple, ATO, ITO et AZO sont souvent utilisés dans les revêtements transparents conducteurs, antistatiques, de rayonnement et les électrodes transparentes; WO3 est largement utilisé dans diverses matériaux infrarouges d'isolation thermique, d'absorption et de réflexion en raison de ses excellentes performances de blindage proche infrarouge et de ses propriétés non toxiques. Ces composés métalliques jouent un rôle important dans le domaine de la technologie infrarouge en raison de leurs caractéristiques d'absorption infrarouge uniques.
2.3 Quels composés de terres rares peuvent absorber les rayons infrarouges?
Parmi les éléments de terres rares, l'hexaborure de lanthane et le lanthane de la taille nanique peuvent absorber les rayons infrarouges.Lanthanum hexaborure (lab6)est un matériau largement utilisé dans le radar, l'aérospatiale, l'industrie électronique, l'instrumentation, l'équipement médical, la métallurgie des appareils électroménagers, la protection de l'environnement et d'autres domaines. En particulier, le monocristal d'hexaborure de lanthane est un matériau pour fabriquer des tubes électroniques haute puissance, des magnétrons, des poutres d'électrons, des poutres ioniques et des cathodes d'accélérateur.
De plus, le borure de lanthane à l'échelle nano a également la propriété d'absorber les rayons infrarouges. Il est utilisé dans le revêtement à la surface des feuilles de film en polyéthylène pour bloquer les rayons infrarouges de la lumière du soleil. Tout en absorbant les rayons infrarouges, le borure de lanthane nano-échelle n'absorbe pas trop de lumière visible. Ce matériau peut empêcher les rayons infrarouges de pénétrer dans le verre de fenêtre dans les climats chauds et peut utiliser plus efficacement l'énergie de la lumière et de la chaleur dans les climats froids.
Les éléments de terres rares sont largement utilisés dans de nombreux domaines, notamment les produits militaires, l'énergie nucléaire, la haute technologie et les produits de consommation quotidiens. Par exemple, le lanthane est utilisé pour améliorer les performances tactiques des alliages dans les armes et l'équipement, le gadolinium et ses isotopes sont utilisés comme absorbeurs de neutrons dans le champ d'énergie nucléaire, et le cérium est utilisé comme additif en verre pour absorber les rayons ultraviolets et infrarouges.
Le cérium, en tant qu'additif en verre, peut absorber les rayons ultraviolets et infrarouges et est désormais largement utilisé dans le verre automobile. Il protège non seulement les rayons ultraviolets mais réduit également la température à l'intérieur de la voiture, économisant ainsi l'électricité pour la climatisation. Depuis 1997, le verre automobile japonais a été ajouté avec de l'oxyde de cérium, et il a été utilisé dans les automobiles en 1996.
3.Properties et facteurs d'influence de l'absorption infrarouge par les composés métalliques
3.1 Les propriétés et les facteurs d'influence de l'absorption infrarouge par les composés métalliques comprennent principalement les aspects suivants:
Plage de taux d'absorption: Le taux d'absorption des composés métalliques aux rayons infrarouges varie en fonction des facteurs tels que le type de métal, l'état de surface, la température et la longueur d'onde des rayons infrarouges. Les métaux communs tels que l'aluminium, le cuivre et le fer ont généralement un taux d'absorption des rayons infrarouges entre 10% et 50% à température ambiante. Par exemple, le taux d'absorption de la surface de l'aluminium pur aux rayons infrarouges à température ambiante est d'environ 12%, tandis que le taux d'absorption de la surface rugueuse en cuivre peut atteindre environ 40%.
3.2 propriétés et facteurs d'influence de l'absorption infrarouge par les composés métalliques:
Types de métaux: différents métaux ont des structures atomiques et des arrangements électroniques différentes, ce qui entraîne leurs différentes capacités d'absorption pour les rayons infrarouges.
Condition de surface: La rugosité, la couche d'oxyde ou le revêtement de la surface métallique affecteront le taux d'absorption.
Temperature: Les changements de température modifieront l'état électronique à l'intérieur du métal, affectant ainsi son absorption des rayons infrarouges.
Longueur d'onde infrarouge: différentes longueurs d'onde des rayons infrarouges ont différentes capacités d'absorption pour les métaux.
Changes dans des conditions spécifiques: Dans certaines conditions spécifiques, le taux d'absorption des rayons infrarouges par les métaux peut changer de manière significative. Par exemple, lorsqu'une surface métallique est recouverte d'une couche de matériau spécial, sa capacité à absorber les rayons infrarouges peut être amélioré. De plus, les changements dans l'état électronique des métaux dans des environnements à haute température peuvent également entraîner une augmentation du taux d'absorption.
Champs d'application: Les propriétés d'absorption infrarouge des composés métalliques ont une valeur d'application importante dans la technologie infrarouge, l'imagerie thermique et d'autres champs. Par exemple, en contrôlant le revêtement ou la température d'une surface métallique, son absorption des rayons infrarouges peut être ajustée, permettant des applications de mesure de la température, d'imagerie thermique, etc.
Méthodes expérimentales et expérience de recherche: Les chercheurs ont déterminé le taux d'absorption des rayons infrarouges par les métaux par des mesures expérimentales et des études professionnelles. Ces données sont importantes pour comprendre les propriétés optiques des composés métalliques et développer des applications connexes.
En résumé, les propriétés d'absorption infrarouge des composés métalliques sont affectées par de nombreux facteurs et peuvent changer considérablement dans différentes conditions. Ces propriétés sont largement utilisées dans de nombreux domaines.