Dè am prionnsapal a th’ ann gu bheil todhar meatailt a’ gabhail a-steach ghathan infridhearg agus dè na feartan buaidh a th’ aige?
Tha pàirt deatamach aig todhar meatailt, a’ toirt a-steach todhar talmhainn tearc, ann an in-ghabhail infridhearg. Mar stiùiriche ann an todhar meatailt tearc agus talmhainn tearc,Teicneòlas Mèinnean Bailteil. Co., Earr. a’ frithealadh faisg air 1/8 de luchd-ceannach an t-saoghail airson in-ghabhail infridhearg. Gus dèiligeadh ri ceistean teignigeach ar luchd-ceannach mun chùis seo, tha ionad rannsachaidh is leasachaidh a’ chompanaidh againn air an artaigil seo a chuir ri chèile gus freagairtean a thoirt seachad
1.Prionnsabal agus feartan in-ghabhail infridhearg le todhar meatailt
Tha prionnsapal in-ghabhail infridhearg le todhar meatailt gu ìre mhòr stèidhichte air crathadh an structair moileciuil aca agus na ceanglaichean ceimigeach. Bidh speactroscopaidh infridhearg a’ sgrùdadh structar moileciuil le bhith a’ tomhas eadar-ghluasad crathadh intramolecular agus ìrean lùth rothlach. Bidh crathadh bannan ceimigeach ann an todhar meatailt a’ leantainn gu in-ghabhail infridhearg, gu sònraichte bannan meatailt-organach ann an todhar meatailt-organach, crathadh mòran bannan neo-organach, agus crathadh frèam criostail, a nochdas ann an diofar roinnean den speactram infridhearg.
Coileanadh diofar choimeasgaidhean meatailt ann an speactra infridhearg:
(1). Stuth MXene: Tha MXene na stuth eadar-ghluasaid dà-thaobhach meatailt-carbon / nitrogen le co-phàirtean beairteach, giùlan meatailteach, farsaingeachd uachdar sònraichte mòr, agus uachdar gnìomhach. Tha diofar ìrean in-ghabhail infridhearg aige anns na bannan faisg air infridhearg agus meadhan-/fada-infridhearg agus chaidh a chleachdadh gu farsaing ann an breug-riochd infridhearg, tionndadh photothermal, agus raointean eile anns na bliadhnachan mu dheireadh.
(2). Companaidhean copair: Bidh todhar copair anns a bheil fosfair a’ coileanadh gu math am measg absorbers infridhearg, gu h-èifeachdach a’ cur casg air an iongantas dubhachaidh a tha air adhbhrachadh le ghathan ultraviolet agus a’ cumail suas tar-chuir solais faicsinneach sàr-mhath agus feartan gabhail a-steach infridhearg gu seasmhach airson ùine mhòr3.
Cùisean tagraidh practaigeach
(1) breug-riochd infridhearg : Tha stuthan MXene air an cleachdadh gu farsaing ann an breug-riochd infridhearg air sgàth na feartan sùghaidh infridhearg sàr-mhath aca. Faodaidh iad feartan fo-dhearg an targaid a lughdachadh gu h-èifeachdach agus falachadh a leasachadh2.
(2). Tionndadh photothermal: Tha feartan sgaoilidhean ìosal aig stuthan MXene anns na bannan meadhan / fada fo-dhearg, a tha freagarrach airson tagraidhean tionndaidh photothermal agus as urrainn lùth solais a thionndadh gu lùth teas2.
(3) Stuthan uinneig: Bithear a’ cleachdadh co-dhèanamh resin anns a bheil sùghan infridhearg ann an stuthan uinneig gus ghathan fo-dhearg a bhacadh gu h-èifeachdach agus gus èifeachdas lùtha a leasachadh 3.
Tha na cùisean tagraidh sin a’ nochdadh iomadachd agus practaigeach todhar meatailt ann an in-ghabhail infridhearg, gu sònraichte an àite cudromach aca ann an saidheans agus gnìomhachas an latha an-diugh.
2.Dè na companaidhean meatailt as urrainn ghathan infridhearg a ghabhail a-steach?
Am measg stuthan meatailt a ghabhas a-steach ghathan infridhearg thaantamony tin oxide (ATO), indium staoin ogsaid (ITO), alùmanum sinc ogsaid (AZO), tungsten trioxide (WO3), tetroxide iarainn (Fe3O4) agus titanate strontium (SrTiO3).
2.1 Feartan in-ghabhail fo-dhearg de choimeasgaidhean meatailt
Antimony tin oxide (ATO): Faodaidh e solas faisg air fo-dhearg a dhìon le tonn-tonn nas motha na 1500 nm, ach chan urrainn dha solas ultraviolet agus solas infridhearg a dhìon le tonn-tonn nas lugha na 1500 nm.
Indium Tin Oxide (ITO): Coltach ri ATO, tha buaidh aige a bhith a’ dìon solas faisg air infridhearg .
Sinc aluminium oxide (AZO): Tha e cuideachd na dhleastanas air a bhith a 'dìon solas faisg air fo-dhearg.
Tungsten trioxide (WO3): Tha buaidh ath-shuidheachadh plasmon uachdar ionadail aige agus inneal sùghaidh polaron beag, is urrainn dha rèididheachd infridhearg a dhìon le tonn-tonn de 780-2500 nm, agus tha e neo-phuinnseanta agus saor.
Fe3O4: Tha deagh in-ghabhail fo-dhearg agus feartan freagairt teirmeach aige agus bidh e air a chleachdadh gu tric ann an mothachairean fo-dhearg agus lorgairean.
Strontium titanate (SrTiO3): tha sùghadh infridhearg sàr-mhath agus feartan optigeach aige, a tha freagarrach airson mothachairean infridhearg agus lorgairean.
Erbium fluoride (ErF3): 'S e stuth tearc talmhainn a th' ann a dh'fhaodas ghathan fo-dhearg a ghabhail a-steach. Tha criostalan dath ròs aig Erbium fluoride, puing leaghaidh de 1350 ° C, puing goil de 2200 ° C, agus dùmhlachd 7.814g / cm³. Tha e air a chleachdadh sa mhòr-chuid ann an còmhdach optigeach, dopadh snàithleach, criostalan laser, stuthan amh aon-criostail, amplifiers laser, cuir-ris catalyst, agus raointean eile.
2.2 Cur an sàs todhar meatailt ann an stuthan sùghaidh infridhearg
Tha na todhar meatailt sin air an cleachdadh gu farsaing ann an stuthan in-ghabhail infridhearg. Mar eisimpleir, bidh ATO, ITO, agus AZO gu tric air an cleachdadh ann an còmhdach follaiseach conductive, antistatic, dìon rèididheachd agus follaiseach electrodes; Tha WO3 air a chleachdadh gu farsaing ann an grunn stuthan insulation teas, in-ghabhail, agus meòrachaidh fo-dhearg mar thoradh air a dheagh choileanadh dìon faisg air fo-dhearg agus feartan neo-phuinnseanta. Tha àite cudromach aig na todhar meatailt sin ann an raon teicneòlas fo-dhearg mar thoradh air na feartan in-ghabhail infridhearg sònraichte aca.
2.3 Dè na todhar talmhainn tearc as urrainn ghathan fo-dhearg a ghabhail a-steach?
Am measg nan eileamaidean talmhainn tearc, faodaidh lanthanum hexaboride agus lanthanum boride meud nano ghathan fo-dhearg a ghabhail a-steach.Lanthanum hexaboride (LaB6)na stuth air a chleachdadh gu farsaing ann an radar, aerospace, gnìomhachas eileagtronaigeach, ionnsramaid, uidheamachd meidigeach, Meatailteachd inneal dachaigh, dìon na h-àrainneachd, agus raointean eile. Gu sònraichte, tha criostal singilte lanthanum hexaboride na stuth airson a bhith a ’dèanamh phìoban dealanach àrd-chumhachd, magnetrons, giùlan dealanach, giùlan ian, agus cathodes luathachaidh.
A bharrachd air an sin, tha seilbh aig lanthanum boride nano-sgèile cuideachd a bhith a’ gabhail a-steach ghathan infridhearg. Tha e air a chleachdadh anns a 'chòmhdach air uachdar duilleagan film polyethylene gus casg a chur air ghathan fo-dhearg bho sholas na grèine. Fhad ‘s a tha e a’ gabhail a-steach ghathan infridhearg, cha bhith lanthanum boride nano-sgèile a’ gabhail a-steach cus solas faicsinneach. Faodaidh an stuth seo casg a chuir air ghathan fo-dhearg bho bhith a’ dol a-steach do ghlainne uinneig ann an gnàth-shìde theth, agus faodaidh e lùth solais is teas a chleachdadh ann an gnàth-shìde fhuar.
Tha eileamaidean tearc talmhainn air an cleachdadh gu farsaing ann an iomadh raon, a’ gabhail a-steach armachd, lùth niuclasach, àrd-theicneòlas, agus toraidhean luchd-cleachdaidh làitheil. Mar eisimpleir, thathas a’ cleachdadh lanthanum gus coileanadh innleachdach aloidhean ann an armachd agus uidheamachd a leasachadh, thathas a’ cleachdadh gadolinium agus na isotopan aige mar sùghan neutron ann an raon lùtha niuclasach, agus thathas a’ cleachdadh cerium mar chur-ris glainne gus ghathan ultraviolet agus infridhearg a ghabhail a-steach.
Faodaidh cerium, mar chur-ris glainne, ghathan ultraviolet agus fo-dhearg a ghabhail a-steach agus tha e a-nis air a chleachdadh gu farsaing ann an glainne chàraichean. Bidh e chan ann a-mhàin a’ dìon an aghaidh ghathan ultraviolet ach cuideachd a’ lughdachadh an teòthachd taobh a-staigh a’ chàir, agus mar sin a’ sàbhaladh dealan airson fionnarachadh-àile. Bho 1997, chaidh glainne càr Iapanach a chuir ris le cerium oxide, agus chaidh a chleachdadh ann an càraichean ann an 1996.
3.Properties agus a 'toirt buaidh air feartan infridhearg le coimeasgaidhean meatailt
3.1 Tha feartan agus feartan buaidh in-ghabhail infridhearg le todhar meatailt sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach na taobhan a leanas:
Raon ìre in-ghabhail: Tha an ìre in-ghabhail de choimeasgaidhean meatailt gu ghathan fo-dhearg ag atharrachadh a rèir feartan leithid seòrsa meatailt, staid uachdar, teòthachd, agus tonn-tonn ghathan infridhearg. Mar as trice bidh meatailtean cumanta leithid alùmanum, copar, agus iarann aig ìre in-ghabhail de ghathan infridhearg eadar 10% agus 50% aig teòthachd an t-seòmair. Mar eisimpleir, tha an ìre in-ghabhail de uachdar alùmanum fìor-ghlan gu ghathan fo-dhearg aig teòthachd an t-seòmair timcheall air 12%, agus faodaidh ìre sùghaidh uachdar copair garbh ruighinn timcheall air 40%.
3.2 Feartan agus feartan buaidh gabhail a-steach infridhearg le todhar meatailt:
Seòrsan mheatailtean: Tha diofar structaran atamach agus rèiteachaidhean dealanach aig diofar mheatailtean, a’ ciallachadh gu bheil na diofar chomasan sùghaidh aca airson ghathan fo-dhearg.
Suidheachadh uachdar: Bheir garbhachd, còmhdach ogsaid, no còmhdach an uachdar meatailt buaidh air an ìre sùghaidh.
Teòthachd: Atharraichidh atharrachaidhean teodhachd an staid dealanach taobh a-staigh a’ mheatailt, mar sin a’ toirt buaidh air mar a thèid ghathan fo-dhearg a ghabhail a-steach.
Tonn-tonn infridhearg: Tha comasan sùghaidh eadar-dhealaichte aig diofar thonnan de ghathan fo-dhearg airson meatailtean.
Atharrachaidhean fo chumhachan sònraichte: Fo chumhachan sònraichte sònraichte, faodaidh ìre sùghaidh ghathan fo-dhearg le meatailtean atharrachadh gu mòr. Mar eisimpleir, nuair a tha uachdar meatailt air a chòmhdach le còmhdach de stuth sònraichte, faodar a chomas air ghathan infridhearg a ghabhail a-steach àrdachadh. A bharrachd air an sin, faodaidh atharrachaidhean ann an staid dealanach mheatailtean ann an àrainneachdan àrd-teòthachd leantainn gu àrdachadh anns an ìre in-ghabhail.
Raointean tagraidh: Tha luach tagraidh cudromach aig feartan in-ghabhail infridhearg todhar meatailt ann an teicneòlas fo-dhearg, ìomhaighean teirmeach agus raointean eile. Mar eisimpleir, le bhith a ’cumail smachd air còmhdach no teòthachd uachdar meatailt, faodar gabhail ri ghathan infridhearg atharrachadh, a’ ceadachadh tagraidhean ann an tomhas teòthachd, ìomhaighean teirmeach, msaa.
Dòighean deuchainneach agus Cùl-fhiosrachadh Rannsachaidh: Cho-dhùin an luchd-rannsachaidh an ìre sùghaidh de ghathan infridhearg le meatailtean tro thomhasan deuchainneach agus sgrùdaidhean proifeasanta. Tha an dàta seo cudromach airson tuigse fhaighinn air feartan optigeach todhar meatailt agus a bhith a’ leasachadh thagraidhean co-cheangailte.
Ann an geàrr-chunntas, tha mòran fhactaran a’ toirt buaidh air feartan in-ghabhail infridhearg todhar meatailt agus faodaidh iad atharrachadh gu mòr fo chumhachan eadar-dhealaichte. Tha na feartan sin air an cleachdadh gu farsaing ann an iomadh raon.