Cal é o principio dos compostos metálicos que absorben os raios infravermellos e cales son os seus factores influentes?
Os compostos metálicos, incluídos os compostos de terra rara, xogan un papel crucial na absorción de infravermellos. Como líder en compostos de terra raros e de terra rara,UrbanMines Tech. Co., Ltd. Atende a case 1/8 dos clientes do mundo por absorción de infravermellos. Para abordar as consultas técnicas dos nosos clientes sobre este asunto, o Centro de Investigación e Desenvolvemento da nosa empresa recompilou este artigo para dar respostas
1. O principio e características da absorción de infravermellos por compostos metálicos
O principio de absorción de infravermellos por compostos metálicos baséase principalmente na vibración da súa estrutura molecular e enlaces químicos. Estudos de espectroscopia infravermella Estudos Moleculares mediante a transición de vibracións intramoleculares e niveis de enerxía rotativa. A vibración de enlaces químicos en compostos metálicos levará a unha absorción de infravermellos, especialmente enlaces metálicos-orgánicos en compostos orgánicos metálicos, a vibración de moitos enlaces inorgánicos e a vibración do marco de cristal, que aparecerá en diferentes rexións do espectro infravermello.
Rendemento de diferentes compostos metálicos en espectros infravermellos:
(1) Material .mxeno: Mxene é un composto bidimensional de transición metálica/nitróxeno con compoñentes ricos, condutividade metálica, unha gran superficie específica e unha superficie activa. Ten diferentes taxas de absorción de infravermellos nas bandas infravermellas e infravermellas de medio/afastado e foi moi utilizada en camuflaxe infravermella, conversión fototérmica e outros campos nos últimos anos.
(2). Coper Compostos: Os compostos de cobre que conteñen fósforo funcionan ben entre os absorbentes infravermellos, evitando efectivamente o fenómeno ennegrecido causado por raios ultravioleta e mantendo unha excelente transmisión visible de luz visible e propiedades de absorción de infravermisión.
Casos de aplicación práctica
(1). Camuflaxe de infravalia: Os materiais mxene son amplamente utilizados na camuflaxe de infravermellos debido ás súas excelentes propiedades de absorción infravermella. Poden reducir eficazmente as características infravermellas do obxectivo e mellorar o ocultación2.
(2). Fototérmica conversión: os materiais Mxene teñen características de emisión baixas nas bandas de infravermello medio/lonxano, que son adecuadas para aplicacións de conversión fototérmica e poden converter de xeito eficiente a enerxía da luz en enerxía térmica2.
(3). Materiais sobre a vitrina: as composicións de resina que conteñen absorbentes infravermellos úsanse en materiais de fiestras para bloquear eficazmente os raios infravermellos e mellorar a eficiencia enerxética 3.
Estes casos de aplicación demostran a diversidade e práctica dos compostos metálicos na absorción de infravermellos, especialmente o seu importante papel na ciencia e na industria moderna.
2. Que compostos metálicos poden absorber os raios infravermellos?
Os compostos metálicos que poden absorber os raios infravermellos inclúenóxido de lata de antimonio (ATO), óxido de estaño de indio (ITO), óxido de cinc de aluminio (Azo), trióxido de tungsteno (WO3), tetróxido de ferro (FE3O4) e titanato de estroncio (SRTIO3).
2.1 Características de absorción de infravermellos dos compostos metálicos
Ixido de estaño (ATO): pode protexer a luz infravermella próxima cunha lonxitude de onda superior a 1500 nm, pero non pode protexer a luz ultravioleta e a luz infravermella cunha lonxitude de onda inferior a 1500 nm.
O óxido de estaño de India (ITO): semellante ao ATO, ten o efecto de protexer a luz de infravermello.
Óxido de aluminio de cinc (Azo): tamén ten a función de protexer a luz infravermella.
Trióxido de tungsteno (WO3): ten un efecto de resonancia de plasmón superficial localizado e un pequeno mecanismo de absorción de polaron, pode blindar a radiación infravermella cunha lonxitude de onda de 780-2500 nm e non é tóxica e barata.
Fe3O4: ten boas propiedades de absorción de infravermellos e resposta térmica e adoita usarse en sensores e detectores infravermellos.
Strontium titanate (SRTIO3): ten excelentes propiedades de absorción de infravermellos e ópticas, adecuadas para sensores e detectores de infravermello.
Fluoruro de erbio (ERF3): é un composto de terra rara que pode absorber os raios infravermellos. O fluoruro de erbio ten cristais de cor rosa, un punto de fusión de 1350 ° C, un punto de ebulición de 2200 ° C e unha densidade de 7,814g/cm³. Úsase principalmente en revestimentos ópticos, dopaxe de fibras, cristais láser, materias primas de cristal uniformal, amplificadores láser, aditivos catalizadores e outros campos.
2.2 Aplicación de compostos metálicos en materiais absorbentes de infravermello
Estes compostos metálicos son amplamente empregados en materiais de absorción de infravermellos. Por exemplo, ATO, ITO e AZO úsanse a miúdo en revestimentos de protección de radiación transparentes, antitáticos, de protección de radiación e electrodos transparentes; WO3 é amplamente utilizado en varios materiais de illamento térmico, absorción e infravermello de reflexión debido á súa excelente actuación de blindaje de infravermello e propiedades non tóxicas. Estes compostos metálicos xogan un papel importante no campo da tecnoloxía infravermella debido ás súas características de absorción infravermellas únicas.
2.3 Que compostos de terra rara poden absorber os raios infravermellos?
Entre os elementos da Terra rara, o boruro de lantán lantán e o boruro de lantán de tamaño nano pode absorber os raios infravermellos.Lanthanum Hexaboride (Lab6)é un material moi empregado en radar, aeroespacial, industria electrónica, instrumentación, equipos médicos, metalurxia doméstica, protección ambiental e outros campos. En particular, o cristal único de lantán hexababorado é un material para fabricar tubos de electróns de alta potencia, magnetróns, vigas de electróns, vigas de ións e cátodos do acelerador.
Ademais, a borda de lantán a escala nano tamén ten a propiedade de absorber raios infravermellos. Úsase no revestimento na superficie das follas de película de polietileno para bloquear os raios infravermellos da luz solar. Mentres absorben raios infravermellos, o boruro de lantán a escala nano non absorbe moita luz visible. Este material pode evitar que os raios infravermellos entren en vidro de fiestras en climas quentes e pode utilizar con máis eficacia a enerxía e a calor dos climas fríos.
Os elementos da Terra rara son amplamente empregados en moitos campos, incluíndo militares, enerxía nuclear, alta tecnoloxía e produtos de consumo diario. Por exemplo, o lantán úsase para mellorar o rendemento táctico das aliaxes en armas e equipos, o gadolinio e os seus isótopos úsanse como amortecedores de neutróns no campo de enerxía nuclear e o cerio úsase como aditivo de vidro para absorber os ultravioleta e os raios infravermellos.
O cerio, como aditivo de vidro, pode absorber raios ultravioleta e infravermellos e agora é moi utilizado en vidro do automóbil. Non só protexe contra os raios ultravioleta, senón que tamén reduce a temperatura dentro do coche, aforrando así electricidade para o aire acondicionado. Desde 1997, engadiuse vidro de automóbiles xaponés con óxido de cerio e foi usado en automóbiles en 1996.
3.Properties e influencia de factores de absorción de infravermellos por compostos metálicos
3.1 As propiedades e os factores influentes da absorción de infravermellos por compostos metálicos inclúen principalmente os seguintes aspectos:
Rango de taxa de absorción: a taxa de absorción de compostos metálicos aos raios infravermellos varía segundo os factores como o tipo de metal, o estado superficial, a temperatura e a lonxitude de onda dos raios infravermellos. Os metais comúns como o aluminio, o cobre e o ferro adoitan ter unha taxa de absorción de raios infravermellos entre o 10% e o 50% a temperatura ambiente. Por exemplo, a taxa de absorción de superficie pura de aluminio a raios infravermellos a temperatura ambiente é de aproximadamente o 12%, mentres que a taxa de absorción da superficie de cobre rugosa pode alcanzar aproximadamente o 40%.
3.2Properties e influencia de factores de absorción de infravermellos por compostos metálicos:
Tipos de metais: diferentes metais teñen diferentes estruturas atómicas e arranxos de electróns, obtendo as súas diferentes capacidades de absorción para os raios infravermellos.
CONDICIÓN DE SURFACE: a rugosidade, a capa de óxido ou o revestimento da superficie metálica afectarán a taxa de absorción.
Temperature: os cambios de temperatura cambiarán o estado electrónico dentro do metal, afectando así a súa absorción de raios infravermellos.
Lonxitude de onda ininfragada: As diferentes lonxitudes de onda dos raios infravermellos teñen diferentes capacidades de absorción para metais.
Cambios en condicións específicas: en certas condicións específicas, a taxa de absorción dos raios infravermellos por metais pode cambiar significativamente. Por exemplo, cando unha superficie metálica está recuberta cunha capa de material especial, pódese mellorar a súa capacidade para absorber os raios infravermellos. Ademais, os cambios no estado electrónico dos metais en ambientes de alta temperatura tamén poden levar a un aumento da taxa de absorción.
Campos de aplicación : as propiedades de absorción de infravermello dos compostos metálicos teñen un importante valor da aplicación na tecnoloxía infravermella, na imaxe térmica e outros campos. Por exemplo, ao controlar o revestimento ou a temperatura dunha superficie metálica, pódese axustar a súa absorción de raios infravermellos, permitindo aplicacións en medición de temperatura, imaxes térmicas, etc.
Métodos e antecedentes de investigación experimentais: os investigadores determinaron a taxa de absorción dos raios infravermellos por metais mediante medicións experimentais e estudos profesionais. Estes datos son importantes para comprender as propiedades ópticas dos compostos metálicos e desenvolver aplicacións relacionadas.
En resumo, as propiedades de absorción de infravermello dos compostos metálicos están afectadas por moitos factores e poden cambiar significativamente en diferentes condicións. Estas propiedades son amplamente utilizadas en moitos campos.