ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી લેતા ધાતુના સંયોજનોનું સિદ્ધાંત શું છે અને તેના પ્રભાવશાળી પરિબળો શું છે?
દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનો સહિત મેટલ સંયોજનો, ઇન્ફ્રારેડ શોષણમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે. દુર્લભ ધાતુ અને દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોના નેતા તરીકે,શહેરીમાઇન્સ ટેક. કું., લિ.. ઇન્ફ્રારેડ શોષણ માટે વિશ્વના લગભગ 1/8 ગ્રાહકોને સેવા આપે છે. આ બાબતે અમારા ગ્રાહકોની તકનીકી પૂછપરછને દૂર કરવા માટે, અમારી કંપનીના સંશોધન અને વિકાસ કેન્દ્રએ જવાબો આપવા માટે આ લેખ તૈયાર કર્યો છે
1. ધાતુના સંયોજનો દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ શોષણના સિદ્ધાંત અને લાક્ષણિકતાઓ
ધાતુના સંયોજનો દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ શોષણનો સિદ્ધાંત મુખ્યત્વે તેમના પરમાણુ બંધારણ અને રાસાયણિક બોન્ડ્સના કંપન પર આધારિત છે. ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર કંપન અને રોટેશનલ energy ર્જા સ્તરના સંક્રમણને માપવા દ્વારા મોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચરનો અભ્યાસ કરે છે. ધાતુના સંયોજનોમાં રાસાયણિક બોન્ડ્સનું કંપન ઇન્ફ્રારેડ શોષણ તરફ દોરી જશે, ખાસ કરીને ધાતુ-કાર્બનિક સંયોજનોમાં મેટલ-ઓર્ગેનિક બોન્ડ્સ, ઘણા અકાર્બનિક બોન્ડ્સનું કંપન, અને ક્રિસ્ટલ ફ્રેમ કંપન, જે ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમના વિવિધ પ્રદેશોમાં દેખાશે.
ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રામાં વિવિધ મેટલ સંયોજનોનું પ્રદર્શન:
(1) .મક્સિન સામગ્રી: એમએક્સિન એ સમૃદ્ધ ઘટકો, મેટાલિક વાહકતા, એક વિશાળ વિશિષ્ટ સપાટી ક્ષેત્ર અને સક્રિય સપાટીવાળા બે-પરિમાણીય સંક્રમણ મેટલ-કાર્બન/નાઇટ્રોજન સંયોજન છે. તેમાં નજીકના ઇન્ફ્રારેડ અને મધ્ય/દૂર-ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડમાં જુદા જુદા ઇન્ફ્રારેડ શોષણ દર છે અને તાજેતરના વર્ષોમાં ઇન્ફ્રારેડ છદ્માવરણ, ફોટોથર્મલ રૂપાંતર અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
(૨) . કોપર સંયોજનો: ફોસ્ફરસ ધરાવતા કોપર સંયોજનો ઇન્ફ્રારેડ શોષકોમાં સારી કામગીરી બજાવે છે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો દ્વારા થતી બ્લેકનીંગ ઘટનાને અસરકારક રીતે અટકાવે છે અને લાંબા સમય માટે ઉત્તમ દૃશ્યમાન પ્રકાશ ટ્રાન્સમિટન્સ અને ઇન્ફ્રારેડ શોષણ ગુણધર્મો જાળવી રાખે છે.
પ્રાયોગિક એપ્લિકેશન કેસો
(1) . ઇનફ્ર્રેડ છદ્માવરણ તેઓ લક્ષ્યની ઇન્ફ્રારેડ લાક્ષણિકતાઓને અસરકારક રીતે ઘટાડી શકે છે અને છુપાવીને સુધારી શકે છે.
(૨) .ફોટોથર્મલ કન્વર્ઝન: મિડ/ફાર ઇન્ફ્રારેડ બેન્ડ્સમાં એમએક્સિન સામગ્રી ઓછી ઉત્સર્જનની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, જે ફોટોથર્મલ કન્વર્ઝન એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય છે અને પ્રકાશ energy ર્જાને હીટ એનર્જી 2 માં અસરકારક રીતે રૂપાંતરિત કરી શકે છે.
()) .વિન્ડો મટિરીયલ્સ: ઇન્ફ્રારેડ શોષક ધરાવતા રેઝિન કમ્પોઝિશનનો ઉપયોગ વિંડો મટિરિયલ્સમાં ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને અસરકારક રીતે અવરોધિત કરવા અને energy ર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે થાય છે.
આ એપ્લિકેશન કેસો ઇન્ફ્રારેડ શોષણમાં ધાતુના સંયોજનોની વિવિધતા અને વ્યવહારિકતા દર્શાવે છે, ખાસ કરીને આધુનિક વિજ્ and ાન અને ઉદ્યોગમાં તેમની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા.
2. મેટલ સંયોજનો ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે?
મેટલ સંયોજનો જે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે તેમાં શામેલ છેએન્ટિમોની ટીન ox કસાઈડ (એટીઓ), ઈન્ડિયમ ટીન ox કસાઈડ (આઇટીઓ).
2.1 મેટલ સંયોજનોની ઇન્ફ્રારેડ શોષણ લાક્ષણિકતાઓ
એન્ટિમોની ટીન ox કસાઈડ (એટીઓ): તે 1500 એનએમ કરતા વધારે તરંગલંબાઇથી ઇન્ફ્રારેડ લાઇટની નજીક ield ાલ કરી શકે છે, પરંતુ અલ્ટ્રાવાયોલેટ લાઇટ અને ઇન્ફ્રારેડ લાઇટને 1500 એનએમએથી ઓછી તરંગલંબાઇથી ield ાલ કરી શકતી નથી.
ઇન્ડિયમ ટીન ox કસાઈડ (આઇટીઓ): એટીઓ જેવું જ, તેની નજીક-ઇન્ફ્રારેડ લાઇટને ield ાલ કરવાની અસર છે.
ઝિંક એલ્યુમિનિયમ ox કસાઈડ (એઝો): તેમાં નજીકના ઇન્ફ્રારેડ લાઇટને ield ાલ કરવાનું કાર્ય પણ છે.
ટંગસ્ટન ટ્રાઇક્સાઇડ (ડબ્લ્યુઓ 3): તેમાં સ્થાનિકીકૃત સપાટી પ્લાઝન રેઝોનન્સ અસર અને નાના ધ્રુવીય શોષણ પદ્ધતિ છે, 780-2500 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથે ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનને ield ાલ કરી શકે છે, અને તે બિન-ઝેરી અને સસ્તું છે.
Fe 3o4: તેમાં સારી ઇન્ફ્રારેડ શોષણ અને થર્મલ રિસ્પોન્સ ગુણધર્મો છે અને તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર અને ડિટેક્ટર્સમાં થાય છે.
St સ્ટ્રોન્ટિયમ ટાઇટેનેટ (એસઆરટીઆઈઓ 3): ઉત્તમ ઇન્ફ્રારેડ શોષણ અને opt પ્ટિકલ ગુણધર્મો છે, જે ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર અને ડિટેક્ટર્સ માટે યોગ્ય છે.
એર્બિયમ ફ્લોરાઇડ (ERF3): એક દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજન છે જે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે. એર્બિયમ ફ્લોરાઇડમાં ગુલાબ-રંગીન સ્ફટિકો, 1350 ° સે ગલનબિંદુ, 2200 ° સે ઉકળતા પોઇન્ટ, અને 7.814 ગ્રામ/સે.મી.ની ઘનતા છે. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે opt પ્ટિકલ કોટિંગ્સ, ફાઇબર ડોપિંગ, લેસર સ્ફટિકો, સિંગલ-ક્રિસ્ટલ કાચો માલ, લેસર એમ્પ્લીફાયર્સ, કેટેલિસ્ટ એડિટિવ્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં થાય છે.
2.2 ઇન્ફ્રારેડ શોષક સામગ્રીમાં મેટલ સંયોજનોની એપ્લિકેશન
આ ધાતુના સંયોજનો ઇન્ફ્રારેડ શોષણ સામગ્રીમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, એટીઓ, આઇટીઓ અને એઝોનો ઉપયોગ ઘણીવાર પારદર્શક વાહક, એન્ટિસ્ટેટિક, રેડિયેશન પ્રોટેક્શન કોટિંગ્સ અને પારદર્શક ઇલેક્ટ્રોડ્સમાં થાય છે; ડબ્લ્યુઓ 3 નો ઉપયોગ વિવિધ હીટ ઇન્સ્યુલેશન, શોષણ અને પ્રતિબિંબ ઇન્ફ્રારેડ સામગ્રીમાં તેના ઉત્તમ નજીકના ઇન્ફ્રારેડ શિલ્ડિંગ પ્રદર્શન અને બિન-ઝેરી ગુણધર્મોને કારણે થાય છે. આ મેટલ સંયોજનો તેમની અનન્ય ઇન્ફ્રારેડ શોષણ લાક્ષણિકતાઓને કારણે ઇન્ફ્રારેડ તકનીકના ક્ષેત્રમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
2.3 પૃથ્વીના કયા દુર્લભ સંયોજનો ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે?
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોમાં, લ nt ન્થનમ હેક્સાબોરાઇડ અને નેનો-કદના લેન્થનમ બોરાઇડ ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે.લ nt ન્થનમ હેક્સાબોરાઇડ (લેબ 6)રડાર, એરોસ્પેસ, ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગ, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન, તબીબી ઉપકરણો, હોમ એપ્લાયન્સ મેટલર્જી, પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી સામગ્રી છે. ખાસ કરીને, લેન્થનમ હેક્સાબ or રાઇડ સિંગલ ક્રિસ્ટલ એ ઉચ્ચ-પાવર ઇલેક્ટ્રોન ટ્યુબ્સ, મેગ્નેટ્રોન, ઇલેક્ટ્રોન બીમ, આયન બીમ અને એક્સિલરેટર કેથોડ્સ બનાવવા માટેની સામગ્રી છે.
આ ઉપરાંત, નેનો-સ્કેલ લેન્થનમ બોરાઇડમાં પણ ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષવાની મિલકત છે. ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને સૂર્યપ્રકાશથી અવરોધિત કરવા માટે પોલિઇથિલિન ફિલ્મ શીટ્સની સપાટી પરના કોટિંગમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી લેતી વખતે, નેનો-સ્કેલ લેન્થનમ બોરાઇડ ખૂબ દૃશ્યમાન પ્રકાશને શોષી લેતો નથી. આ સામગ્રી ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને ગરમ આબોહવામાં વિંડો ગ્લાસમાં પ્રવેશતા અટકાવી શકે છે, અને ઠંડા આબોહવામાં પ્રકાશ અને ગરમી energy ર્જાનો વધુ અસરકારક રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે.
દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમાં લશ્કરી, પરમાણુ energy ર્જા, ઉચ્ચ તકનીકી અને દૈનિક ગ્રાહક ઉત્પાદનોનો સમાવેશ થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, લેન્થનમનો ઉપયોગ શસ્ત્રો અને ઉપકરણોમાં એલોયના વ્યૂહાત્મક પ્રભાવને સુધારવા માટે થાય છે, ગેડોલિનિયમ અને તેના આઇસોટોપ્સનો ઉપયોગ પરમાણુ energy ર્જા ક્ષેત્રમાં ન્યુટ્રોન શોષક તરીકે થાય છે, અને સેરીયમ અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી લેવા માટે ગ્લાસ એડિટિવ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
સેરીયમ, ગ્લાસ એડિટિવ તરીકે, અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી શકે છે અને હવે તે ઓટોમોબાઈલ ગ્લાસમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તે ફક્ત અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો સામે જ સુરક્ષિત નથી, પણ કારની અંદરનું તાપમાન ઘટાડે છે, આમ એર કન્ડીશનીંગ માટે વીજળી બચત કરે છે. 1997 થી, જાપાની ઓટોમોબાઈલ ગ્લાસ સેરીયમ ox કસાઈડ સાથે ઉમેરવામાં આવ્યો છે, અને તેનો ઉપયોગ 1996 માં ઓટોમોબાઇલ્સમાં કરવામાં આવ્યો હતો.
3. પ્રોપર્ટીઝ અને મેટલ સંયોજનો દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ શોષણના પ્રભાવિત પરિબળો
1.૧ મેટલ સંયોજનો દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ શોષણના ગુણધર્મો અને પ્રભાવિત પરિબળોમાં મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓ શામેલ છે:
શોષણ દર શ્રેણી: ઇન્ફ્રારેડ કિરણોમાં ધાતુના સંયોજનોનો શોષણ દર મેટલ પ્રકાર, સપાટીની સ્થિતિ, તાપમાન અને ઇન્ફ્રારેડ કિરણોની તરંગલંબાઇ જેવા પરિબળોના આધારે બદલાય છે. એલ્યુમિનિયમ, કોપર અને આયર્ન જેવી સામાન્ય ધાતુઓમાં સામાન્ય રીતે ઓરડાના તાપમાને 10% અને 50% ની વચ્ચે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોનો શોષણ દર હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઓરડાના તાપમાને ઇન્ફ્રારેડ કિરણો માટે શુદ્ધ એલ્યુમિનિયમ સપાટીનો શોષણ દર લગભગ 12%છે, જ્યારે રફ કોપર સપાટીનો શોષણ દર લગભગ 40%સુધી પહોંચી શકે છે.
2.૨ પ્રોક્ટિઝ અને મેટલ કમ્પાઉન્ડ્સ દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ શોષણના પ્રભાવિત પરિબળો:
Me ધાતુઓના પ્રકારો: વિવિધ ધાતુઓમાં વિવિધ અણુ બંધારણો અને ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી હોય છે, પરિણામે ઇન્ફ્રારેડ કિરણો માટે તેમની વિવિધ શોષણ ક્ષમતા.
Face સર્ફેસ શરત: રફનેસ, ઓક્સાઇડ સ્તર અથવા ધાતુની સપાટીની કોટિંગ શોષણ દરને અસર કરશે.
Ter ટેમ્પરેચર: તાપમાનમાં ફેરફાર ધાતુની અંદર ઇલેક્ટ્રોનિક રાજ્યને બદલશે, ત્યાં તેના ઇન્ફ્રારેડ કિરણોના શોષણને અસર કરશે.
Infrared તરંગલંબાઇ: ઇન્ફ્રારેડ કિરણોની વિવિધ તરંગલંબાઇમાં ધાતુઓ માટે વિવિધ શોષણ ક્ષમતા હોય છે.
વિશિષ્ટ શરતો હેઠળ બદલાતી: ચોક્કસ ચોક્કસ શરતો હેઠળ, ધાતુઓ દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ કિરણોનો શોષણ દર નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ધાતુની સપાટી વિશેષ સામગ્રીના સ્તર સાથે કોટેડ હોય છે, ત્યારે ઇન્ફ્રારેડ કિરણોને શોષી લેવાની તેની ક્ષમતા વધારી શકાય છે. આ ઉપરાંત, ઉચ્ચ તાપમાન વાતાવરણમાં ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક સ્થિતિમાં ફેરફાર પણ શોષણ દરમાં વધારો તરફ દોરી શકે છે.
એપ્લીકેશન ફીલ્ડ્સ: મેટલ સંયોજનોના ઇન્ફ્રારેડ શોષણ ગુણધર્મોનું ઇન્ફ્રારેડ ટેકનોલોજી, થર્મલ ઇમેજિંગ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશન મૂલ્ય હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુની સપાટીના કોટિંગ અથવા તાપમાનને નિયંત્રિત કરીને, તેના ઇન્ફ્રારેડ કિરણોના શોષણને સમાયોજિત કરી શકાય છે, તાપમાનના માપન, થર્મલ ઇમેજિંગ, વગેરેમાં એપ્લિકેશનને મંજૂરી આપે છે.
- વિશિષ્ટ પદ્ધતિઓ અને સંશોધન પૃષ્ઠભૂમિ - સંશોધનકારોએ પ્રાયોગિક માપન અને વ્યાવસાયિક અભ્યાસ દ્વારા ધાતુઓ દ્વારા ઇન્ફ્રારેડ કિરણોના શોષણ દરને નિર્ધારિત કર્યા. આ ડેટા મેટલ સંયોજનોના opt પ્ટિકલ ગુણધર્મોને સમજવા અને સંબંધિત એપ્લિકેશનો વિકસાવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
સારાંશમાં, ધાતુના સંયોજનોના ઇન્ફ્રારેડ શોષણ ગુણધર્મો ઘણા પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે અને વિવિધ પરિસ્થિતિઓમાં નોંધપાત્ર રીતે બદલાઈ શકે છે. આ ગુણધર્મો ઘણા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.