Apa prinsip senyawa logam yang menyerap sinar inframerah dan apa faktor yang mempengaruhi?
Senyawa logam, termasuk senyawa tanah jarang, memainkan peran penting dalam penyerapan inframerah. Sebagai pemimpin dalam senyawa logam dan tanah jarang yang langka,Urbanmines Tech. Co, Ltd. Melayani hampir 1/8 pelanggan dunia untuk penyerapan inframerah. Untuk mengatasi pertanyaan teknis pelanggan kami tentang masalah ini, pusat penelitian dan pengembangan perusahaan kami telah menyusun artikel ini untuk memberikan jawaban
1. Prinsip dan karakteristik penyerapan inframerah oleh senyawa logam
Prinsip penyerapan inframerah oleh senyawa logam terutama didasarkan pada getaran struktur molekulnya dan ikatan kimianya. Spektroskopi inframerah mempelajari struktur molekul dengan mengukur transisi getaran intramolekul dan tingkat energi rotasi. Getaran ikatan kimia dalam senyawa logam akan menyebabkan penyerapan inframerah, terutama ikatan logam-organik dalam senyawa logam-organik, getaran banyak ikatan anorganik, dan getaran bingkai kristal, yang akan muncul di berbagai daerah spektrum inframerah.
Kinerja senyawa logam yang berbeda dalam spektrum inframerah:
(1). Bahan MXENE: MXENE adalah senyawa transisi-karbon/nitrogen transisi dua dimensi dengan komponen yang kaya, konduktivitas logam, luas permukaan spesifik yang besar, dan permukaan aktif. Ini memiliki tingkat penyerapan inframerah yang berbeda pada pita inframerah-dekat dan mid-far-inframerah dan telah banyak digunakan dalam kamuflase inframerah, konversi fototermal, dan bidang lainnya dalam beberapa tahun terakhir.
(2) . Senyawa Copper: Senyawa tembaga yang mengandung fosfor berkinerja baik di antara peredam inframerah, secara efektif mencegah fenomena penghitam yang disebabkan oleh sinar ultraviolet dan mempertahankan transmitansi cahaya tampak yang sangat baik dan sifat penyerapan inframerah secara stabil untuk waktu yang lama3.
Kasus aplikasi praktis
(1) .Frared Camouflage: Bahan MXENE banyak digunakan dalam kamuflase inframerah karena sifat penyerapan inframerah yang sangat baik. Mereka dapat secara efektif mengurangi karakteristik inframerah target dan meningkatkan penyembunyian2.
(2) .fototermal konversi: bahan mxene memiliki karakteristik emisi rendah di pita inframerah menengah/jauh, yang cocok untuk aplikasi konversi fototermal dan dapat secara efisien mengubah energi cahaya menjadi energi panas2.
(3). Bahan Window: Komposisi resin yang mengandung peredam inframerah digunakan dalam bahan jendela untuk secara efektif memblokir sinar inframerah dan meningkatkan efisiensi energi 3.
Kasus -kasus aplikasi ini menunjukkan keragaman dan kepraktisan senyawa logam dalam penyerapan inframerah, terutama peran penting mereka dalam sains dan industri modern.
2. Senyawa logam mana yang dapat menyerap sinar inframerah?
Senyawa logam yang dapat menyerap sinar inframerah termasukAntimony Tin Oxide (ATO), indium timah oksida (ito), aluminium seng oksida (AZO), tungsten trioksida (WO3), besi tetroksida (Fe3O4) dan strontium titanate (SRTIO3).
2.1 Karakteristik penyerapan inframerah senyawa logam
Iantimony Tin Oxide (ATO): Ini dapat melindungi cahaya inframerah dekat dengan panjang gelombang lebih besar dari 1500 nm, tetapi tidak dapat melindungi cahaya ultraviolet dan cahaya inframerah dengan panjang gelombang kurang dari 1500 nm.
Indium tin oxide (ITO): Mirip dengan ATO, ia memiliki efek perisai cahaya inframerah-dekat.
Seng Aluminium Oksida (AZO): Ini juga memiliki fungsi perisai cahaya inframerah-dekat.
Tungsten trioksida (WO3): Ini memiliki efek resonansi plasmon permukaan yang terlokalisasi dan mekanisme penyerapan polaron kecil, dapat melindungi radiasi inframerah dengan panjang gelombang 780-2500 nm, dan tidak beracun dan murah.
Fe3O4: Ini memiliki sifat penyerapan inframerah dan respons termal yang baik dan sering digunakan dalam sensor dan detektor inframerah.
Strontium titanate (SRTIO3): Memiliki penyerapan inframerah yang sangat baik dan sifat optik, cocok untuk sensor dan detektor inframerah.
Erbium fluoride (ERF3): adalah senyawa tanah jarang yang dapat menyerap sinar inframerah. Erbium fluoride memiliki kristal berwarna mawar, titik leleh 1350 ° C, titik mendidih 2200 ° C, dan kepadatan 7,814g/cm³. Ini terutama digunakan dalam pelapis optik, doping serat, kristal laser, bahan baku kristal tunggal, amplifier laser, aditif katalis, dan bidang lainnya.
2.2 Aplikasi senyawa logam dalam bahan penyerap inframerah
Senyawa logam ini banyak digunakan dalam bahan penyerapan inframerah. Misalnya, ATO, ITO, dan AZO sering digunakan dalam pelapis konduktif transparan, antistatik, radiasi dan elektroda transparan; WO3 banyak digunakan dalam berbagai isolasi panas, penyerapan, dan bahan inframerah refleksi karena kinerja pelindung inframerah-dekat yang sangat baik dan sifat tidak beracun. Senyawa logam ini memainkan peran penting dalam bidang teknologi inframerah karena karakteristik penyerapan inframerah yang unik.
2.3 Senyawa tanah jarang mana yang dapat menyerap sinar inframerah?
Di antara unsur-unsur tanah yang jarang, lanthanum hexaboride dan lanthanum boride berukuran nano dapat menyerap sinar inframerah.Lanthanum hexaboride (LAB6)adalah bahan yang banyak digunakan dalam radar, kedirgantaraan, industri elektronik, instrumentasi, peralatan medis, metalurgi alat rumah, perlindungan lingkungan, dan bidang lainnya. Secara khusus, kristal tunggal lantanum heksaborida adalah bahan untuk membuat tabung elektron berdaya tinggi, magnetron, balok elektron, balok ion, dan katoda akselerator.
Selain itu, lanthanum boride skala nano juga memiliki sifat menyerap sinar inframerah. Ini digunakan dalam lapisan pada permukaan lembaran film polietilen untuk memblokir sinar inframerah dari sinar matahari. Saat menyerap sinar inframerah, lanthanum boride skala nano tidak menyerap terlalu banyak cahaya yang terlihat. Bahan ini dapat mencegah sinar inframerah memasuki kaca jendela di iklim panas, dan dapat lebih efektif memanfaatkan energi cahaya dan panas di iklim dingin.
Elemen -elemen tanah jarang banyak digunakan di banyak bidang, termasuk militer, energi nuklir, teknologi tinggi, dan produk konsumen harian. Sebagai contoh, lantanum digunakan untuk meningkatkan kinerja taktis paduan dalam senjata dan peralatan, gadolinium dan isotopnya digunakan sebagai peredam neutron di medan energi nuklir, dan cerium digunakan sebagai aditif kaca untuk menyerap ultraviolet dan sinar inframerah.
Cerium, sebagai aditif kaca, dapat menyerap ultraviolet dan sinar inframerah dan sekarang banyak digunakan dalam kaca mobil. Ini tidak hanya melindungi terhadap sinar ultraviolet tetapi juga mengurangi suhu di dalam mobil, sehingga menghemat listrik untuk AC. Sejak 1997, kaca mobil Jepang telah ditambahkan dengan cerium oksida, dan digunakan dalam mobil pada tahun 1996.
3. Properti dan Faktor Pengaruh Penyerapan Infrared oleh Senyawa Logam
3.1 Sifat -sifat dan faktor -faktor yang mempengaruhi penyerapan inframerah oleh senyawa logam terutama mencakup aspek -aspek berikut:
Kisaran laju penyerapan: Laju penyerapan senyawa logam terhadap sinar inframerah bervariasi tergantung pada faktor -faktor seperti jenis logam, keadaan permukaan, suhu, dan panjang gelombang sinar inframerah. Logam umum seperti aluminium, tembaga, dan zat besi biasanya memiliki tingkat penyerapan sinar inframerah antara 10% dan 50% pada suhu kamar. Sebagai contoh, laju penyerapan permukaan aluminium murni terhadap sinar inframerah pada suhu kamar adalah sekitar 12%, sedangkan laju penyerapan permukaan tembaga kasar dapat mencapai sekitar 40%.
3.2 Properti dan Faktor Pengaruh Penyerapan Infrared oleh Senyawa Logam:
Types logam: Logam yang berbeda memiliki struktur atom yang berbeda dan pengaturan elektron, menghasilkan kemampuan penyerapan yang berbeda untuk sinar inframerah.
Kondisi permukaan: kekasaran, lapisan oksida, atau lapisan permukaan logam akan mempengaruhi laju penyerapan.
Temperature: Perubahan suhu akan mengubah keadaan elektronik di dalam logam, sehingga mempengaruhi penyerapan sinar inframerah.
Peng panjang gelombang inframerah: Panjang gelombang yang berbeda dari sinar inframerah memiliki kemampuan penyerapan yang berbeda untuk logam.
berubah dalam kondisi spesifik: Dalam kondisi spesifik tertentu, laju penyerapan sinar inframerah oleh logam dapat berubah secara signifikan. Misalnya, ketika permukaan logam dilapisi dengan lapisan bahan khusus, kemampuannya untuk menyerap sinar inframerah dapat ditingkatkan. Selain itu, perubahan keadaan elektronik logam di lingkungan suhu tinggi juga dapat menyebabkan peningkatan tingkat penyerapan.
Fields APPLIKASI: Sifat penyerapan inframerah senyawa logam memiliki nilai aplikasi penting dalam teknologi inframerah, pencitraan termal, dan bidang lainnya. Misalnya, dengan mengendalikan lapisan atau suhu permukaan logam, penyerapan sinar inframerah dapat disesuaikan, memungkinkan aplikasi dalam pengukuran suhu, pencitraan termal, dll.
Metode Metode Eksperimental dan Latar Belakang Penelitian: Para peneliti menentukan tingkat penyerapan sinar inframerah oleh logam melalui pengukuran eksperimental dan studi profesional. Data ini penting untuk memahami sifat optik senyawa logam dan mengembangkan aplikasi terkait.
Singkatnya, sifat penyerapan inframerah dari senyawa logam dipengaruhi oleh banyak faktor dan dapat berubah secara signifikan dalam kondisi yang berbeda. Properti ini banyak digunakan di banyak bidang.