რა პრინციპია ლითონის ნაერთები, რომლებიც შთანთქავენ ინფრაწითელ სხივებს და რა გავლენას ახდენს მისი ფაქტორები?
ლითონის ნაერთები, მათ შორის იშვიათი დედამიწის ნაერთები, მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ინფრაწითელ შეწოვაში. როგორც ლიდერი იშვიათი ლითონის და იშვიათი დედამიწის ნაერთებში,UrbanMines Tech. კომპანია, შპს. ემსახურება მსოფლიოს მომხმარებლების თითქმის 1/8 ინფრაწითელი შთანთქმის გამო. ჩვენი მომხმარებლების ტექნიკური გამოძიებების ამ საკითხთან დაკავშირებით, ჩვენი კომპანიის კვლევისა და განვითარების ცენტრმა შეადგინა ეს სტატია პასუხების მისაღებად
1. ლითონის ნაერთების მიერ ინფრაწითელი შეწოვის პრინციპი და მახასიათებლები
ლითონის ნაერთების მიერ ინფრაწითელი შეწოვის პრინციპი ძირითადად ემყარება მათი მოლეკულური სტრუქტურისა და ქიმიური ობლიგაციების ვიბრაციას. ინფრაწითელი სპექტროსკოპია შეისწავლის მოლეკულურ სტრუქტურას ინტრამოლეკულური ვიბრაციის და ბრუნვის ენერგიის დონის გადასვლის გზით. ქიმიური ობლიგაციების ვიბრაცია ლითონის ნაერთებში გამოიწვევს ინფრაწითელ შეწოვას, განსაკუთრებით მეტალ-ორგანულ ობლიგაციებს ლითონ-ორგანულ ნაერთებში, მრავალი არაორგანული ობლიგაციების ვიბრაცია და ბროლის ჩარჩოს ვიბრაცია, რომელიც გამოჩნდება ინფრაწითელი სპექტრის სხვადასხვა რეგიონში.
სხვადასხვა ლითონის ნაერთების შესრულება ინფრაწითელ სპექტრში:
(1) .მქსენის მასალა: mxene არის ორგანზომილებიანი გადასვლის ლითონის ნახშირბადის/აზოტის ნაერთი მდიდარი კომპონენტებით, მეტალის გამტარობით, დიდი სპეციფიკური ზედაპირით და აქტიური ზედაპირით. მას აქვს სხვადასხვა ინფრაწითელი შთანთქმის მაჩვენებლები ახლო ინფრაწითელ და შუა/შორეულ ინფრაწითელ ზოლებში და ფართოდ გამოიყენება ბოლო წლების განმავლობაში ინფრაწითელ შენიღბვაში, ფოტოთერმული კონვერტაციისა და სხვა სფეროებში.
.
პრაქტიკული განაცხადის შემთხვევები
(1) .ჩამორული კამუფლაჟი: mxene მასალები ფართოდ გამოიყენება ინფრაწითელ შენიღბვაში, მათი შესანიშნავი ინფრაწითელი შთანთქმის თვისებების გამო. მათ შეუძლიათ ეფექტურად შეამცირონ სამიზნის ინფრაწითელი მახასიათებლები და გააუმჯობესონ დამალვა 2.
.
.
ამ განაცხადის შემთხვევები აჩვენებს ლითონის ნაერთების მრავალფეროვნებას და პრაქტიკულობას ინფრაწითელ შთანთქმის დროს, განსაკუთრებით მათი მნიშვნელოვანი როლი თანამედროვე მეცნიერებასა და ინდუსტრიაში.
2. რომელ ლითონის ნაერთებს შეუძლიათ შეიწოვონ ინფრაწითელი სხივები?
ლითონის ნაერთები, რომლებსაც შეუძლიათ ინფრაწითელი სხივების ათვისება, მოიცავსანტიმონი კალის ოქსიდი (ATO), ინდიუმის კალის ოქსიდი (ITO), ალუმინის თუთიის ოქსიდი (აზო), ვოლფრამის ტრიოქსიდი (WO3), რკინის ტეტროქსიდი (Fe3O4) და სტრონტიუმის ტიტანიატი (SRTIO3).
2.1 ლითონის ნაერთების ინფრაწითელი შთანთქმის მახასიათებლები
Anantionions კალის ოქსიდი (ATO): მას შეუძლია დაიცვას ახლო ინფრაწითელი შუქი, ტალღის სიგრძით 1500 ნმ-ზე მეტი, მაგრამ ვერ დაიცავს ულტრაიისფერი შუქი და ინფრაწითელი შუქი, ტალღის სიგრძით 1500 ნმმზე ნაკლები.
Indium Tin Oxide (ITO): ATO- ს მსგავსია, მას აქვს ეფექტი, რომ დაიცვას ახლო ინფრაწითელი შუქი.
თუთიის ალუმინის ოქსიდი (აზო): მას ასევე აქვს ფუნქცია, რომელიც ახლო ინფრაწითელ შუქს იცავს.
ვოლფრამის ტრიოქსიდი (WO3): მას აქვს ლოკალიზებული ზედაპირის პლაზმონის რეზონანსული ეფექტი და მცირე პოლარონის შთანთქმის მექანიზმი, შეუძლია დაიცვას ინფრაწითელი გამოსხივება 780-2500 ნმ ტალღის სიგრძით, და არატოქსიკური და იაფია.
Fe3o4: მას აქვს კარგი ინფრაწითელი შეწოვა და თერმული რეაგირების თვისებები და ხშირად გამოიყენება ინფრაწითელ სენსორებსა და დეტექტორებში.
Strontium titanate (srtio3): აქვს შესანიშნავი ინფრაწითელი შეწოვა და ოპტიკური თვისებები, შესაფერისია ინფრაწითელი სენსორებისა და დეტექტორებისთვის.
Erbium Fluoride (ERF3): არის იშვიათი დედამიწის ნაერთი, რომელსაც შეუძლია შეიწოვოს ინფრაწითელი სხივები. ერბიუმის ფტორს აქვს ვარდისფერი ფერის კრისტალები, დნობის წერტილი 1350 ° C, 2200 ° C- ის დუღილის წერტილი და სიმკვრივე 7.814 გ/სმ³. იგი ძირითადად გამოიყენება ოპტიკურ საიზოლაციო მასალებში, ბოჭკოვანი დოპინგით, ლაზერული კრისტალებით, ერთ კრისტალური ნედლეული, ლაზერული გამაძლიერებლები, კატალიზატორი დანამატები და სხვა სფეროები.
2.2 ლითონის ნაერთების გამოყენება ინფრაწითელ შთანთქმის მასალებში
ეს ლითონის ნაერთები ფართოდ გამოიყენება ინფრაწითელი შთანთქმის მასალებში. მაგალითად, ATO, ITO და AZO ხშირად გამოიყენება გამჭვირვალე გამტარ, ანტისტატიკური, რადიაციული დაცვის საიზოლაციო მასალებში და გამჭვირვალე ელექტროდებში; WO3 ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სითბოს იზოლაცია, შეწოვა და ასახვის ინფრაწითელი მასალები, მისი შესანიშნავი ახლო ინფრაწითელი ფარის შესრულებისა და არატოქსიკური თვისებების გამო. ეს ლითონის ნაერთები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ინფრაწითელი ტექნოლოგიის სფეროში, მათი უნიკალური ინფრაწითელი შთანთქმის მახასიათებლების გამო.
2.3 რომელი იშვიათი დედამიწის ნაერთებს შეუძლიათ შეიწოვონ ინფრაწითელი სხივები?
დედამიწის იშვიათ ელემენტებს შორის, Lanthanum ჰექსაბორიდს და ნანო ზომის Lanthanum Boride- ს შეუძლია შეიწოვოს ინფრაწითელი სხივები.Lanthanum hexaboride (Lab6)არის მასალა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება სარადაროში, კოსმოსურ სივრცეში, ელექტრონიკის ინდუსტრიაში, აპარატურაში, სამედიცინო აღჭურვილობაში, საყოფაცხოვრებო ტექნიკის მეტალურგიაში, გარემოს დაცვასა და სხვა სფეროებში. კერძოდ, Lanthanum Hexaboride Single Crystal არის მასალა მაღალი სიმძლავრის ელექტრონული მილების, მაგნიტრონების, ელექტრონული სხივების, იონური სხივების და ამაჩქარებლის კათოდების დასამზადებლად.
გარდა ამისა, ნანო მასშტაბის Lanthanum Boride- ს ასევე აქვს ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის საკუთრება. იგი გამოიყენება საფარში, პოლიეთილენის ფილმის ფურცლების ზედაპირზე, მზის შუქისგან ინფრაწითელი სხივების დაბლოკვის მიზნით. ინფრაწითელი სხივების შთანთქმისას, ნანო მასშტაბის Lanthanum Boride არ შთანთქავს ზედმეტ თვალსაჩინო შუქს. ამ მასალას შეუძლია თავიდან აიცილოს ინფრაწითელი სხივები ფანჯრის შუშის შესასვლელად ცხელ კლიმატში და უფრო ეფექტურად გამოიყენოს მსუბუქი და სითბოს ენერგია ცივ კლიმატში.
იშვიათი დედამიწის ელემენტები ფართოდ გამოიყენება მრავალ სფეროში, მათ შორის სამხედრო, ბირთვული ენერგია, მაღალი ტექნოლოგია და ყოველდღიური სამომხმარებლო პროდუქტები. მაგალითად, Lanthanum გამოიყენება შენადნობების ტაქტიკური შესრულების გასაუმჯობესებლად იარაღსა და აღჭურვილობაში, გაადოლინიუმი და მისი იზოტოპები გამოიყენება როგორც ნეიტრონის შთამნთქმელი ბირთვული ენერგიის ველში, ხოლო ცერიუმი გამოიყენება როგორც მინის დანამატი, ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის მიზნით.
ცერიუმს, როგორც მინის დანამატს, შეუძლია შთანთქოს ულტრაიისფერი და ინფრაწითელი სხივები და ახლა ფართოდ გამოიყენება საავტომობილო მინის. იგი არა მხოლოდ იცავს ულტრაიისფერი სხივებისგან, არამედ ამცირებს ტემპერატურას მანქანაში, რითაც დაზოგავს ელექტროენერგიას კონდიციონერისთვის. 1997 წლიდან იაპონური საავტომობილო მინის დაემატა ცერიუმის ოქსიდით და იგი 1996 წელს გამოიყენეს ავტომობილებში.
3. ლითონის ნაერთების მიერ ინფრაწითელი შეწოვის ფაქტორები და გავლენის ფაქტორები
3.1 ლითონის ნაერთების მიერ ინფრაწითელი შეწოვის ფაქტორები და გავლენის ფაქტორები ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:
შთანთქმის სიჩქარის დიაპაზონი: ლითონის ნაერთების შთანთქმის სიჩქარე ინფრაწითელ სხივებზე განსხვავდება ფაქტორების მიხედვით, როგორიცაა ლითონის ტიპი, ზედაპირის მდგომარეობა, ტემპერატურა და ინფრაწითელი სხივების ტალღის სიგრძე. საერთო ლითონებს, როგორიცაა ალუმინი, სპილენძი და რკინა, ჩვეულებრივ, აქვთ ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის სიჩქარე 10% და 50% შორის ოთახის ტემპერატურაზე. მაგალითად, სუფთა ალუმინის ზედაპირის შთანთქმის სიჩქარე ინფრაწითელ სხივებზე ოთახის ტემპერატურაზე დაახლოებით 12%, ხოლო უხეში სპილენძის ზედაპირის შეწოვის სიჩქარე შეიძლება მიაღწიოს დაახლოებით 40%-ს.
3.2 საკუთრება და ინფრაწითელი შეწოვის ფაქტორები ლითონის ნაერთების მიერ:
‘ლითონების ტიპები: სხვადასხვა ლითონებს აქვთ სხვადასხვა ატომური სტრუქტურები და ელექტრონული მოწყობა, რის შედეგადაც მათი განსხვავებული შთანთქმის შესაძლებლობები ინფრაწითელი სხივებისთვის.
Sursurface მდგომარეობა : ლითონის ზედაპირის უხეში, ოქსიდის ფენა ან საფარი გავლენას მოახდენს შთანთქმის სიჩქარეზე.
Temperature: ტემპერატურის ცვლილებები შეცვლის ელექტრონულ მდგომარეობას ლითონის შიგნით, რითაც გავლენას ახდენს ინფრაწითელი სხივების შეწოვა.
Infrared ტალღის სიგრძე: ინფრაწითელი სხივების სხვადასხვა ტალღის სიგრძე აქვს სხვადასხვა შთანთქმის შესაძლებლობებს ლითონებისთვის.
Encects ცვლილებები კონკრეტულ პირობებში: გარკვეულ სპეციფიკურ პირობებში, ლითონების მიერ ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის სიჩქარე შეიძლება მნიშვნელოვნად შეიცვალოს. მაგალითად, როდესაც ლითონის ზედაპირი დაფარულია სპეციალური მასალის ფენით, შეიძლება გაძლიერდეს ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის უნარი. გარდა ამისა, მაღალ ტემპერატურულ გარემოში ლითონების ელექტრონულ მდგომარეობაში ცვლილებებმა შეიძლება გამოიწვიოს შთანთქმის სიჩქარის ზრდა.
აპლიკაციური ველები: ლითონის ნაერთების ინფრაწითელი შთანთქმის თვისებებს აქვთ მნიშვნელოვანი განაცხადის მნიშვნელობა ინფრაწითელ ტექნოლოგიაში, თერმული გამოსახულების და სხვა სფეროებში. მაგალითად, ლითონის ზედაპირის საფარის ან ტემპერატურის გაკონტროლებით, ინფრაწითელი სხივების მისი შეწოვა შეიძლება მორგებული იყოს, რაც საშუალებას იძლევა აპლიკაციების ტემპერატურის გაზომვაში, თერმული გამოსახულების და ა.შ.
Experificental მეთოდები და კვლევის ფონი: მკვლევარებმა დაადგინეს ლითონების მიერ ინფრაწითელი სხივების შთანთქმის სიჩქარე ექსპერიმენტული გაზომვების და პროფესიული კვლევების საშუალებით. ეს მონაცემები მნიშვნელოვანია ლითონის ნაერთების ოპტიკური თვისებების გასაგებად და დაკავშირებული პროგრამების შემუშავებისთვის.
მოკლედ რომ ვთქვათ, ლითონის ნაერთების ინფრაწითელი შთანთქმის თვისებები მრავალი ფაქტორით იმოქმედებს და შეიძლება მნიშვნელოვნად შეიცვალოს სხვადასხვა პირობებში. ეს თვისებები ფართოდ გამოიყენება მრავალ სფეროში.