Kāds ir metāla savienojumu princips, absorbējot infrasarkano staru starus un kādi ir tā ietekmējošie faktori?
Metāla savienojumiem, ieskaitot retzemju savienojumus, ir izšķiroša loma infrasarkanā absorbcijā. Kā līderis retu metālu un retzemju savienojumos,Urbanmines Tech. Co, LtdApvidū apkalpo gandrīz 1/8 pasaules klientu infrasarkanās absorbcijas dēļ. Lai risinātu mūsu klientu tehniskos jautājumus par šo lietu, mūsu uzņēmuma pētniecības un attīstības centrs ir apkopojis šo rakstu, lai sniegtu atbildes
1. Infrasarkanās absorbcijas princips un īpašības ar metāla savienojumiem
Infrasarkanās absorbcijas princips ar metāla savienojumiem galvenokārt balstās uz to molekulārās struktūras un ķīmisko saites vibrāciju. Infrasarkanās spektroskopijas pētījumu molekulārā struktūra, izmērot intramolekulārās vibrācijas un rotācijas enerģijas līmeņa pāreju. Ķīmisko saišu vibrācija metāla savienojumos novedīs pie infrasarkanās absorbcijas, īpaši metāla-organiskām saitēm metāla organiskos savienojumos, daudzu neorganisko saišu vibrācija un kristāla rāmja vibrācija, kas parādīsies dažādos infrasarkanā spektra reģionos.
Dažādu metāla savienojumu veiktspēja infrasarkanajā spektrā:
(1) .mxēna materiāls: mxēns ir divdimensiju pārejas metāla-oglekļa/slāpekļa savienojums ar bagātīgām sastāvdaļām, metālisku vadītspēju, lielu specifisku virsmas laukumu un aktīvu virsmu. Tam ir atšķirīgi infrasarkanā absorbcijas līmeņi tuvās infrasarkanās un vidējā/tālā infrasarkanā joslā, un pēdējos gados tas ir plaši izmantots infrasarkanās maskēšanās, fototermiskā konvertācijā un citos laukos.
(2) .opper savienojumi: fosfora saturoši vara savienojumi labi darbojas starp infrasarkanajiem absorbētājiem, efektīvi novēršot melno parādību, ko izraisa ultravioletos starus un saglabājot izcilu redzamu gaismas caurlaidību un infrasarkanās absorbcijas īpašības ilgu laiku3.
Praktiski piemērošanas gadījumi
(1) .InFRADRAY maskēšanās: MXENE materiālus plaši izmanto infrasarkanās maskēšanās, ņemot vērā to lieliskās infrasarkanās absorbcijas īpašības. Tie var efektīvi samazināt mērķa infrasarkano staru īpašības un uzlabot slēpšanu 2.
(2) .Phototermālā konvertēšana: MXENE materiāliem ir zemas emisijas īpašības vidējā/tālu infrasarkano staru joslās, kas ir piemērotas fototermālām konvertēšanas lietojumiem un kuras var efektīvi pārveidot gaismas enerģiju siltumenerģijā2.
(3) .Window materiāli: sveķu sastāvs, kas satur infrasarkanos absorbētājus, izmanto logu materiālos, lai efektīvi bloķētu infrasarkano starus un uzlabotu energoefektivitāti 3.
Šie pielietojuma gadījumi parāda metāla savienojumu daudzveidību un praktiskumu infrasarkanā absorbcijā, īpaši to nozīmīgajā lomā mūsdienu zinātnē un rūpniecībā.
2. Kuri metāla savienojumi var absorbēt infrasarkanos starus?
Metāla savienojumi, kas var absorbēt infrasarkanos starus, ietverAntimona alvas oksīds (ATO), Indija skārda oksīds (ITO), alumīnija cinka oksīds (AZO), volframa trioksīds (WO3), dzelzs tetroksīds (Fe3O4) un stroncija titanāts (Srtio3).
2.1 Metāla savienojumu absorbcijas īpašības
Antimony alvas oksīds (ATO): tas var pasargāt tuvu infrasarkano gaismu ar viļņa garumu, kas lielāks par 1500 nm, bet nevar pasargāt ultravioleto gaismu un infrasarkano gaismu ar viļņa garumu, kas mazāks par 1500 nm.
Indium skārda oksīds (ITO): līdzīgi kā ATO, tam ir ekranēšanas tuvās infrasarkanās gaismas efekts.
Cinka alumīnija oksīds (AZO): tam ir arī tuvās infrasarkanās gaismas ekranēšanas funkcija.
Volframa trioksīds (WO3): Tam ir lokalizēts virsmas plazmas rezonanses efekts un mazs polarona absorbcijas mehānisms, var pasargāt infrasarkano starojumu ar viļņa garumu 780-2500 nm, un tas nav toksisks un lēts.
Fe3O4: tam ir labas infrasarkanās absorbcijas un termiskās reakcijas īpašības, un to bieži izmanto infrasarkano staru sensoros un detektoros.
Strontium titanāts (SRTIO3): ir lieliska infrasarkanā absorbcija un optiskās īpašības, kas piemērotas infrasarkanajiem sensoriem un detektoriem.
Erbija fluorīds (ERF3): ir retzemju savienojums, kas var absorbēt infrasarkanos starus. Erbija fluorīdam ir rožu krāsas kristāli, kušanas temperatūra 1350 ° C, viršanas temperatūra 2200 ° C un blīvums 7,814 g/cm³. To galvenokārt izmanto optiskos pārklājumos, šķiedru dopingā, lāzera kristālos, viena kristāla izejvielās, lāzera pastiprinātājos, katalizatora piedevās un citos laukos.
2.2. Metāla savienojumu pielietojums infrasarkanajā absorbējošajos materiālos
Šie metāla savienojumi tiek plaši izmantoti infrasarkano absorbcijas materiālos. Piemēram, ATO, ITO un AZO bieži izmanto caurspīdīgos vadošos, antistatiskos, radiācijas aizsardzības pārklājumos un caurspīdīgos elektrodos; WO3 tiek plaši izmantots dažādos siltuma izolācijas, absorbcijas un refleksijas infrasarkano staru materiālos, ņemot vērā tā lielisko gandrīz infrasarkano ekranēšanas veiktspēju un netoksiskas īpašības. Šiem metāla savienojumiem ir liela nozīme infrasarkano tehnoloģiju jomā, pateicoties to unikālajām infrasarkanās absorbcijas īpašībām.
2.3 Kuri retzemju savienojumi var absorbēt infrasarkanos starus?
Starp retzemju elementiem lantāna heksaborīds un nanoizmēra lantāna borīds var absorbēt infrasarkanos starus.Lanthanum heksaborīds (Lab6)ir materiāls, ko plaši izmanto radara, aviācijas un kosmosa, elektronikas rūpniecībā, instrumentos, medicīniskajā aprīkojumā, sadzīves tehnikas metalurģijā, vides aizsardzībā un citās jomās. Jo īpaši lantanuma heksaborīda viena kristāla ir materiāls, lai izgatavotu lieljaudas elektronu caurules, magnetronus, elektronu starus, jonu starus un akseleratora katodus.
Turklāt nano mēroga Lantanum Boride ir arī īpašības absorbēt infrasarkano staru. To izmanto pārklājumā uz polietilēna plēves lapu virsmas, lai bloķētu saules gaismas infrasarkanos starus. Absorbējot infrasarkanos starus, nano-mēroga lantāna borīda neuzsūc pārāk daudz redzamas gaismas. Šis materiāls var novērst infrasarkano staru iekļūšanu loga stiklā karstā klimatā, un aukstā klimatā var efektīvāk izmantot gaismas un siltuma enerģiju.
Retzemju elementi tiek plaši izmantoti daudzās jomās, ieskaitot militārās, kodolenerģijas, augstās tehnoloģijas un ikdienas patēriņa produktus. Piemēram, lanthanum tiek izmantots, lai uzlabotu sakausējumu taktisko veiktspēju ieročos un aprīkojumā, gadolīnijs un tā izotopi tiek izmantoti kā neitronu absorbētāji kodolenerģijas laukā, un ceriju izmanto kā stikla piedevu, lai absorbētu ultravioletos un infrasarkanos starus.
Cerium kā stikla piedeva var absorbēt ultravioleto un infrasarkano staru starus, un tagad to plaši izmanto automobiļu stiklā. Tas ne tikai aizsargā pret ultravioletiem stariem, bet arī samazina temperatūru automašīnas iekšpusē, tādējādi ietaupot elektrību gaisa kondicionēšanai. Kopš 1997. gada japāņu automašīnu stikls ir pievienots ar cerija oksīdu, un 1996. gadā tas tika izmantots automašīnās.
3.Properijas un ietekmējošie infrasarkanās absorbcijas faktori ar metāla savienojumiem
3.1. Infrasarkanās absorbcijas īpašības un ietekmējošie faktori ar metāla savienojumiem galvenokārt ietver šādus aspektus:
Absorbcijas ātruma diapazons: Metāla savienojumu absorbcijas ātrums infrasarkanajiem stariem mainās atkarībā no tādiem faktoriem kā metāla tipa, virsmas stāvoklis, temperatūra un infrasarkano staru viļņa garums. Parastie metāli, piemēram, alumīnijs, vara un dzelzs, parasti ir infrasarkano staru absorbcijas ātrums no 10% līdz 50% istabas temperatūrā. Piemēram, tīras alumīnija virsmas absorbcijas ātrums pret infrasarkanajiem stariem istabas temperatūrā ir aptuveni 12%, savukārt raupjas vara virsmas absorbcijas ātrums var sasniegt aptuveni 40%.
3.2properāti un ietekmējošie infrasarkanās absorbcijas faktori ar metāla savienojumiem:
Metālu tipi: dažādiem metāliem ir dažādas atomu struktūras un elektronu izkārtojumi, kā rezultātā to dažādas absorbcijas iespējas ir infrasarkanajiem stariem.
Surface stāvoklis: Metāla virsmas nelīdzenums, oksīda slānis vai pārklājums ietekmēs absorbcijas ātrumu.
Temperature: Temperatūras izmaiņas mainīs elektronisko stāvokli metāla iekšpusē, tādējādi ietekmējot tā infrasarkano staru absorbciju.
InFRADRADS viļņa garums: Dažādiem infrasarkano staru viļņu garumiem ir dažādas absorbcijas iespējas metāliem.
Mandas īpašos apstākļos: noteiktos īpašos apstākļos metālu infrasarkano staru absorbcijas ātrums var ievērojami mainīties. Piemēram, ja metāla virsma ir pārklāta ar īpašu materiāla slāni, var uzlabot tā spēju absorbēt infrasarkano starus. Turklāt izmaiņas metālu elektroniskajā stāvoklī augstas temperatūras vidē var izraisīt arī absorbcijas ātruma palielināšanos.
Paratikāles lauki: Metāla savienojumu infrasarkano absorbcijas īpašībām ir svarīga pielietojuma vērtība infrasarkano tehnoloģiju, termiskās attēlveidošanas un citās jomās. Piemēram, kontrolējot metāla virsmas pārklājumu vai temperatūru, var noregulēt tā infrasarkano staru absorbciju, ļaujot pielietot temperatūras mērīšanu, termisko attēlveidošanu utt.
Epperimentālās metodes un pētniecības fons: Pētnieki, izmantojot eksperimentālos mērījumus un profesionālos pētījumus, noteica infrasarkano staru absorbcijas ātrumu ar metāliem. Šie dati ir svarīgi, lai izprastu metāla savienojumu optiskās īpašības un ar saistīto lietojumprogrammu izstrādi.
Rezumējot, daudzi faktori ietekmē metāla savienojumu infrasarkanās absorbcijas īpašības, un dažādos apstākļos var ievērojami mainīties. Šīs īpašības tiek plaši izmantotas daudzās jomās.