Hva er prinsippet om metallforbindelser som absorberer infrarøde stråler, og hva er dets påvirkende faktorer?
Metallforbindelser, inkludert sjeldne jordforbindelser, spiller en avgjørende rolle i infrarød absorpsjon. Som ledende innen sjeldne metall og sjeldne jordforbindelser,Urbanmines Tech. Co., Ltd. Serverer nesten 1/8 av verdens kunder for infrarød absorpsjon. For å adressere kundenes tekniske henvendelser om denne saken, har selskapets forsknings- og utviklingssenter samlet denne artikkelen for å gi svar
1. Prinsippet og egenskapene til infrarød absorpsjon av metallforbindelser
Prinsippet om infrarød absorpsjon av metallforbindelser er hovedsakelig basert på vibrasjonen av deres molekylstruktur og kjemiske bindinger. Infrarød spektroskopi -studier molekylær struktur ved å måle overgangen av intramolekylær vibrasjon og rotasjonsenerginivå. Vibrasjonen av kjemiske bindinger i metallforbindelser vil føre til infrarød absorpsjon, spesielt metallorganiske bindinger i metallorganiske forbindelser, vibrasjonen av mange uorganiske bindinger og krystallrammen vibrasjoner, som vil vises i forskjellige regioner av det infrarede spekteret.
Ytelse av forskjellige metallforbindelser i infrarøde spektre:
(1). MXEN-materiale: MXene er en todimensjonal overgangsmetall-karbon/nitrogenforbindelse med rike komponenter, metallisk konduktivitet, et stort spesifikt overflateareal og en aktiv overflate. Den har forskjellige infrarøde absorpsjonshastigheter i de nærmest infrarøde og midt-/langtinfrarøde båndene og har blitt mye brukt i infrarød kamuflasje, fototermisk konvertering og andre felt de siste årene.
(2). Kopperforbindelser: Fosforholdige kobberforbindelser fungerer godt blant infrarøde absorbenter, og forhindrer effektivt det svertende fenomenet forårsaket av ultrafiolette stråler og opprettholder utmerket synlig lysoverføring og infrarød absorpsjonsegenskaper er svært for en lang tid3.
Praktiske søknadssaker
(1 ). De kan effektivt redusere målets infrarøde egenskaper og forbedre concealment2.
(2) .Fototermisk konvertering: MXENE -materialer har lave utslippskarakteristikker i midten/fjern infrarøde bånd, som er egnet for fototermiske konverteringsapplikasjoner og kan effektivt konvertere lysenergi til varme energi2.
(3). Vindmaterialer: Harpikssammensetninger som inneholder infrarøde absorbenter brukes i vindusmaterialer for effektivt å blokkere infrarøde stråler og forbedre energieffektiviteten 3.
Disse applikasjonstilfellene viser mangfoldet og praktiske forholdene til metallforbindelser i infrarød absorpsjon, spesielt deres viktige rolle i moderne vitenskap og industri.
2. Hvilke metallforbindelser kan absorbere infrarøde stråler?
Metallforbindelser som kan absorbere infrarøde stråler inkludererAntimon tinnoksid (ATO), Indium tinnoksid (ITO), Aluminium sinkoksid (AZO), wolframtrioksid (WO3), jerntroksyd (Fe3O4) og strontiumtitanat (SRTIO3).
2.1 Infrarød absorpsjonsegenskaper av metallforbindelser
Antimon Tin Oxide (ATO): Det kan beskytte nær infrarødt lys med en bølgelengde større enn 1500 nm, men kan ikke beskytte ultrafiolett lys og infrarødt lys med en bølgelengde mindre enn 1500 nm.
Indium tinnoksid (ITO): I likhet med ATO har den effekten av å skjerme nærinfrarødt lys.
Sinkaluminiumoksyd (AZO): Det har også funksjonen til å skjerme nærinfrarødt lys.
Tungsten-trioksid (WO3): Den har en lokalisert overflateplasmonresonanseffekt og liten polaronabsorpsjonsmekanisme, kan skjerme infrarød stråling med en bølgelengde på 780-2500 nm, og er ikke-giftig og billig.
Fe3O4: Den har god infrarød absorpsjon og termiske responsegenskaper og brukes ofte i infrarøde sensorer og detektorer.
Strontium titanat (SRTIO3): har utmerket infrarød absorpsjon og optiske egenskaper, egnet for infrarøde sensorer og detektorer.
Erbiumfluorid (ERF3): er en sjelden jordforbindelse som kan absorbere infrarøde stråler. Erbiumfluorid har rosafargede krystaller, et smeltepunkt på 1350 ° C, et kokepunkt på 2200 ° C og en tetthet på 7,814g/cm³. Det brukes hovedsakelig i optiske belegg, fibers doping, laserkrystaller, råvarer med enkeltkrystall, laserforsterkere, katalysatortilsetningsstoffer og andre felt.
2.2 Påføring av metallforbindelser i infrarøde absorberende materialer
Disse metallforbindelsene er mye brukt i infrarøde absorpsjonsmaterialer. For eksempel brukes ATO, Ito og Azo ofte i gjennomsiktige ledende, antistatiske, strålebeskyttelsesbelegg og gjennomsiktige elektroder; WO3 er mye brukt i forskjellige varmeisolerings-, absorpsjons- og refleksjonsinfrarøde materialer på grunn av den utmerkede nesten-infrarøde skjermingsytelsen og ikke-giftige egenskaper. Disse metallforbindelsene spiller en viktig rolle innen infrarød teknologi på grunn av deres unike infrarøde absorpsjonsegenskaper.
2.3 Hvilke sjeldne jordforbindelser kan absorbere infrarøde stråler?
Blant de sjeldne jordelementene kan Lanthanum Hexaboride og nano-størrelse Lanthanum boride absorbere infrarøde stråler.Lanthanum Hexaboride (Lab6)er et materiale som er mye brukt i radar, romfart, elektronikkindustri, instrumentering, medisinsk utstyr, metallurgi for hjemmeapparat, miljøvern og andre felt. Spesielt er Lanthanum Hexaboride enkeltkrystall et materiale for å lage elektronrør med høy effekt, magnetrroner, elektronstråler, ionebjelker og gasspedalkatoder.
I tillegg har nanoskala lantanborid også egenskapen til å absorbere infrarøde stråler. Det brukes i belegget på overflaten av polyetylenfilmark for å blokkere infrarøde stråler fra sollys. Mens de absorberer infrarøde stråler, absorberer ikke nanoskala lantanborid for mye synlig lys. Dette materialet kan forhindre at infrarøde stråler kommer inn i vindusglass i varmt klima, og kan mer effektivt bruke lys og varme energi i kaldt klima.
Sjeldne jordelementer er mye brukt på mange felt, inkludert militære, kjernefysiske energi, høyteknologi og daglige forbrukerprodukter. For eksempel brukes Lanthanum for å forbedre den taktiske ytelsen til legeringer i våpen og utstyr, gadolinium og isotoper brukes som nøytronabsorbenter i kjernefysisk energifelt, og cerium brukes som et glassadditiv til absorber ultrafiolett og infrarede stråler.
Cerium, som et glassadditiv, kan absorbere ultrafiolett og infrarøde stråler og er nå mye brukt i bilglass. Det beskytter ikke bare mot ultrafiolette stråler, men reduserer også temperaturen inne i bilen, og sparer dermed strøm for klimaanlegg. Siden 1997 har japansk bilglass blitt tilsatt med ceriumoksid, og det ble brukt i biler i 1996.
3. Properties og påvirkende faktorer for infrarød absorpsjon av metallforbindelser
3.1 Egenskapene og påvirkningsfaktorene for infrarød absorpsjon av metallforbindelser inkluderer hovedsakelig følgende aspekter:
Absorpsjonshastighetsområde: absorpsjonshastigheten for metallforbindelser til infrarøde stråler varierer avhengig av faktorer som metalltype, overflatetilstand, temperatur og bølgelengde for infrarøde stråler. Vanlige metaller som aluminium, kobber og jern har vanligvis en absorpsjonshastighet av infrarøde stråler mellom 10% og 50% ved romtemperatur. For eksempel er absorpsjonshastigheten for ren aluminiumoverflate til infrarøde stråler ved romtemperatur omtrent 12%, mens absorpsjonshastigheten for grov kobberoverflate kan nå omtrent 40%.
3.2Properties og påvirkende faktorer for infrarød absorpsjon av metallforbindelser:
Typer av metaller: Ulike metaller har forskjellige atomstrukturer og elektronarrangementer, noe som resulterer i deres forskjellige absorpsjonsevner for infrarøde stråler.
Overflate -tilstand: ruhet, oksydlag eller belegg av metalloverflaten vil påvirke absorpsjonshastigheten.
Temperatur: Temperaturendringer vil endre den elektroniske tilstanden inne i metallet, og dermed påvirke dens absorpsjon av infrarøde stråler.
Infrared bølgelengde: Ulike bølgelengder av infrarøde stråler har forskjellige absorpsjonsevner for metaller.
Endringer under spesifikke forhold: Under visse spesifikke forhold kan absorpsjonshastigheten for infrarøde stråler med metaller endres betydelig. For eksempel, når en metalloverflate er belagt med et lag med spesielt materiale, kan dens evne til å absorbere infrarøde stråler forbedres. I tillegg kan endringer i den elektroniske tilstanden av metaller i miljøer med høy temperatur også føre til en økning i absorpsjonshastigheten.
Applikasjonsfelt: De infrarøde absorpsjonsegenskapene til metallforbindelser har viktig anvendelsesverdi i infrarød teknologi, termisk avbildning og andre felt. Ved å kontrollere belegget eller temperaturen på en metalloverflate kan for eksempel absorpsjonen av infrarøde stråler justeres, slik at bruksområder i temperaturmåling, termisk avbildning osv.
Experimentelle metoder og forskningsbakgrunn: Forskere bestemte absorpsjonshastigheten for infrarøde stråler av metaller gjennom eksperimentelle målinger og profesjonelle studier. Disse dataene er viktige for å forstå de optiske egenskapene til metallforbindelser og utvikle relaterte applikasjoner.
Oppsummert påvirkes de infrarøde absorpsjonsegenskapene til metallforbindelser av mange faktorer og kan endre seg betydelig under forskjellige forhold. Disse egenskapene er mye brukt på mange felt.