Jaka jest zasada związków metali pochłaniających promienie podczerwieni i jakie są jego czynniki wpływające?
Związki metali, w tym związki ziem rzadkich, odgrywają kluczową rolę w absorpcji w podczerwieni. Jako lider w związkach rzadkich metali i ziem rzadkich,Urbanmines Tech. Co., Ltd. Służy prawie 1/8 klientów na świecie do absorpcji w podczerwieni. Aby zająć się zapytaniami technicznymi naszych klientów w tej sprawie, centrum badań i rozwoju naszej firmy opracowało ten artykuł, aby udzielić odpowiedzi
1. Zasada i charakterystyka absorpcji w podczerwieni przez związki metalowe
Zasada absorpcji w podczerwieni związkami metali opiera się głównie na wibracji ich struktury molekularnej i wiązań chemicznych. Spektroskopia w podczerwieni bada strukturę molekularną poprzez pomiar przejścia wibracji wewnątrzcząsteczkowej i poziomów energii obrotowej. Wibracje wiązań chemicznych w związkach metali doprowadzą do absorpcji w podczerwieni, zwłaszcza wiązań metalowo-organicznych w związkach organicznych metalowych, wibracji wielu wiązań nieorganicznych i wibracji ramy kryształowej, które pojawią się w różnych obszarach widma podczerwieni.
Wydajność różnych związków metali w widmach podczerwieni:
(1). Materiał MXENE: MxENE jest dwuwymiarowym przejściowym związkiem metalu/azotu z bogatymi składnikami, przewodnictwem metalicznym, dużą powierzchnią właściwą i powierzchnią aktywną. Ma różne wskaźniki absorpcji podczerwieni w pasmach bliskiej podczerwieni i środkowej/dalekiej podczerwieni i był szeroko stosowany w kamuflażu podczerwieni, konwersji fototermicznej i innych dziedzinach w ostatnich latach.
(2). Copper Związki : Związki miedzi zawierające fosfor działają dobrze wśród absorborów podczerwieni, skutecznie zapobiegając zjawiskowi zaczerpienia spowodowanego promieniami ultrafioletowymi i utrzymując doskonałą widzialną transmitancję światła i właściwości absorpcji w podczerwieni stabilnie przez długi czas 3.
Praktyczne przypadki aplikacji
(1). -infred kamuflage: Materiały MXENE są szeroko stosowane w kamuflażu podczerwieni ze względu na ich doskonałe właściwości absorpcji w podczerwieni. Mogą skutecznie zmniejszyć cechy podczerwieni celu i poprawić ukrywanie2.
(2). Konwersja phototermiczna : Materiały MXENE mają niskie charakterystyki emisji w pasmach w podczerwieni środkowej/dalekiej, które są odpowiednie do zastosowań fotototermicznych i mogą skutecznie przekształcać energię światła w energię cieplną 2.
(3). Materiały wiindow: Kompozycje żywicy zawierające absorbery podczerwieni są używane w materiałach okiennych do skutecznego blokowania promieni podczerwieni i poprawy efektywności energetycznej 3.
Te przypadki zastosowania pokazują różnorodność i praktyczność związków metali w absorpcji podczerwieni, zwłaszcza ich ważną rolę we współczesnej nauce i przemysłu.
2. Które związki metalowe mogą wchłaniać promienie podczerwieni?
Związki metalowe, które mogą pochłaniać promienie podczerwieniAntymony tlenek cyny (ATO), Indu tlenku cyny (ITO), aluminiowy tlenek cynku (azo), trutlenek wolframowy (WO3), tetotlenek żelaza (FE3O4) i Titanate Strontium (SRTIO3).
2.1 Charakterystyka absorpcji w podczerwieni związków metali
Antimony tlenek cyny (ATO): Może chronić światło blisko podczerwieni o długości fali większej niż 1500 nm, ale nie może chronić światła ultrafioletowego i światła podczerwieni o długości fali mniejszej niż 1500 nm.
Windium tlenku cyny (ITO): Podobnie jak ATO, ma on wpływ na oświetlenie bliskiej podczerwieni.
Cynk aluminiowy tlenek (AZO): ma również funkcję ochrony światła bliskiej podczerwieni.
TRIOTLENEK TRIOFTEN (WO3): Ma zlokalizowany efekt rezonansu plazmonowego powierzchniowego i mały mechanizm wchłaniania polaronu, może chronić promieniowanie podczerwieni o długości fali 780-2500 nm i jest nietoksyczne i niedrogie.
Fe3o4: Ma dobre właściwości absorpcji w podczerwieni i reakcję termiczną i jest często używany w czujnikach podczerwieni i detektorach.
Strontium Titanate (SRTIO3): Ma doskonałe wchłanianie w podczerwieni i właściwości optyczne, odpowiednie dla czujników podczerwieni i detektorów.
Erbium fluorek (ERF3): Jest związek ziem rzadkich, który może pochłaniać promienie podczerwieni. Fluor erbi ma kryształy w kolorze różowym, temperaturę topnienia 1350 ° C, temperaturę wrzenia 2200 ° C i gęstość 7,814 g/cm³. Jest stosowany głównie w powłokach optycznych, domieszkowaniu włókien, kryształach laserowych, surowcach pojedynczych kryształowych, wzmacniaczach laserowych, dodatkach katalizatora i innych polach.
2.2 Zastosowanie związków metali w materiałach pochłaniających podczerwień
Te związki metalowe są szeroko stosowane w materiałach absorpcyjnych w podczerwieni. Na przykład ATO, ITO i AZO są często stosowane w przezroczystych powłokach przewodzących, antystatycznych, ochronnych promieniowania i przezroczystych elektrod; WO3 jest powszechnie stosowany w różnych materiałach na podczerwień, wchłanianie i odbicie z powodu doskonałej wydajności osłony bliskiej podczerwieni i właściwości nietoksycznych. Te związki metalowe odgrywają ważną rolę w dziedzinie technologii podczerwieni ze względu na ich unikalne cechy absorpcji w podczerwieni.
2.3 Które związki ziem rzadkich mogą wchłaniać promienie podczerwieni?
Wśród elementów rzadkich ziem rzadkich heksaboryd lantanowy i nano wielkości bordorku mogą wchłonąć promienie podczerwieni.Lantanum heksaboride (lab6)jest materiałem powszechnie stosowanym w radarach, branży lotniczej, przemysłu elektronicznym, oprzyrządowaniu, sprzęcie medycznym, metalurgii urządzeń domowych, ochrony środowiska i innych dziedzin. W szczególności pojedynczy kryształ heksaborydu Lantanum jest materiałem do wytwarzania rur elektronów o dużej mocy, magnetronów, wiązek elektronów, wiązek jonowych i katod akceleratora.
Ponadto boride Lantanum w nano ma również własność pochłaniania promieni podczerwieni. Jest stosowany w powładzie na powierzchni arkuszy filmowych polietylenowych, aby blokować promienie podczerwieni ze światła słonecznego. Podczas wchłaniania promieni podczerwieni, boride Lantanum w nano nie pochłania zbyt dużej ilości światła widzialnego. Materiał ten może zapobiec wejściu promieni w podczerwieni do szkła okiennego w gorących klimatach i może skuteczniej wykorzystywać energię światła i ciepła w zimnym klimacie.
Elementy ziem rzadkich są szeroko stosowane w wielu dziedzinach, w tym wojskowej, energii jądrowej, wysokiej technologii i codziennych produktach konsumenckich. Na przykład lantan jest stosowany do poprawy taktycznej wydajności stopów w broni i sprzęcie, gadolinu i jego izotopach są stosowane jako absorbery neutronowe w polu energii jądrowej, a cerium jest stosowany jako dodatek szklany do wchłaniania promieni ultrafioletowych i podczerwieni.
Cerium, jako szklany dodatek, może pochłaniać promienie ultrafioletowe i podczerwieni i jest obecnie szeroko stosowane w szkłach samochodowych. Chroni nie tylko przed promieniami ultrafioletowymi, ale także zmniejsza temperaturę wewnątrz samochodu, oszczędzając w ten sposób energię elektryczną do klimatyzacji. Od 1997 r. Japońskie szkło samochodowe zostało dodane z tlenkiem ceru i zastosowano je w samochodach w 1996 roku.
3. Property i czynniki wpływające na wchłanianie w podczerwieni przez związki metalowe
3.1 Właściwości i czynniki wpływające na wchłanianie w podczerwieni przez związki metalowe obejmują głównie następujące aspekty:
Szybkość absorpcji: szybkość absorpcji związków metali do promieni podczerwieni różni się w zależności od takich czynników, jak typ metalu, stan powierzchniowy, temperatura i długość fali promieni podczerwieni. Wspólne metale, takie jak aluminium, miedź i żelazo, zwykle mają szybkość absorpcji promieni podczerwieni od 10% do 50% w temperaturze pokojowej. Na przykład szybkość absorpcji czystej powierzchni aluminiowej do promieni w podczerwieni w temperaturze pokojowej wynosi około 12%, podczas gdy szybkość absorpcji szorstkiej powierzchni miedzi może osiągnąć około 40%.
3.2 Property i czynniki wpływające na wchłanianie w podczerwieni przez związki metalowe:
Typy metali: Różne metale mają różne struktury atomowe i układy elektronowe, co skutkuje ich różnymi możliwościami absorpcji promieni podczerwieni.
Warunki powierzchni : chropowatość, warstwa tlenkowa lub powłoka powierzchni metalu wpłynie na szybkość absorpcji.
Temperature: Zmiany temperatury zmienią stan elektroniczny wewnątrz metalu, wpływając w ten sposób jego wchłanianie promieni podczerwieni.
Współczynnik falowy długość : Różne długości fal promieni podczerwieni mają różne możliwości absorpcji dla metali.
Wspaniale w określonych warunkach: W określonych warunkach szybkość absorpcji promieni podczerwieni przez metale może znacznie się zmieniać. Na przykład, gdy powierzchnia metalowa jest pokryta warstwą specjalnego materiału, jego zdolność do wchłaniania promieni podczerwieni można wzmocnić. Ponadto zmiany stanu elektronicznego metali w środowiskach o wysokiej temperaturze mogą również prowadzić do wzrostu szybkości absorpcji.
Pole aplikacji: Właściwości absorpcji w podczerwieni związków metali mają ważną wartość zastosowania w technologii podczerwieni, obrazowaniu termicznym i innych dziedzinach. Na przykład poprzez kontrolowanie powłoki lub temperatury powierzchni metalu można regulować jej wchłanianie promieni podczerwieni, umożliwiając zastosowanie w pomiarze temperatury, obrazowaniu termicznym itp.
Eksperymentalne metody i badań tło: Naukowcy określili wskaźnik absorpcji promieni podczerwieni przez metale poprzez pomiary eksperymentalne i badania zawodowe. Dane te są ważne dla zrozumienia właściwości optycznych związków metali i opracowania powiązanych zastosowań.
Podsumowując, wiele czynników wpływa właściwości absorpcji w podczerwieni związków metali i mogą się znacznie zmienić w różnych warunkach. Te właściwości są szeroko stosowane w wielu dziedzinach.