Care este principiul compușilor metalici care absorb razele infraroșii și care sunt factorii săi de influență?
Compușii metalici, inclusiv compușii rari de pământ, joacă un rol crucial în absorbția infraroșu. Ca lider în compușii rari de metal și rare,Urbanmine Tech. Co., Ltd. servește aproape 1/8 dintre clienții lumii pentru absorbția infraroșu. Pentru a aborda întrebările tehnice ale clienților noștri în această privință, centrul de cercetare și dezvoltare al companiei noastre a compilat acest articol pentru a oferi răspunsuri
1. Principiul și caracteristicile absorbției infraroșii de către compuși metalici
Principiul absorbției infraroșii de către compuși metalici se bazează în principal pe vibrația structurii moleculare și a legăturilor chimice. Spectroscopia cu infraroșu studiază structura moleculară prin măsurarea tranziției vibrațiilor intramoleculare și a nivelului de energie de rotație. Vibrația legăturilor chimice în compușii metalici va duce la absorbția infraroșu, în special legăturile metalice-organice în compuși metal-organici, vibrația multor legături anorganice și vibrațiile cadrului de cristal, care vor apărea în diferite regiuni ale spectrului infraroșu.
Performanța diferiților compuși metalici în spectre infraroșii:
(1). Material MXEN: MXEN este un compus de metal-carbon/azot de tranziție bidimensional cu componente bogate, conductivitate metalică, o suprafață specifică mare și o suprafață activă. Are diferite rate de absorbție în infraroșu în benzile cu infraroșu aproape și de la mijlocul/îndepărtat și a fost utilizat pe scară largă în camuflaj cu infraroșu, conversie fototermică și alte câmpuri în ultimii ani.
(2). Compuși de catree: Compușii de cupru care conțin fosforul funcționează bine printre absorbtorii infraroșii, prevenind efectiv fenomenul de înnegrire cauzat de raze ultraviolete și menținând o transmisie de lumină vizibilă excelentă și proprietăți de absorbție infraroșu în mod stabilit pentru mult timp3.
Cazuri practice de aplicare
(1). Camuflaj cu randamentul de tip: Materialele MXEN sunt utilizate pe scară largă în camuflaj cu infraroșu datorită proprietăților lor excelente de absorbție în infraroșu. Acestea pot reduce eficient caracteristicile infraroșii ale țintei și pot îmbunătăți ascunderea2.
(2). Conversiuneafototermă
(3). Materialele Window: Compozițiile de rășină care conțin amortizoare cu infraroșu sunt utilizate în materialele ferestre pentru a bloca eficient razele infraroșii și pentru a îmbunătăți eficiența energetică 3.
Aceste cazuri de aplicare demonstrează diversitatea și practicitatea compușilor metalici în absorbția infraroșu, în special rolul lor important în știința și industria modernă.
2.Care compuși metalici pot absorbi razele infraroșii?
Compușii metalici care pot absorbi razele infraroșii includOxid de antimoniu de staniu (ATO), Oxid de staniu de indiu (ITO), Oxid de zinc din aluminiu (AZO), Tungsten Trioxid (WO3), Tetroxid de fier (Fe3O4) și Titanat Strontium (SRTIO3).
2.1 Caracteristicile de absorbție în infraroșu a compușilor metalici
Antimonie Oxid de staniu (ATO): poate proteja lumina aproape infraroșu cu o lungime de undă mai mare de 1500 nm, dar nu poate proteja lumina ultravioletă și lumina infraroșu cu o lungime de undă mai mică de 1500 nm.
Indium Oxid de staniu (ITO): similar cu ATO, are efectul de a proteja lumina aproape infraroșu.
Oxid de aluminiu de zinc (AZO): De asemenea, are funcția de a proteja lumina cu infraroșu aproape.
Tungsten Trioxid (WO3): Are un efect de rezonanță plasmonică de suprafață localizată și un mecanism de absorbție a polaronului mic, poate proteja radiațiile infraroșii cu o lungime de undă de 780-2500 nm și este netoxică și ieftină.
FE3O4: Are proprietăți bune de absorbție în infraroșu și răspuns termic și este adesea utilizat în senzori și detectori cu infraroșu.
Titanatul destrontium (SRTIO3): are o absorbție excelentă a absorbției și proprietăților optice în infraroșu, potrivite pentru senzori și detectori cu infraroșu.
Fluorura erbium (ERF3): este un compus de pământ rar care poate absorbi razele infraroșii. Fluorura erbium are cristale de culoare trandafir, un punct de topire de 1350 ° C, un punct de fierbere de 2200 ° C și o densitate de 7,814g/cm³. Este utilizat în principal în acoperiri optice, dopaj de fibre, cristale laser, materii prime cu un singur cristal, amplificatoare laser, aditivi catalizatori și alte câmpuri.
2.2 Aplicarea compușilor metalici în materiale absorbante în infraroșu
Acești compuși metalici sunt folosiți pe scară largă în materialele de absorbție infraroșie. De exemplu, ATO, ITO și Azo sunt adesea utilizate în acoperiri transparente conductoare, antistatice, cu protecție împotriva radiațiilor și electrozi transparenti; WO3 este utilizat pe scară largă în diverse materiale cu infraroșu de căldură, absorbție și reflecție, datorită performanței sale excelente de ecranare a infraroșilor și a proprietăților non-toxice. Acești compuși metalici joacă un rol important în domeniul tehnologiei infraroșii, datorită caracteristicilor lor unice de absorbție în infraroșu.
2.3 Ce compuși de pământ rari pot absorbi razele infraroșii?
Printre elementele rare ale Pământului, hexaborida Lanthanum și borida Lanthanum de dimensiuni nano pot absorbi razele infraroșii.Lanthanum Hexaboride (lab6)este un material utilizat pe scară largă în radar, aerospațial, industria electronică, instrumentație, echipamente medicale, metalurgie pentru aparatul de acasă, protecția mediului și alte domenii. În special, cristalul unic de hexaborid Lanthanum este un material pentru realizarea tuburilor de electroni de mare putere, magnetoni, grinzi de electroni, grinzi ionice și catoduri de accelerație.
În plus, nano-scară Lanthanum Boride are, de asemenea, proprietatea de a absorbi razele infraroșii. Este utilizat în acoperirea de pe suprafața foilor de peliculă de polietilenă pentru a bloca razele infraroșii de lumina soarelui. În timp ce absorb razele infraroșii, borida lanthanum la scară nano nu absoarbe prea multă lumină vizibilă. Acest material poate împiedica razele infraroșii să intre în sticla ferestrei în climele fierbinți și poate utiliza mai eficient energia ușoară și termică în climele reci.
Elementele de pământ rare sunt utilizate pe scară largă în multe domenii, inclusiv produse militare, nucleare, tehnologie înaltă și produse de consum zilnic. De exemplu, Lanthanum este utilizat pentru a îmbunătăți performanța tactică a aliajelor în arme și echipamente, gadoliniul și izotopii săi sunt folosiți ca absorbtori de neutroni în câmpul energetic nuclear, iar ceriul este utilizat ca aditiv din sticlă pentru a absorbi razele ultraviolete și infraroșii.
Cerium, ca aditiv de sticlă, poate absorbi raze ultraviolete și infraroșii și este acum utilizat pe scară largă în sticla auto. Nu numai că protejează împotriva razelor ultraviolete, dar reduce și temperatura din interiorul mașinii, economisind astfel electricitate pentru aer condiționat. Din 1997, sticla auto japoneză a fost adăugată cu oxid de ceriu și a fost utilizat în automobile în 1996.
3.Propertățile și factorii influențați ai absorbției infraroșii de către compuși metalici
3.1 Proprietățile și factorii influențați ai absorbției infraroșii de către compuși metalici includ în principal următoarele aspecte:
Intervalul vitezei de absorbție: Rata de absorbție a compușilor metalici la razele infraroșii variază în funcție de factori precum tipul de metal, starea de suprafață, temperatura și lungimea de undă a razelor infraroșii. Metalele obișnuite, cum ar fi aluminiu, cupru și fier, de obicei, au o rată de absorbție a razelor infraroșii între 10% și 50% la temperatura camerei. De exemplu, rata de absorbție a suprafeței de aluminiu pur la razele infraroșii la temperatura camerei este de aproximativ 12%, în timp ce rata de absorbție a suprafeței de cupru dure poate ajunge la aproximativ 40%.
3.2propertățile și influențarea factorilor de absorbție infraroșu de către compuși metalici:
Tipuri de metale: diferite metale au diferite structuri atomice și aranjamente de electroni, ceea ce duce la capacitățile lor de absorbție diferite pentru razele infraroșii.
Surface Condiție: rugozitatea, stratul de oxid sau acoperirea suprafeței metalice vor afecta rata de absorbție.
Temperatura : Schimbările de temperatură vor schimba starea electronică din metal, afectând astfel absorbția razelor infraroșii.
Lenginea de undă cu fragmente de undă - lungimi de undă diferite ale razelor infraroșii au capacități de absorbție diferite pentru metale.
Changes în condiții specifice: În anumite condiții specifice, rata de absorbție a razelor infraroșii de către metale se poate schimba semnificativ. De exemplu, atunci când o suprafață metalică este acoperită cu un strat de material special, capacitatea sa de a absorbi razele infraroșii poate fi îmbunătățită. În plus, modificările în starea electronică a metalelor în medii cu temperaturi ridicate pot duce, de asemenea, la o creștere a ratei de absorbție.
Fields Fields: Proprietățile de absorbție în infraroșu ale compușilor metalici au o valoare importantă a aplicației în tehnologia infraroșu, imagistica termică și alte câmpuri. De exemplu, prin controlul acoperirii sau temperaturii unei suprafețe metalice, absorbția razelor infraroșii poate fi reglată, permițând aplicații în măsurarea temperaturii, imagistica termică etc.
Metode experimentale și fond de cercetare: Cercetătorii au determinat rata de absorbție a razelor infraroșii de către metale prin măsurători experimentale și studii profesionale. Aceste date sunt importante pentru înțelegerea proprietăților optice ale compușilor metalici și dezvoltarea aplicațiilor conexe.
În rezumat, proprietățile de absorbție în infraroșu ale compușilor metalici sunt afectate de mulți factori și se pot schimba semnificativ în condiții diferite. Aceste proprietăți sunt utilizate pe scară largă în multe câmpuri.