Vad är principen om metallföreningar som absorberar infraröda strålar och vilka påverkande faktorer?
Metallföreningar, inklusive sällsynta jordartsföreningar, spelar en avgörande roll i infraröd absorption. Som ledare inom sällsynta metall- och sällsynta jordarföreningar,Urbanmines Tech. Co., Ltd. Tjänar nästan 1/8 av världens kunder för infraröd absorption. För att ta itu med våra kunders tekniska förfrågningar i denna fråga har vårt företags forsknings- och utvecklingscenter sammanställt den här artikeln för att ge svar
1. Principen och egenskaperna för infraröd absorption med metallföreningar
Principen för infraröd absorption med metallföreningar är huvudsakligen baserad på vibrationen i deras molekylstruktur och kemiska bindningar. Infraröd spektroskopi studerar molekylstruktur genom att mäta övergången av intramolekylär vibration och rotationsenerginivåer. Vibrationen av kemiska bindningar i metallföreningar kommer att leda till infraröd absorption, särskilt metallorganiska bindningar i metallorganiska föreningar, vibrationen av många oorganiska bindningar och kristallramvibrationen, som kommer att visas i olika regioner i det infraröda spektrumet.
Prestanda för olika metallföreningar i infraröda spektra:
(1) .Mxenmaterial: Mxen är en tvådimensionell övergångsmetall-kol/kväveförening med rika komponenter, metallkonduktivitet, en stor specifik ytarea och en aktiv yta. Den har olika infraröda absorptionshastigheter i de nästan infraröda och mitten/långt infraröda band och har använts allmänt i infraröd kamouflage, fototermisk omvandling och andra fält under de senaste åren.
(2) .Copperföreningar: fosforinnehållande kopparföreningar presterar väl bland infraröda absorbenter, vilket effektivt förhindrar det svärmande fenomenet orsakade av ultravioletta strålar och upprätthåller utmärkt synlig ljusöverföring och infraröda absorptionsegenskaper stabilt under en lång tid3.
Praktiska ansökningsfall
(1) .infrared camouflage: Mxenmaterial används allmänt i infraröd kamouflage på grund av deras utmärkta infraröda absorptionsegenskaper. De kan effektivt minska målets infraröda egenskaper och förbättra doldningen2.
(2) .Phototermisk omvandling: Mxenmaterial har låga utsläppsegenskaper i mitten/långt infraröda band, som är lämpliga för fototermiska omvandlingsapplikationer och kan effektivt omvandla ljusenergi till värmeenergi2.
(3). Window Material: Hartskompositioner som innehåller infraröda absorberare används i fönstermaterial för att effektivt blockera infraröda strålar och förbättra energieffektiviteten 3.
Dessa tillämpningsfall visar mångfalden och praktiken hos metallföreningar i infraröd absorption, särskilt deras viktiga roll i modern vetenskap och industri.
2. Vilka metallföreningar kan absorbera infraröda strålar?
Metallföreningar som kan absorbera infraröda strålar inkluderarAntimon tennoxid (ATO), Indium tennoxid (ITO), aluminium zinkoxid (AZO), volframtrioxid (WO3), järntetroxid (Fe3O4) och strontiumtitanat (SRTIO3).
2.1 Infraröda absorptionsegenskaper hos metallföreningar
Antimon tennoxid (ATO): Den kan skydda nästan infraröd ljus med en våglängd större än 1500 nm, men kan inte skydda ultraviolett ljus och infraröd ljus med en våglängd mindre än 1500 nm.
Indium Tin Oxide (ITO): I likhet med ATO har den effekten av skärmning nära infraröd ljus.
Zinkaluminiumoxid (AZO): Den har också funktionen att skydda nära-infrarött ljus.
Tungsten trioxid (WO3): Den har en lokaliserad ytplasmonresonanseffekt och liten polaronabsorptionsmekanism, kan skydda infraröd strålning med en våglängd av 780-2500 nm och är icke-toxisk och billig.
Fe3O4: Den har god infraröd absorptions- och termiska svaregenskaper och används ofta i infraröda sensorer och detektorer.
Strontium titanat (SRTIO3): har utmärkt infraröd absorption och optiska egenskaper, lämpliga för infraröda sensorer och detektorer.
Erbium fluorid (ERF3): är en sällsynt jordfund som kan absorbera infraröda strålar. Erbiumfluorid har rosfärgade kristaller, en smältpunkt på 1350 ° C, en kokpunkt på 2200 ° C och en densitet av 7,814 g/cm³. Det används huvudsakligen i optiska beläggningar, fiberdoping, laserkristaller, enkristall råmaterial, laserförstärkare, katalysatortillsatser och andra fält.
2.2 Användning av metallföreningar i infraröd absorberande material
Dessa metallföreningar används i stor utsträckning i infraröda absorptionsmaterial. Till exempel används ATO, ITO och Azo ofta i transparent ledande, antistatiska, strålskyddsbeläggningar och transparenta elektroder; WO3 används ofta i olika värmesolering, absorption och reflektionsinfraröda material på grund av dess utmärkta nästan infraröda skärmning och icke-toxiska egenskaper. Dessa metallföreningar spelar en viktig roll inom området infraröd teknik på grund av deras unika infraröda absorptionsegenskaper.
2.3 Vilka sällsynta jordarföreningar kan absorbera infraröda strålar?
Bland de sällsynta jordartselementen kan lanthanum hexaborid och nano-storlek lanthanum boride absorbera infraröda strålar.Lanthanum hexaboride (Lab6)är ett material som används allmänt inom radar, flyg-, elektronikindustrin, instrumentering, medicinsk utrustning, metallurgi för hushållsapparat, miljöskydd och andra områden. I synnerhet är Lanthanum-hexaborid-enstaka kristall ett material för att tillverka elektronrör med hög effekt, magnetroner, elektronstrålar, jonstrålar och acceleratorkatoder.
Dessutom har nano-skala Lanthanum Boride också egenskapen att absorbera infraröda strålar. Det används i beläggningen på ytan av polyetenfilmark för att blockera infraröda strålar från solljus. Medan absorberande infraröda strålar inte absorberar nano-skala lanthanum borid absorberar inte för mycket synligt ljus. Detta material kan förhindra att infraröda strålar kommer in i fönsterglas i heta klimat och kan mer effektivt använda ljus och värmeenergi i kalla klimat.
Sällsynta jordartselement används ofta inom många områden, inklusive militär, kärnkraft, högteknologi och dagliga konsumentprodukter. Till exempel används Lanthanum för att förbättra den taktiska prestandan hos legeringar i vapen och utrustning, gadolinium och dess isotoper används som neutronabsorberare i kärnkraftsfältet, och cerium används som ett glas tillsats för att absorbera ultraviolett och infraröda strålar.
Cerium, som ett glas tillsats, kan absorbera ultravioletta och infraröda strålar och används nu i stor utsträckning i bilglas. Det skyddar inte bara mot ultravioletta strålar utan minskar också temperaturen inuti bilen, vilket sparar elektricitet för luftkonditionering. Sedan 1997 har japanskt bilglas tillsatts med ceriumoxid och användes i bilar 1996.
3.Properter och påverkande faktorer för infraröd absorption med metallföreningar
3.1 Egenskaperna och påverkande faktorer för infraröd absorption med metallföreningar inkluderar huvudsakligen följande aspekter:
Absorptionshastighetsområde: Absorptionshastigheten för metallföreningar till infraröda strålar varierar beroende på faktorer såsom metalltyp, yttillstånd, temperatur och våglängd för infraröda strålar. Vanliga metaller såsom aluminium, koppar och järn har vanligtvis en absorptionshastighet av infraröda strålar mellan 10% och 50% vid rumstemperatur. Till exempel är absorptionshastigheten för ren aluminiumyta till infraröda strålar vid rumstemperatur cirka 12%, medan absorptionshastigheten för grov kopparyta kan nå cirka 40%.
3.2 Properties och påverkande faktorer för infraröd absorption med metallföreningar:
Types of Metals: Olika metaller har olika atomstrukturer och elektronarrangemang, vilket resulterar i deras olika absorptionsförmåga för infraröda strålar.
Surface Condition: grovhet, oxidskikt eller beläggning av metallytan påverkar absorptionshastigheten.
Temperatur: Temperaturförändringar kommer att förändra det elektroniska tillståndet inuti metallen och därigenom påverkar dess absorption av infraröda strålar.
Infrared våglängd: Olika våglängder för infraröda strålar har olika absorptionsfunktioner för metaller.
Changes under specifika förhållanden: Under vissa specifika förhållanden kan absorptionshastigheten för infraröda strålar med metaller förändras avsevärt. Till exempel, när en metallyta är belagd med ett lager av speciellt material, kan dess förmåga att absorbera infraröda strålar förbättras. Dessutom kan förändringar i det elektroniska tillståndet för metaller i högtemperaturmiljöer också leda till en ökning av absorptionshastigheten.
Applikationsfält: De infraröda absorptionsegenskaperna för metallföreningar har ett viktigt applikationsvärde inom infraröd teknik, termisk avbildning och andra fält. Genom att kontrollera beläggningen eller temperaturen på en metallyta kan till exempel dess absorption av infraröda strålar justeras, vilket möjliggör applikationer vid temperaturmätning, termisk avbildning etc.
Experimentella metoder och forskningsbakgrund: Forskare bestämde absorptionshastigheten för infraröda strålar med metaller genom experimentella mätningar och professionella studier. Dessa data är viktiga för att förstå de optiska egenskaperna för metallföreningar och utveckla relaterade applikationer.
Sammanfattningsvis påverkas de infraröda absorptionsegenskaperna för metallföreningar av många faktorer och kan förändras avsevärt under olika förhållanden. Dessa egenskaper används allmänt inom många områden.