Ni kanuni gani ya misombo ya chuma inachukua mionzi ya infrared na ni mambo gani yanayoathiri?
Misombo ya metali, ikiwa ni pamoja na misombo adimu ya dunia, ina jukumu muhimu katika kunyonya kwa infrared. Kama kiongozi katika madini adimu na misombo adimu ya ardhi,UrbanMines Tech. Co., Ltd. huhudumia karibu 1/8 ya wateja duniani kwa ufyonzaji wa infrared. Ili kushughulikia maswali ya kiufundi ya wateja wetu kuhusu suala hili, kituo cha utafiti na maendeleo cha kampuni yetu kimekusanya makala haya ili kutoa majibu.
1.Kanuni na sifa za kunyonya kwa infrared na misombo ya chuma
Kanuni ya ngozi ya infrared na misombo ya chuma inategemea hasa vibration ya muundo wao wa molekuli na vifungo vya kemikali. Utazamaji wa infrared huchunguza muundo wa molekuli kwa kupima mpito wa mtetemo wa intramolecular na viwango vya nishati ya mzunguko. Mtetemo wa vifungo vya kemikali katika misombo ya chuma itasababisha kunyonya kwa infrared, hasa vifungo vya chuma-hai katika misombo ya kikaboni ya chuma, mtetemo wa vifungo vingi vya isokaboni, na mtetemo wa sura ya kioo, ambayo itaonekana katika maeneo tofauti ya wigo wa infrared.
Utendaji wa misombo tofauti ya chuma katika spectra ya infrared:
(1) . Nyenzo za MXene: MXene ni kiwanja cha mpito cha metali-kaboni/nitrojeni chenye pande mbili chenye vijenzi tajiri, upitishaji wa metali, eneo kubwa la uso mahususi, na uso amilifu. Ina viwango tofauti vya ufyonzwaji wa infrared katika mikanda ya karibu ya infrared na katikati/mbali ya infrared na imekuwa ikitumika sana katika ufichaji wa infrared, ubadilishaji wa hewa ya joto na nyanja zingine katika miaka ya hivi karibuni.
(2). Michanganyiko ya shaba : Michanganyiko ya shaba iliyo na fosforasi hufanya kazi vizuri kati ya vifyonzaji vya infrared, huzuia vyema hali ya weusi inayosababishwa na miale ya urujuanimno na kudumisha upitishaji wa mwanga unaoonekana na sifa za kufyonzwa kwa infrared kwa muda mrefu.
Kesi za maombi ya vitendo
(1). Ufichaji wa infrared : Nyenzo za MXene hutumiwa sana katika ufichaji wa infrared kutokana na sifa zake bora za kufyonzwa kwa infrared. Wanaweza kupunguza kwa ufanisi sifa za infrared za walengwa na kuboresha uficho2.
(2). Ubadilishaji wa hewa joto : Nyenzo za MXene zina sifa ya chini ya utoaji wa hewa chafu katika bendi za kati/mbali za infrared, ambazo zinafaa kwa programu za ubadilishaji wa hewa ya joto na zinaweza kubadilisha nishati ya mwanga kuwa nishati ya joto2.
(3). Nyenzo za dirisha: Nyimbo za resini zilizo na vifyonza vya infrared hutumika katika nyenzo za dirisha ili kuzuia vyema miale ya infrared na kuboresha ufanisi wa nishati 3.
Kesi hizi za maombi zinaonyesha utofauti na utendakazi wa misombo ya chuma katika ufyonzaji wa infrared, hasa jukumu lao muhimu katika sayansi na tasnia ya kisasa.
2.Ni misombo ipi ya chuma inaweza kunyonya miale ya infrared?
Misombo ya chuma ambayo inaweza kunyonya miale ya infrared ni pamoja naoksidi ya bati ya antimoni (ATO), oksidi ya bati ya indium (ITO), oksidi ya zinki ya alumini (AZO), trioksidi ya tungsten (WO3), tetroksidi ya chuma (Fe3O4) na titanate ya strontium (SrTiO3).
2.1 Tabia za kunyonya za infrared za misombo ya chuma
Antimony tin oxide (ATO): Inaweza kukinga mwanga wa karibu wa infrared na urefu wa mawimbi unaozidi nm 1500, lakini haiwezi kulinda mwanga wa urujuanimno na mwanga wa infrared yenye urefu wa chini ya nm 1500.
Indium Tin Oxide (ITO): Sawa na ATO, ina madoido ya kukinga mwanga wa karibu wa infrared.
Oksidi ya aluminium ya zinki (AZO): Pia ina kazi ya kukinga mwanga wa karibu wa infrared.
Trioksidi ya Tungsten (WO3): Ina athari ya mwangwi wa plasmoni ya uso na utaratibu mdogo wa kunyonya polaroni, inaweza kukinga mionzi ya infrared yenye urefu wa mawimbi ya 780-2500 nm, na haina sumu na haina gharama kubwa.
Fe3O4: Ina ufyonzaji mzuri wa infrared na sifa za mwitikio wa joto na mara nyingi hutumiwa katika vitambuzi na vitambuaji vya infrared.
Strontium titanate (SrTiO3): ina ufyonzaji bora wa infrared na sifa za macho, zinazofaa kwa vitambuzi na vitambuaji vya infrared.
Erbium fluoride (ErF3) : ni kiwanja adimu cha dunia ambacho kinaweza kunyonya miale ya infrared. Erbium fluoride ina fuwele za rangi ya waridi, kiwango myeyuko cha 1350°C, kiwango cha mchemko cha 2200°C, na msongamano wa 7.814g/cm³. Inatumika hasa katika mipako ya macho, doping ya nyuzi, fuwele za laser, malighafi ya kioo moja, amplifiers ya laser, viungio vya kichocheo, na nyanja zingine.
2.2 Utumiaji wa misombo ya chuma katika vifaa vya kunyonya vya infrared
Misombo hii ya chuma hutumiwa sana katika vifaa vya kunyonya vya infrared. Kwa mfano, ATO, ITO, na AZO mara nyingi hutumiwa katika uwazi wa conductive, antistatic, mipako ya ulinzi wa mionzi na electrodes ya uwazi; WO3 hutumiwa sana katika insulation mbalimbali ya joto, ufyonzwaji, na uakisi wa nyenzo za infrared kutokana na utendakazi wake bora wa karibu wa infrared na sifa zisizo na sumu. Misombo hii ya chuma ina jukumu muhimu katika uwanja wa teknolojia ya infrared kutokana na sifa zao za kipekee za kunyonya infrared.
2.3 Ni misombo ipi adimu ya dunia inaweza kunyonya miale ya infrared?
Miongoni mwa vipengele adimu vya dunia, lanthanum hexaboride na lanthanum boride ya ukubwa wa nano inaweza kunyonya miale ya infrared.Lanthanum hexaboride (LaB6)ni nyenzo inayotumika sana katika rada, anga, tasnia ya umeme, ala, vifaa vya matibabu, madini ya vifaa vya nyumbani, ulinzi wa mazingira, na nyanja zingine. Hasa, fuwele moja ya lanthanum hexaboride ni nyenzo ya kutengeneza mirija ya elektroni yenye nguvu nyingi, sumaku, mihimili ya elektroni, mihimili ya ioni, na kathodi za kuongeza kasi.
Kwa kuongeza, nano-scale lanthanum boride pia ina mali ya kunyonya mionzi ya infrared. Inatumika katika mipako juu ya uso wa karatasi za filamu za polyethilini ili kuzuia mionzi ya infrared kutoka jua. Wakati wa kufyonza miale ya infrared, lanthanum boride ya kiwango cha nano hainyonyi mwanga mwingi unaoonekana. Nyenzo hii inaweza kuzuia miale ya infrared kuingia kwenye glasi ya dirisha katika hali ya hewa ya joto, na inaweza kutumia kwa ufanisi zaidi mwanga na nishati ya joto katika hali ya hewa ya baridi.
Vipengele adimu vya ardhi vinatumika sana katika nyanja nyingi, ikiwa ni pamoja na kijeshi, nishati ya nyuklia, teknolojia ya juu, na bidhaa za matumizi ya kila siku. Kwa mfano, lanthanum hutumiwa kuboresha utendaji wa mbinu wa aloi katika silaha na vifaa, gadolinium na isotopu zake hutumiwa kama vifyonzaji vya nyutroni kwenye uwanja wa nishati ya nyuklia, na ceriamu hutumiwa kama nyongeza ya glasi kunyonya miale ya urujuanimno na ya infrared.
Cerium, kama nyongeza ya glasi, inaweza kunyonya miale ya urujuanimno na infrared na sasa inatumika sana katika glasi ya gari. Sio tu kulinda dhidi ya mionzi ya ultraviolet lakini pia hupunguza joto ndani ya gari, hivyo kuokoa umeme kwa hali ya hewa. Tangu 1997, glasi ya gari ya Kijapani imeongezwa na oksidi ya cerium, na ilitumiwa katika magari mnamo 1996.
3.Mali na mambo ya ushawishi wa ngozi ya infrared na misombo ya chuma
3.1 Sifa na vipengele vya ushawishi vya ufyonzaji wa infrared na misombo ya chuma hujumuisha vipengele vifuatavyo:
Kiwango cha unyonyaji: Kiwango cha ufyonzaji wa misombo ya chuma kwenye miale ya infrared hutofautiana kulingana na vipengele kama vile aina ya chuma, hali ya uso, halijoto na urefu wa mawimbi ya miale ya infrared. Metali za kawaida kama vile alumini, shaba, na chuma huwa na kiwango cha kufyonzwa kwa miale ya infrared kati ya 10% na 50% kwenye joto la kawaida. Kwa mfano, kiwango cha kunyonya kwa uso wa alumini safi kwa miale ya infrared kwenye joto la kawaida ni karibu 12%, wakati kiwango cha kunyonya cha uso mbaya wa shaba kinaweza kufikia karibu 40%.
3.2Sifa na vipengele vinavyoathiri ufyonzaji wa infrared kwa misombo ya chuma :
Aina za metali: Metali tofauti zina muundo tofauti wa atomiki na mpangilio wa elektroni, hivyo kusababisha uwezo wao tofauti wa kunyonya kwa miale ya infrared.
Hali ya uso: Ukwaru, safu ya oksidi, au upakaji wa uso wa chuma utaathiri kasi ya kunyonya.
Halijoto: Mabadiliko ya halijoto yatabadilisha hali ya kielektroniki ndani ya chuma, na hivyo kuathiri ufyonzwaji wake wa miale ya infrared.
Urefu wa mawimbi ya infrared: Mawimbi tofauti ya miale ya infrared yana uwezo tofauti wa kufyonza kwa metali.
Mabadiliko katika hali mahususi: Chini ya hali fulani mahususi, kasi ya kufyonzwa kwa miale ya infrared kwa metali inaweza kubadilika sana. Kwa mfano, wakati uso wa chuma umewekwa na safu ya nyenzo maalum, uwezo wake wa kunyonya mionzi ya infrared inaweza kuimarishwa. Kwa kuongeza, mabadiliko katika hali ya elektroniki ya metali katika mazingira ya juu ya joto inaweza pia kusababisha ongezeko la kiwango cha kunyonya.
Sehemu za Utumaji: Sifa za ufyonzaji wa infrared za misombo ya chuma zina thamani muhimu ya matumizi katika teknolojia ya infrared, upigaji picha wa joto na nyanja zingine. Kwa mfano, kwa kudhibiti mipako au joto la uso wa chuma, ngozi yake ya mionzi ya infrared inaweza kubadilishwa, kuruhusu maombi katika kipimo cha joto, picha ya joto, nk.
Mbinu za Majaribio na Usuli wa Utafiti Data hizi ni muhimu kwa kuelewa sifa za macho za misombo ya chuma na kuendeleza programu zinazohusiana.
Kwa muhtasari, mali ya ngozi ya infrared ya misombo ya chuma huathiriwa na mambo mengi na inaweza kubadilika kwa kiasi kikubwa chini ya hali tofauti. Tabia hizi hutumiwa sana katika nyanja nyingi.