Nguyên tắc của các hợp chất kim loại hấp thụ các tia hồng ngoại là gì và các yếu tố ảnh hưởng của nó là gì?
Các hợp chất kim loại, bao gồm các hợp chất đất hiếm, đóng một vai trò quan trọng trong sự hấp thụ hồng ngoại. Là một nhà lãnh đạo trong các hợp chất kim loại quý hiếm và đất hiếm,Công nghệ đô thị. Công ty TNHH. Phục vụ gần 1/8 khách hàng của thế giới để hấp thụ hồng ngoại. Để giải quyết các yêu cầu kỹ thuật của khách hàng về vấn đề này, Trung tâm nghiên cứu và phát triển của công ty chúng tôi đã tổng hợp bài viết này để cung cấp câu trả lời
1. Nguyên tắc và đặc điểm của sự hấp thụ hồng ngoại bằng các hợp chất kim loại
Nguyên tắc hấp thụ hồng ngoại bởi các hợp chất kim loại chủ yếu dựa trên sự rung động của cấu trúc phân tử và liên kết hóa học của chúng. Nghiên cứu quang phổ hồng ngoại cấu trúc phân tử bằng cách đo lường sự chuyển đổi của rung động nội phân tử và mức năng lượng quay. Sự rung động của các liên kết hóa học trong các hợp chất kim loại sẽ dẫn đến sự hấp thụ hồng ngoại, đặc biệt là các liên kết hữu cơ kim loại trong các hợp chất hữu cơ kim loại, rung động của nhiều liên kết vô cơ và rung khung tinh thể, sẽ xuất hiện ở các vùng khác nhau của phổ hồng ngoại.
Hiệu suất của các hợp chất kim loại khác nhau trong phổ hồng ngoại:
. Nó có tốc độ hấp thụ hồng ngoại khác nhau ở các dải cận hồng ngoại và giữa/xa và đã được sử dụng rộng rãi trong ngụy trang hồng ngoại, chuyển đổi quang nhiệt và các trường khác trong những năm gần đây.
.
Các trường hợp ứng dụng thực tế
(1) Chúng có thể giảm hiệu quả các đặc điểm hồng ngoại của mục tiêu và cải thiện che giấu2.
.
.
Những trường hợp ứng dụng này thể hiện sự đa dạng và thực tế của các hợp chất kim loại trong sự hấp thụ hồng ngoại, đặc biệt là vai trò quan trọng của chúng trong khoa học và công nghiệp hiện đại.
2. Các hợp chất kim loại nào có thể hấp thụ các tia hồng ngoại?
Các hợp chất kim loại có thể hấp thụ các tia hồng ngoại bao gồmantimon tin oxit (ATO), oxit thiếc indi (ITO), oxit kẽm nhôm (AZO), vonfram trioxide (WO3), sắt tetroxide (FE3O4) và strontium titanate (SRTIO3).
2.1 Đặc điểm hấp thụ hồng ngoại của các hợp chất kim loại
Oxit thiếc (ATO): Nó có thể che chắn ánh sáng gần hồng ngoại bằng bước sóng lớn hơn 1500nm, nhưng không thể che chắn ánh sáng cực tím và ánh sáng hồng ngoại với bước sóng dưới 1500nm.
Indium thiếc oxit (ITO): Tương tự như ATO, nó có tác dụng che chắn ánh sáng gần hồng ngoại.
Oxit nhôm kẽm (AZO): Nó cũng có chức năng che chắn ánh sáng gần hồng ngoại.
Vonfram trioxide (WO3): Nó có hiệu ứng cộng hưởng plasmon bề mặt cục bộ và cơ chế hấp thụ polaron nhỏ, có thể bảo vệ bức xạ hồng ngoại bằng bước sóng 780-2500nm, và không độc hại và không tốn kém.
FEFE3O4: Nó có tính chất hấp thụ hồng ngoại tốt và tính chất phản ứng nhiệt và thường được sử dụng trong các cảm biến và máy dò hồng ngoại.
Strontium titanate (SRTIO3): có tính chất hấp thụ hồng ngoại tuyệt vời và các đặc tính quang học, phù hợp cho các cảm biến hồng ngoại và máy dò .
Erbium fluoride (ERF3): là một hợp chất đất hiếm có thể hấp thụ các tia hồng ngoại. Erbium fluoride có các tinh thể màu hồng, điểm nóng chảy 1350 ° C, điểm sôi 2200 ° C và mật độ 7,814g/cm³. Nó chủ yếu được sử dụng trong lớp phủ quang học, pha tạp sợi, tinh thể laser, nguyên liệu thô đơn tinh thể, bộ khuếch đại laser, phụ gia chất xúc tác và các trường khác.
2.2 Áp dụng các hợp chất kim loại trong vật liệu hấp thụ hồng ngoại
Các hợp chất kim loại này được sử dụng rộng rãi trong vật liệu hấp thụ hồng ngoại. Ví dụ, ATO, ITO và AZO thường được sử dụng trong các lớp phủ dẫn điện trong suốt, chống tĩnh điện, bảo vệ bức xạ và các điện cực trong suốt; WO3 được sử dụng rộng rãi trong các vật liệu hồng ngoại cách nhiệt, hấp thụ và phản xạ khác nhau do hiệu suất che chắn gần hồng ngoại tuyệt vời và các đặc tính không độc hại. Các hợp chất kim loại này đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực công nghệ hồng ngoại do các đặc điểm hấp thụ hồng ngoại độc đáo của chúng.
2.3 Hợp chất đất hiếm nào có thể hấp thụ các tia hồng ngoại?
Trong số các nguyên tố đất hiếm, lanthanum hexaboride và lanthanum boride cỡ nano có thể hấp thụ các tia hồng ngoại.Lanthanum hexaboride (LAB6)là một vật liệu được sử dụng rộng rãi trong radar, hàng không vũ trụ, công nghiệp điện tử, thiết bị, thiết bị y tế, luyện kim thiết bị gia dụng, bảo vệ môi trường và các lĩnh vực khác. Cụ thể, Lanthanum hexaboride đơn tinh thể là một vật liệu để tạo ra các ống điện tử công suất cao, nam châm, dầm electron, dầm ion và catốt gia tốc.
Ngoài ra, Boride lanthanum quy mô nano cũng có đặc tính hấp thụ các tia hồng ngoại. Nó được sử dụng trong lớp phủ trên bề mặt các tấm màng polyetylen để chặn các tia hồng ngoại từ ánh sáng mặt trời. Trong khi hấp thụ các tia hồng ngoại, boride lanthanum quy mô nano không hấp thụ quá nhiều ánh sáng nhìn thấy được. Vật liệu này có thể ngăn các tia hồng ngoại xâm nhập vào kính cửa sổ ở vùng khí hậu nóng, và có thể sử dụng hiệu quả hơn năng lượng ánh sáng và nhiệt ở vùng khí hậu lạnh.
Các yếu tố đất hiếm được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm quân sự, năng lượng hạt nhân, công nghệ cao và các sản phẩm tiêu dùng hàng ngày. Ví dụ, lanthanum được sử dụng để cải thiện hiệu suất chiến thuật của các hợp kim trong vũ khí và thiết bị, gadolinium và các đồng vị của nó được sử dụng làm chất hấp thụ neutron trong trường năng lượng hạt nhân và cerium được sử dụng làm chất phụ gia thủy tinh để hấp thụ tia cực tím và hồng ngoại.
Cerium, như một phụ gia thủy tinh, có thể hấp thụ tia cực tím và hồng ngoại và hiện được sử dụng rộng rãi trong kính ô tô. Nó không chỉ bảo vệ chống lại tia cực tím mà còn làm giảm nhiệt độ bên trong xe, do đó tiết kiệm điện cho điều hòa không khí. Từ năm 1997, kính ô tô Nhật Bản đã được thêm vào với cerium oxit và nó được sử dụng trong ô tô vào năm 1996.
3. Các yếu tố ảnh hưởng và ảnh hưởng của sự hấp thụ hồng ngoại bởi các hợp chất kim loại
3.1 Các tính chất và các yếu tố ảnh hưởng của sự hấp thụ hồng ngoại bởi các hợp chất kim loại chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
Phạm vi tốc độ hấp thụ: Tốc độ hấp thụ của các hợp chất kim loại với các tia hồng ngoại thay đổi tùy thuộc vào các yếu tố như loại kim loại, trạng thái bề mặt, nhiệt độ và bước sóng của tia hồng ngoại. Các kim loại phổ biến như nhôm, đồng và sắt thường có tốc độ hấp thụ của các tia hồng ngoại từ 10% đến 50% ở nhiệt độ phòng. Ví dụ, tốc độ hấp thụ của bề mặt nhôm tinh khiết đến các tia hồng ngoại ở nhiệt độ phòng là khoảng 12%, trong khi tốc độ hấp thụ của bề mặt đồng thô có thể đạt khoảng 40%.
3.2Properies và các yếu tố ảnh hưởng của sự hấp thụ hồng ngoại bởi các hợp chất kim loại :
Types của kim loại : Các kim loại khác nhau có cấu trúc nguyên tử khác nhau và sắp xếp electron, dẫn đến khả năng hấp thụ khác nhau của chúng đối với các tia hồng ngoại.
Điều kiện surface : Độ nhám, lớp oxit hoặc lớp phủ của bề mặt kim loại sẽ ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ.
Nhiệt độ : Thay đổi nhiệt độ sẽ thay đổi trạng thái điện tử bên trong kim loại, do đó ảnh hưởng đến sự hấp thụ của tia hồng ngoại.
Bước sóng thu nhỏ: Các bước sóng khác nhau của các tia hồng ngoại có khả năng hấp thụ khác nhau cho kim loại.
Trong các điều kiện cụ thể : Trong một số điều kiện cụ thể nhất định, tốc độ hấp thụ của tia hồng ngoại bằng kim loại có thể thay đổi đáng kể. Ví dụ, khi một bề mặt kim loại được phủ một lớp vật liệu đặc biệt, khả năng hấp thụ các tia hồng ngoại của nó có thể được tăng cường. Ngoài ra, những thay đổi trong trạng thái điện tử của kim loại trong môi trường nhiệt độ cao cũng có thể dẫn đến sự gia tăng tốc độ hấp thụ.
Các trường ứng dụng : Các đặc tính hấp thụ hồng ngoại của các hợp chất kim loại có giá trị ứng dụng quan trọng trong công nghệ hồng ngoại, hình ảnh nhiệt và các trường khác. Ví dụ, bằng cách kiểm soát lớp phủ hoặc nhiệt độ của bề mặt kim loại, sự hấp thụ của các tia hồng ngoại có thể được điều chỉnh, cho phép các ứng dụng trong đo nhiệt độ, hình ảnh nhiệt, v.v.
Phương pháp nghiên cứu và nền tảng nghiên cứu Những dữ liệu này rất quan trọng để hiểu các tính chất quang học của các hợp chất kim loại và phát triển các ứng dụng liên quan.
Tóm lại, tính chất hấp thụ hồng ngoại của các hợp chất kim loại bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố và có thể thay đổi đáng kể trong các điều kiện khác nhau. Các thuộc tính này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.