Prensîba vegirtina tîrêjên înfrared ji aliyê pêkhateyên metalî ve çi ye û faktorên bandorker ên wê çi ne?
Têkelên metalî, di nav de têkelên erdên nadir, di vegirtina înfraredê de roleke girîng dilîzin. Wekî pêşeng di warê metalên nadir û têkelên erdên nadir de,Şirketa Teknolojiya UrbanMines, Ltd. ji bo vegirtina tîrêjên înfrared nêzîkî 1/8 xerîdarên cîhanê xizmet dike. Ji bo bersivdayîna pirsên teknîkî yên xerîdarên me li ser vê mijarê, navenda lêkolîn û pêşveçûnê ya pargîdaniya me ev gotar berhev kiriye da ku bersivan bide.
1. Prensîb û taybetmendiyên vegirtina înfrared ji hêla pêkhateyên metalî ve
Prensîba vegirtina tîrêjên înfrared ji aliyê pêkhateyên metalî ve bi giranî li ser lerizîna avahiya wan a molekulî û girêdanên kîmyewî ye. Spektroskopiya înfrared avahiya molekulî bi pîvandina veguheztina lerizîna nav-molekulî û astên enerjiya zivirînê lêkolîn dike. Lerizîna girêdanên kîmyewî di pêkhateyên metalî de dê bibe sedema vegirtina tîrêjên înfrared, nemaze girêdanên metal-organîk di pêkhateyên metal-organîk de, lerizîna gelek girêdanên neorganîk, û lerizîna çarçoveya krîstal, ku dê di herêmên cûda yên spektruma înfrared de xuya bibe.
Performansa pêkhateyên metalên cûda di spektrumên înfrared de:
(1).Materyalê MXene: MXene pêkhateyeke du-alî ya metal-karbon/nîtrojenê ye ku pêkhateyên wê dewlemend in, îqtibasa metalîk, rûbereke mezin a taybet û rûbereke çalak heye. Di bandên nêzîk-înfrared û navîn/dûr-înfrared de rêjeyên vegirtina înfrared ên cuda hene û di salên dawî de bi berfirehî di kamuflajên înfrared, veguherîna fototermal û warên din de tê bikar anîn.
(2).Têkelên sifir: Têkelên sifir ên ku fosfor tê de hene di nav vegirên înfrared de baş performansê nîşan didin, bi bandor pêşî li fenomena reşbûnê ya ji ber tîrêjên ultraviyole digirin û taybetmendiyên veguhestina ronahiya dîtbar a hêja û vegirtina înfrared ji bo demek dirêj bi awayekî sabît diparêzin3.
Rewşên sepandina pratîkî
(1). Kamuflajkirina înfrared: Materyalên MXene ji ber taybetmendiyên xwe yên vegirtina înfrared ên hêja bi berfirehî di kamuflajkirina înfrared de têne bikar anîn. Ew dikarin bi bandor taybetmendiyên înfrared ên hedefê kêm bikin û veşartinê baştir bikin.
(2).Veguherîna fototermal: Materyalên MXene di bandên înfrared ên navîn/dûr de xwedî taybetmendiyên emîsyonê yên kêm in, ku ji bo sepanên veguherîna fototermal guncan in û dikarin bi bandor enerjiya ronahiyê veguherînin enerjiya germê2.
(3). Materyalên pencereyan: Ji bo astengkirina tîrêjên înfrared û baştirkirina karîgeriya enerjiyê, pêkhateyên rezînê yên ku vegirên înfrared dihewînin di materyalên pencereyan de têne bikar anîn.
Ev rewşên serîlêdanê cûrbecûr û pratîkbûna pêkhateyên metalî di vegirtina tîrêjên înfrared de, nemaze rola wan a girîng di zanist û pîşesaziya nûjen de nîşan didin.
2. Kîjan pêkhateyên metalî dikarin tîrêjên înfrared bimijin?
Têkelên metalî yên ku dikarin tîrêjên înfrared vegirin ev in:oksîda qalayî ya antîmonê (ATO), oksîda qalayî ya îndyûmê (ITO), oksîda zincê ya alumînyûmê (AZO), trîoksîda tungstenê (WO3), tetroksîda hesinê (Fe3O4) û tîtanata strontiumê (SrTiO3).
2.1 Taybetmendiyên vegirtina înfrared a pêkhateyên metalî
Oksîda qalayî ya antîmonê (ATO): Ew dikare ronahiya nêzîkî-înfrared bi dirêjahiya pêlê ya ji 1500 nm mezintir biparêze, lê nikare ronahiya ultraviyole û ronahiya înfrared bi dirêjahiya pêlê ya ji 1500 nm kêmtir biparêze.
Oksîda Qalayê ya Îndyûmê (ITO): Mîna ATO, bandora wê ya parastina ji ronahiya nêzîkî înfrared heye.
Oksîda zinc-aluminium (AZO): Her wiha fonksiyona parastina ronahiya nêzîk-infrared heye.
Trîoksîda tungstenê (WO3): Bandora rezonansa plazmonê ya rûberî ya herêmî û mekanîzmaya vegirtina polaronên piçûk heye, dikare tîrêjên înfrared ên bi dirêjahiya pêlê ya 780-2500 nm biparêze, ne-jehrîn û erzan e.
Fe3O4: Ew xwedî taybetmendiyên vegirtina tîrêjên înfrared û bersiva germî ya baş e û pir caran di sensor û detektorên înfrared de tê bikar anîn.
Strontium titanate (SrTiO3): xwedî taybetmendiyên vegirtina înfrared û optîkî yên pir baş e, ji bo sensor û detektorên înfrared guncaw e.
Erbiyûm florîd (ErF3): pêkhateyeke erdî ya nadir e ku dikare tîrêjên înfrared bimijîne. Erbiyûm florîd krîstalên rengê gulî, xala helandinê 1350°C, xala kelandinê 2200°C, û dendika 7.814g/cm³ hene. Ew bi giranî di pêçandina optîkî, dopkirina fîberê, krîstalên lazerê, madeyên xav ên yek-kristalê, amplîfîkatorên lazerê, lêzêdekirina katalîzator û warên din de tê bikar anîn.
2.2 Bikaranîna pêkhateyên metalî di materyalên mijandina înfrared de
Ev pêkhateyên metalî bi berfirehî di materyalên vegirtina înfrared de têne bikar anîn. Bo nimûne, ATO, ITO, û AZO pir caran di pêçanên zelal ên guhêzbar, antîstatîk, parastina tîrêjê û elektrodên zelal de têne bikar anîn; WO3 bi berfirehî di cûrbecûr materyalên înfrared ên îzolekirina germê, vegirtin û refleksê de tê bikar anîn ji ber performansa xwe ya parastinê ya nêzîk-înfrared a hêja û taybetmendiyên ne-jehrîn. Ev pêkhateyên metalî ji ber taybetmendiyên xwe yên bêhempa yên vegirtina înfrared di warê teknolojiya înfrared de rolek girîng dilîzin.
2.3 Kîjan pêkhateyên erdên nadir dikarin tîrêjên înfrared bimijin?
Di nav elementên erdên nadir de, heksaborîda lantanumê û borîda lantanumê ya bi mezinahiya nano dikarin tîrêjên înfraredê bikişînin.Lanthanum heksaborîd (LaB6)materyalek e ku bi berfirehî di radar, fezayî, pîşesaziya elektronîk, amûrên bijîşkî, metalurjiya amûrên malê, parastina jîngehê û warên din de tê bikar anîn. Bi taybetî, krîstala yekane ya lantanum heksaborîd materyalek e ji bo çêkirina lûleyên elektronê yên hêza bilind, magnetron, tîrêjên elektronê, tîrêjên îyonê û katodên lezkerê.
Herwiha, lanthanum borida di asta nano de xwedî taybetmendiya mijandina tîrêjên înfrared e. Ew di pêçandina rûyê pelên fîlmê polîetîlenê de tê bikar anîn da ku tîrêjên înfrared ji tîrêjên rojê asteng bike. Dema ku tîrêjên înfrared mijîne, lanthanum borida di asta nano de pir zêde ronahiya xuya namije. Ev materyal dikare rê li ber ketina tîrêjên înfrared bo cama pencereyan di avhewayên germ de bigire, û dikare enerjiya ronahî û germê di avhewayên sar de bi bandortir bikar bîne.
Elementên erdên kêm di gelek waran de bi berfirehî têne bikar anîn, di nav de leşkerî, enerjiya nukleerî, teknolojiya bilind û hilberên xerîdar ên rojane. Bo nimûne, lantanum ji bo baştirkirina performansa taktîkî ya alloyên di çek û alavan de tê bikar anîn, gadolinyum û îzotopên wê wekî vegirên notronê di warê enerjiya nukleerî de têne bikar anîn, û seryûm wekî lêzêdekerek cam tê bikar anîn da ku tîrêjên ultraviyole û înfrared vegire.
Seryûm, wekî lêzêdekerek ji bo cama, dikare tîrêjên ultraviyole û înfrared bigire û niha bi berfirehî di cama otomobîlan de tê bikar anîn. Ew ne tenê li dijî tîrêjên ultraviyole diparêze, lê di heman demê de germahiya hundirê otomobîlê jî kêm dike, bi vî rengî elektrîkê ji bo klîmayê teserûf dike. Ji sala 1997an vir ve, oksîda seryûmê li cama otomobîlên Japonî hatiye zêdekirin, û di sala 1996an de di otomobîlan de hatiye bikar anîn.
3.Taybetmendî û faktorên bandorker ên vegirtina înfrared ji hêla pêkhateyên metalî ve
3.1Taybetmendî û faktorên bandorker ên vegirtina înfrared ji hêla pêkhateyên metalî ve bi giranî aliyên jêrîn vedihewîne:
Rêzeya rêjeya mijandinê: Rêjeya mijandina pêkhateyên metalî ji bo tîrêjên înfrared li gorî faktorên wekî celebê metal, rewşa rûyê erdê, germahî û dirêjahiya pêlê ya tîrêjên înfrared diguhere. Metalên hevpar ên wekî aluminium, sifir û hesin bi gelemperî di germahiya odeyê de rêjeya mijandina tîrêjên înfrared di navbera 10% û 50% de ne. Mînakî, rêjeya mijandina rûyê aluminiumê yê saf ji bo tîrêjên înfrared di germahiya odeyê de bi qasî 12% e, lê rêjeya mijandina rûyê sifirê yê xav dikare bigihêje nêzîkî 40%.
3.2Taybetmendî û faktorên bandorker ên vegirtina înfrared ji hêla pêkhateyên metalî ve:
Cureyên metalan: Metalên cuda xwedî avahiyên atomî û rêzkirina elektronan ên cuda ne, û di encamê de şiyanên wan ên vegirtina tîrêjên înfrared ên cuda hene.
Rewşa rûyê: Xurtî, qata oksîdê, an pêçandina rûyê metal dê bandorê li rêjeya vegirtinê bike.
Germahî: Guhertinên germahiyê rewşa elektronîkî ya di hundirê metalê de diguherînin, bi vî awayî bandorê li ser vegirtina tîrêjên înfrared dikin.
Dirêjahiya pêlên înfrared: Dirêjahiya pêlên cûda yên tîrêjên înfrared ji bo metalan xwedî şiyanên vegirtinê yên cûda ne.
Guhertin di bin şert û mercên taybetî de: Di bin hin şert û mercên taybetî de, rêjeya vegirtina tîrêjên înfrared ji hêla metalan ve dikare bi girîngî biguhere. Mînakî, dema ku rûyek metal bi qatek materyalek taybetî tê pêçandin, şiyana wê ya vegirtina tîrêjên înfrared dikare were zêdekirin. Wekî din, guhertinên di rewşa elektronîkî ya metalan de di jîngehên germahiya bilind de jî dikarin bibin sedema zêdebûna rêjeya vegirtinê.
Qadên Bikaranînê: Taybetmendiyên vegirtina înfrared ên pêkhateyên metalî di teknolojiya înfrared, wênekirina germî û warên din de xwedî nirxek girîng a serîlêdanê ne. Mînakî, bi kontrolkirina pêçan an germahiya rûyek metalî, vegirtina wê ya tîrêjên înfrared dikare were sererast kirin, ku rê dide serîlêdanên di pîvandina germahî, wênekirina germî û hwd. de.
Rêbazên Ceribandinê û Paşxaneya Lêkolînê: Lêkolîneran bi rêya pîvandinên ceribandinî û lêkolînên profesyonel rêjeya vegirtina tîrêjên înfrared ji hêla metalan ve destnîşan kirin. Ev dane ji bo têgihîştina taybetmendiyên optîkî yên pêkhateyên metal û pêşxistina sepanên têkildar girîng in.
Bi kurtasî, taybetmendiyên vegirtina înfrared a pêkhateyên metalî ji hêla gelek faktoran ve têne bandor kirin û di bin şert û mercên cûda de dikarin bi girîngî biguherin. Ev taybetmendî di gelek waran de bi berfirehî têne bikar anîn.