וואָס איז דער פּרינציפּ פֿון מעטאַל קאַמפּאַונדז וואָס אַבזאָרבירן אינפֿראַרויט שטראַלן און וואָס זענען זיינע השפּעה־פֿאַקטאָרן?
מעטאַל קאַמפּאַונדז, אַרייַנגערעכנט זעלטענע ערד קאַמפּאַונדז, שפּילן אַ קריטישע ראָלע אין ינפראַרעד אַבזאָרפּשאַן. ווי אַ פירער אין זעלטענע מעטאַל און זעלטענע ערד קאַמפּאַונדז,אורבאַן מיינס טעק. קאָו., לטד.סערווירט כמעט 1/8 פון די וועלט'ס קאסטומערס פאר אינפרארעד אבסארפציע. כדי צו באהאנדלען די טעכנישע פראגעס פון אונזערע קאסטומערס וועגן דעם ענין, האט אונזער פירמע'ס פארשונג און אנטוויקלונג צענטער צוזאמענגעשטעלט דעם ארטיקל צו געבן ענטפערס.
1. דער פּרינציפּ און כאַראַקטעריסטיקס פון ינפראַרעד אַבזאָרפּשאַן דורך מעטאַל קאַמפּאַונדז
דער פּרינציפּ פֿון אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע דורך מעטאַל פֿאַרבינדונגען איז באַזירט הויפּטזעכלעך אויף דער ווייבריישאַן פֿון זייער מאָלעקולאַרער סטרוקטור און כעמישע פֿאַרבינדונגען. אינפֿראַרויט ספּעקטראָסקאָפּיע שטודירט מאָלעקולאַרע סטרוקטור דורך מעסטן דעם איבערגאַנג פֿון אינטראַמאָלעקולאַרער ווייבריישאַן און ראָטאַציאָנעלע ענערגיע לעוועלס. די ווייבריישאַן פֿון כעמישע פֿאַרבינדונגען אין מעטאַל פֿאַרבינדונגען וועט פֿירן צו אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע, ספּעציעל מעטאַל-אָרגאַנישע פֿאַרבינדונגען אין מעטאַל-אָרגאַנישע פֿאַרבינדונגען, די ווייבריישאַן פֿון פֿילע נישט-אָרגאַנישע פֿאַרבינדונגען, און די קריסטאַל ראַם ווייבריישאַן, וואָס וועט דערשייַנען אין פֿאַרשידענע געגנטן פֿון אינפֿראַרויט ספּעקטרום.
פאָרשטעלונג פון פאַרשידענע מעטאַל קאַמפּאַונדז אין ינפראַרעד ספּעקטראַ:
(1).MXene מאַטעריאַל: MXene איז אַ צוויי-דימענסיאָנעל טראַנזישאַן מעטאַל-קאַרבאָן/ניטראָגען קאַמפּאַונד מיט רייַך קאַמפּאָונאַנץ, מעטאַליק קאַנדאַקטיוויטי, אַ גרויס ספּעציפיש ייבערפלאַך שטח, און אַן אַקטיוו ייבערפלאַך. עס האט פאַרשידענע ינפראַרעד אַבזאָרפּשאַן ראַטעס אין די נאָענט-ינפראַרעד און מיטל-/ווייט-ינפראַרעד באַנדס און איז וויידלי געניצט אין ינפראַרעד קאַמאַפלאַזש, פאָטאָטהערמאַל קאַנווערזשאַן, און אנדערע פעלדער אין די לעצטע יאָרן.
(2). קופּער קאַמפּאַונדז: פאָספאָר-האַלטיקע קופּער קאַמפּאַונדז פונקציאָנירן גוט צווישן אינפֿראַרויט אַבזאָרבערז, עפֿעקטיוולי פּרעווענטינג די שוואַרצונג דערשיינונג געפֿירט דורך אַלטראַוויאָלעט שטראַלן און מיינטיינינג ויסגעצייכנט זיכטבאַר ליכט טראַנסמיטאַנס און אינפֿראַרויט אַבזאָרפּשאַן פּראָפּערטיעס סטאַביל פֿאַר אַ לאַנג צייַט.
פּראַקטישע אַפּליקאַציע קאַסעס
(1).אינפֿראַרויט קאַמאַפלאַזש: MXene מאַטעריאַלן ווערן ברייט גענוצט אין אינפֿראַרויט קאַמאַפלאַזש צוליב זייערע אויסגעצייכנטע אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע אייגנשאַפֿטן. זיי קענען עפֿעקטיוו רעדוצירן די ציל'ס אינפֿראַרויט אייגנשאַפֿטן און פֿאַרבעסערן באַהאַלטן2.
(2). פאָטאָטערמאַלע קאָנווערסיע: MXene מאַטעריאַלן האָבן נידעריקע עמיסיע כאַראַקטעריסטיקס אין די מיטל/ווייטע אינפֿראַרויט באַנדס, וואָס זענען פּאַסיק פֿאַר פאָטאָטערמאַלע קאָנווערסיע אַפּליקאַציעס און קענען עפֿעקטיוו קאָנווערטירן ליכט ענערגיע אין היץ ענערגיע.
(3). פֿענצטער מאַטעריאַלן: רעזין קאָמפּאָזיציעס מיט אינפֿראַרעד אַבזאָרבערז ווערן גענוצט אין פֿענצטער מאַטעריאַלן צו עפֿעקטיוו בלאָקירן אינפֿראַרעד שטראַלן און פֿאַרבעסערן ענערגיע עפֿעקטיווקייט 3.
די אַפּליקאַציע קאַסעס דעמאָנסטרירן די פֿאַרשיידנקייט און פּראַקטישקייט פֿון מעטאַל קאַמפּאַונדז אין אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע, ספּעציעל זייער וויכטיקע ראָלע אין מאָדערנער וויסנשאַפֿט און אינדוסטריע.
2. וועלכע מעטאַל קאַמפּאַונדז קענען אַבזאָרבירן ינפראַרעד שטראַלן?
מעטאַל קאַמפּאַונדז וואָס קענען אַבזאָרבירן ינפראַרעד שטראַלן אַרייַננעמעןאַנטימאָני צין אָקסייד (ATO), אינדיום צין אָקסייד (ITO), אַלומינום צינק אָקסייד (AZO), טאַנגסטאַן טריאָקסייד (WO3), אייַזן טעטראָקסייד (Fe3O4) און סטראָנטיום טיטאַנאַט (SrTiO3).
2.1 אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע קעראַקטעריסטיקס פֿון מעטאַל קאַמפּאַונדז
אַנטימאָני צין אָקסייד (ATO): עס קען באַשיצן נאָענט-אינפֿראַרויט ליכט מיט אַ כוואַליע לענג גרעסער ווי 1500 נם, אָבער קען נישט באַשיצן אולטראַוויאָלעט ליכט און אינפֿראַרויט ליכט מיט אַ כוואַליע לענג קלענער ווי 1500 נם.
אינדיום צין אקסייד (ITO): ענלעך צו ATO, האט עס די ווירקונג פון שילדערן נאָענט-אינפֿראַרויט ליכט.
צינק אַלומינום אָקסייד (AZO): עס האט אויך די פֿונקציע פון באַשיצן נאָענט-ינפֿראַרויט ליכט.
וואָלפראַם טריאָקסייד (WO3): עס האט אַ לאָקאַליזירטן ייבערפלאַך פּלאַזמאָן רעזאָנאַנס ווירקונג און אַ קליינעם פּאָלאַראָן אַבזאָרפּציע מעקאַניזאַם, קען באַשיצן ינפראַרעד ראַדיאַציע מיט אַ כוואַליע לענג פון 780-2500 נם, און איז נישט-טאַקסיק און ביליק.
Fe3O4: עס האט גוטע אינפראַרעד אַבזאָרפּציע און טערמישע רעאַקציע אייגנשאַפטן און ווערט אָפט געניצט אין אינפראַרעד סענסאָרן און דעטעקטאָרן.
סטראָנטיום טיטאַנאַט (SrTiO3): האט אויסגעצייכנטע אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע און אָפּטישע אייגנשאַפֿטן, פּאַסיק פֿאַר אינפֿראַרויט סענסאָרן און דעטעקטאָרן.
ערביום פלאָריד (ErF3): איז אַ זעלטענע ערד קאַמפּאַונד וואָס קען אַבזאָרבירן ינפראַרעד שטראַלן. ערביום פלאָריד האט ראָזעווע-קאָלירטע קריסטאַלן, אַ שמעלץ פונקט פון 1350°C, אַ קאָכן פונקט פון 2200°C, און אַ געדיכטקייט פון 7.814 ג/קמ³. עס ווערט דער הויפּט גענוצט אין אָפּטישע קאָוטינגז, פיברע דאָפּינג, לאַזער קריסטאַלן, איין-קריסטאַל רוי מאַטעריאַלס, לאַזער אַמפּליפייערז, קאַטאַליסט אַדיטיווז, און אַנדערע פעלדער.
2.2 אַפּליקאַציע פון מעטאַל קאַמפּאַונדז אין ינפראַרעד אַבזאָרבינג מאַטעריאַלס
די מעטאַל קאַמפּאַונדז ווערן ברייט גענוצט אין אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע מאַטעריאַלן. למשל, ATO, ITO, און AZO ווערן אָפט גענוצט אין טראַנספּאַרענט קאַנדאַקטיוו, אַנטיסטאַטיק, ראַדיאַציע שוץ קאָוטינגז און טראַנספּאַרענט עלעקטראָדן; WO3 ווערט ברייט גענוצט אין פֿאַרשידענע היץ איזאָלאַציע, אַבזאָרפּציע, און רעפלעקציע אינפֿראַרויט מאַטעריאַלן צוליב זיין אויסגעצייכנטן נאָענט-אינפֿראַרויט שילדינג פאָרשטעלונג און ניט-טאַקסישע אייגנשאַפֿטן. די מעטאַל קאַמפּאַונדז שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין דעם פֿעלד פֿון אינפֿראַרויט טעכנאָלאָגיע צוליב זייערע אייגנאַרטיקע אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע כאַראַקטעריסטיקס.
2.3 וועלכע זעלטענע ערד קאַמפּאַונדז קענען אַבזאָרבירן ינפראַרעד שטראַלן?
צווישן די זעלטענע ערד עלעמענטן, קענען לאַנטאַןום העקסאַבאָריד און נאַנאָ-גרייס לאַנטאַןום באָריד אַבזאָרבירן ינפראַרעד שטראַלן.לאַנטאַנום העקסאַבאָריד (LaB6)איז אַ מאַטעריאַל וואָס ווערט ברייט גענוצט אין ראַדאַר, לופטפאָרט, עלעקטראָניק אינדוסטריע, אינסטרומענטאַציע, מעדיצינישע עקוויפּמענט, היים אַפּפּליאַנסעס מעטאַלורגיע, סביבה שוץ, און אַנדערע פעלדער. ספּעציעל, לאַנטאַנום העקסאַבאָריד איין קריסטאַל איז אַ מאַטעריאַל פֿאַר מאכן הויך-מאַכט עלעקטראָן רערן, מאַגנעטראָנס, עלעקטראָן שטראַלן, יאָן שטראַלן, און אַקסעלעראַטאָר קאַטאָודז.
דערצו, נאַנאָ-וואָג לאַנטאַנום באָריד האט אויך די אייגנשאַפט פון אַבזאָרבירן אינפֿראַרויט שטראַלן. עס ווערט גענוצט אין דער קאָוטינג אויף דער ייבערפלאַך פון פּאָליעטילען פילם שיץ צו בלאָקירן אינפֿראַרויט שטראַלן פון זונשייַן. כאָטש עס אַבזאָרבירט אינפֿראַרויט שטראַלן, אַבזאָרבירט נאַנאָ-וואָג לאַנטאַנום באָריד נישט צו פיל זעבאר ליכט. דאָס מאַטעריאַל קען פאַרהיטן אינפֿראַרויט שטראַלן פון אַרייַן פֿענצטער גלאָז אין הייסע קלימאַטן, און קען מער עפעקטיוו נוצן ליכט און היץ ענערגיע אין קאַלטע קלימאַטן.
זעלטענע ערד עלעמענטן ווערן ברייט גענוצט אין פילע פעלדער, אַרייַנגערעכנט מיליטעריש, נוקלעאַרע ענערגיע, הויך טעכנאָלאָגיע, און טעגלעך קאַנסומער פּראָדוקטן. למשל, לאַנטהאַנום ווערט גענוצט צו פֿאַרבעסערן די טאַקטישע פאָרשטעלונג פון אַלויז אין וואָפן און ויסריכט, גאַדאָליניום און זייַנע איזאָטאָפּן ווערן גענוצט ווי נעיטראָן אַבזאָרבערז אין די נוקלעאַרע ענערגיע פעלד, און צעריום ווערט גענוצט ווי אַ גלאז אַדיטיוו צו אַבזאָרבירן אַלטראַווייאַליט און ינפראַרעד שטראַלן.
סעריום, אלס א גלאז צוגאב, קען אבזארבירן אולטראוויאלעטע און אינפרארויט שטראלן און ווערט איצט ברייט גענוצט אין אויטא גלאז. עס באשיצט נישט נאר קעגן אולטראוויאלעטע שטראלן נאר אויך רעדוצירט די טעמפעראטור אינעווייניג אין אויטא, אזוי שפארנדיג עלעקטריע פאר לופטקילונג. זייט 1997, איז יאפאנעזיש אויטא גלאז צוגעגעבן געווארן מיט סעריום אקסייד, און עס איז גענוצט געווארן אין אויטאמאבילן אין 1996.
3. אייגנשאפטן און איינפלוסנדיקע פאקטארן פון אינפרארעד אבסארפציע דורך מעטאל פארבינדונגען
3.1 די אייגנשאפטן און איינפלוסנדיקע פאקטארן פון אינפרארעד אבסארפציע דורך מעטאל פארבינדונגען שליסן בעיקר איין די פאלגנדע אספעקטן:
אַבזאָרפּציע ראַטע קייט: די אַבזאָרפּציע ראַטע פון מעטאַל קאַמפּאַונדז צו ינפראַרעד שטראַלן וועריז דיפּענדינג אויף סיבות אַזאַ ווי מעטאַל טיפּ, ייבערפלאַך צושטאַנד, טעמפּעראַטור און כוואַליע לענג פון ינפראַרעד שטראַלן. געוויינטלעכע מעטאַלן אַזאַ ווי אַלומינום, קופּער און אייַזן האָבן יוזשאַוואַלי אַן אַבזאָרפּציע ראַטע פון ינפראַרעד שטראַלן צווישן 10% און 50% ביי צימער טעמפּעראַטור. למשל, די אַבזאָרפּציע ראַטע פון ריין אַלומינום ייבערפלאַך צו ינפראַרעד שטראַלן ביי צימער טעמפּעראַטור איז וועגן 12%, בשעת די אַבזאָרפּציע ראַטע פון גראָב קופּער ייבערפלאַך קען דערגרייכן וועגן 40%.
3.2 אייגנשאפטן און איינפלוסנדיקע פאקטארן פון אינפרארעד אבסארפציע דורך מעטאל פארבינדונגען:
טיפן מעטאַלן: פֿאַרשידענע מעטאַלן האָבן פֿאַרשידענע אַטאָמישע סטרוקטורן און עלעקטראָן־אָרדענונגען, וואָס רעזולטירט אין זייערע פֿאַרשידענע אַבזאָרפּציע־מעגלעכקייטן פֿאַר אינפֿראַרויט שטראַלן.
ייבערפלאַך צושטאַנד: די ראַפקייט, אָקסייד שיכט, אָדער קאָוטינג פון דער מעטאַל ייבערפלאַך וועט ווירקן די אַבזאָרפּשאַן קורס.
טעמפּעראַטור: טעמפּעראַטור ענדערונגען וועלן ענדערן דעם עלעקטראָנישן צושטאַנד אינעווייניק פֿון מעטאַל, דערמיט אַפֿעקטירנדיק זײַן אַבזאָרפּציע פֿון אינפֿראַרויט שטראַלן.
אינפראַרויט כוואַליע לענג: פֿאַרשידענע כוואַליע לענג פון אינפראַרויט שטראַלן האָבן פֿאַרשידענע אַבזאָרפּציע קייפּאַבילאַטיז פֿאַר מעטאַלן.
ענדערונגען אונטער ספעציפישע באדינגונגען: אונטער געוויסע ספעציפישע באדינגונגען, קען די אבסארפציע ראטע פון אינפרארעד שטראלן דורך מעטאלן זיך באדייטנד ענדערן. למשל, ווען א מעטאלענע אויבערפלאך איז באדעקט מיט א שיכט פון ספעציעלן מאטעריאל, קען איר מעגלעכקייט צו אבסארבירן אינפרארעד שטראלן ווערן פארבעסערט. דערצו, ענדערונגען אין דעם עלעקטראנישן צושטאנד פון מעטאלן אין הויך-טעמפּעראַטור סביבות קענען אויך פירן צו א פארגרעסערונג אין דער אבסארפציע ראטע.
אַפּליקאַציע פעלדער: די אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע אייגנשאַפֿטן פֿון מעטאַל קאַמפּאַונדז האָבן וויכטיקע אַפּליקאַציע ווערט אין אינפֿראַרויט טעכנאָלאָגיע, טערמישע בילדגעבונג, און אַנדערע פעלדער. למשל, דורך קאָנטראָלירן די קאָוטינג אָדער טעמפּעראַטור פֿון אַ מעטאַל ייבערפלאַך, קען מען אַדזשאַסטירן די אַבזאָרפּציע פֿון אינפֿראַרויט שטראַלן, וואָס דערמעגלעכט אַפּליקאַציעס אין טעמפּעראַטור מעסטונג, טערמישע בילדגעבונג, אאַז"וו.
עקספּערימענטאַלע מעטאָדן און פאָרשונג הינטערגרונט: פאָרשער האָבן באַשטימט די אַבזאָרפּציע קורס פון ינפראַרעד שטראַלן דורך מעטאַלן דורך עקספּערימענטאַלע מעסטונגען און פאַכמאַן שטודיעס. די דאַטן זענען וויכטיק פֿאַר פֿאַרשטיין די אָפּטישע אייגנשאַפטן פון מעטאַל קאַמפּאַונדז און אַנטוויקלען פֿאַרבונדענע אַפּלאַקיישאַנז.
אין קורצן, די אינפֿראַרויט אַבזאָרפּציע אייגנשאַפֿטן פֿון מעטאַל פֿאַרבינדונגען ווערן באַאײַנפֿלוסט פֿון פֿיל פֿאַקטאָרן און קענען זיך באַדײַטנדיק ענדערן אונטער פֿאַרשידענע באַדינגונגען. די אייגנשאַפֿטן ווערן ברייט גענוצט אין פֿיל פֿעלדער.