Máy quang phổ hồng ngoại biến đổi FourierDo đặc điểm phổ rộng, việc lựa chọn vật liệu cửa sổ hồng ngoại tương đối nghiêm ngặt. Hiện nay, Huỳnh Táp quang học có hơn mười loại khác nhau hồng ngoại cửa sổ vật liệu để lựa chọn, mỗi loại vật liệu có đặc điểm riêng của nó.Có một số yếu tố cần xem xét khi chọn vật liệu tấm cửa sổ phù hợp với nhu cầu ứng dụng của bạn:Phạm vi phổ cần nghiên cứu, tính chất hóa học của mẫu và tấm cửa sổ, tính chất vật lý của tấm cửa sổ,và chi phí tương đối cho các nhu cầu cụ thể.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền năng lượng của bể truyền (không bao gồm mẫu) là:Phạm vi truyền của tấm cửa sổ, độ dày hiệu quả của tấm cửa sổ, mất năng lượng do phản xạ bề mặt của tấm cửa sổ, và mất năng lượng trong quá trình sử dụng, chẳng hạn như vết trầy xước và sương mù, v.v.Phạm vi truyền hiệu quả được liệt kê dưới đây được xác định khi mức độ truyền của một tấm cửa sổ duy nhất giảm xuống 50%. Trong trường hợp cùng một vật liệu, các tấm cửa sổ mỏng có thể truyền đến số sóng thấp hơn. Khi sử dụng các tấm cửa sổ có chỉ số khúc xạ cao, sẽ có tổn thất năng lượng đáng kể do phản xạ của các tấm cửa sổ và sóng sin mạnh, được gọi là sọc giao thoa, xảy ra. Các sọc giao thoa này được gây ra bởi sự giao thoa giữa các phản xạ bên trong của vật liệu tấm cửa sổ song song trong bể mẫu truyền ánh sáng hồng ngoại. Sức mạnh của các sọc được xác định bởi chỉ số khúc xạ của vật liệu, càng lớn thì các sọc càng mạnh. Khoảng cách không khí giữa các tấm cửa sổ bên trong hồ bơi xác định tần số của các sọc, khoảng cách nhỏ (ví dụ như một hồ bơi 0,015mm) tạo ra các sọc tần số cao và khoảng cách lớn (ví dụ như một hồ bơi 0,50mm) tạo ra các sọc tần số thấp. Các sọc giao thoa để tính toán các bể truyềnKhoảng sángRất hữu ích.

Một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn tấm cửa sổ phù hợp cho một ứng dụng cụ thể là tính chất hóa học của mẫu và tấm cửa sổ.Các mẫu phản ứng với các tấm cửa sổ bên trong hồ bơi có thể ăn mòn bề mặt bên trong. Độ hòa tan trong nước tương đối và các mẫu hoặc dung môi phổ biến có thể ăn mòn bề mặt của tấm cửa sổ thường được liệt kê trong danh sách các thuộc tính. Dữ liệu độ hòa tan là số gram của vật liệu có thể hòa tan trên 100 ml nước ở nhiệt độ phòng và trong điều kiện cân bằng. Ngoài ra, độ hòa tan trong nước không thể bị nhầm lẫn với mức độ hấp thụ độ ẩm của vật liệu tấm cửa sổ. Vật liệu hút ẩm dễ dàng hấp thụ độ ẩm từ khí quyển, khiến các tấm cửa sổ bị sương mù hoặc trở nên mờ đục.

Vật liệu tấm cửa sổ lý tưởng cũng phải tương thích với tính chất vật lý của mẫu,Ví dụ như độ cứng.Đối với các mẫu rất cứng, không nên sử dụng vật liệu tấm cửa sổ mềm. Hầu hết các phương pháp đo độ cứng dựa trên việc nhấn đầu với một hình dạng quy định và nhấn vật liệu với một áp lực nhất định. Hình dạng của đầu ép xác định loại phương pháp này và thường được chia thành Brinell và Vickers (VickersCác phương pháp kiểm tra độ cứng như Knoop. Các phép đo độ cứng có thể khác nhau tùy thuộc vào áp suất được áp dụng, thời gian áp suất và tốc độ áp suất và giải phóng. Sự biến đổi này phụ thuộc vào các đặc tính của creep vật liệu, dòng chảy lạnh và các vết nứt nhỏ để giảm căng thẳng. Một số vật liệu mềm hơn, chẳng hạn như kali bromua và natri clorua, có thể được đánh bóng lại bằng tay sau khi bị ăn mòn hoặc trầy xước. Và các vật liệu rất cứng như silicon và sapphire, mặc dù có thể chống trầy xước, nhưng việc đánh bóng lại bằng tay là vô cùng khó khăn.

Bể truyền thường được chia thành hai loại: hồ quang cố định kín, bể có thể tháo rời.

Bể bơi kínCửa sổ được căn chỉnh chính xác với độ sáng cố định. Nó bao gồm một cửa sổ khoan và một cửa sổ không khoan được niêm phong với nhau. Các tấm cửa sổ được ngăn cách bởi một miếng đệm kim loại xác định chiều dài của phạm vi ánh sáng. Các cửa sổ song song với độ dài dải cố định, vì vậy chúng có thể dễ dàng được hiệu chỉnh để đo định lượng và phân tích phổ chính xác khác. Bể kín có thể được sử dụng cho các mẫu dễ bay hơi cao mà không có nguy cơ rò rỉ.

Bể bơi có thể tháo rờiLà một sự thay thế thực tế và kinh tế cho hồ kín, có thể dễ dàng thay thế các tấm cửa sổ trong hồ. Các hồ bơi tương tự bao gồm một tấm cửa sổ được khoan, một tấm cửa sổ không được khoan, một miếng đệm đệm (thường là vật liệu Teflon) và một vòng đệm. Giá trị của các bể có thể tháo rời được phản ánh khi được sử dụng để đo các mẫu dính hoặc khó làm sạch vì chúng có thể dễ dàng tháo rời, làm sạch và lắp ráp lại. Một hồ bơi có thể tháo rời là một lựa chọn tuyệt vời khi độ dài dải ánh sáng cần thiết cho một số ứng dụng là không rõ và cần phải thử nghiệm để xác định. Một hồ bơi có thể tháo rời có thể thay đổi chiều dài phạm vi của nó bằng cách thay thế miếng đệm khoảng.

Thủy tinh lưu huỳnhLà vật liệu tốt nhất để sản xuất sợi hồng ngoại trung bình. Sợi lưu huỳnh này bao gồm thủy tinh AsSeTe, trơ về mặt hóa học và truyền hồng ngoại trung bình. Phạm vi pH áp dụng của nó là 1-9.

AMTIR (Amorphous Material Transmitting Infrared Radiation – Vật liệu truyền hồng ngoại phi tinh thể)Không hòa tan trong nước và có khả năng chống ăn mòn mạnh trong dung dịch axit. Nếu tiếp xúc kéo dài (một tuần), nó sẽ hòa tan trong dung dịch kiềm. Vật liệu này có thể được sử dụng ở nhiệt độ lên đến 300 ° C. Nó là một phản xạ phân rã đầy đủ tốt (ATR) Vật liệu.

Bari florua (BaF₂) NamePhạm vi truyền rộng hơn canxi florua (CaF₂). Vì bari florua dễ bị phân ly do sốc nhiệt hoặc sốc cơ học, nên thận trọng khi sử dụng. Bari florua có phạm vi nhiệt độ sử dụng hẹp hơn canxi florua và phản ứng với không khí ở 500 ° C, lên đến 800 ° C (trong không khí khô). Ngoài ra, bari florua không nên được sử dụng với dung dịch muối amoni. Bari florua thường được sử dụng trong cửa sổ bể truyền hồng ngoại.

Canxi florua (CaF₂)Là một trong những vật liệu tinh thể cứng nhất được biết đến, đặc biệt thích hợp cho các bể áp suất cao. Nó chịu được sự ăn mòn của hầu hết các axit và kiềm. Ở nhiệt độ phòng, canxi florua không hút ẩm, nhưng phản ứng với không khí ở nhiệt độ cao. Nếu được giữ khô, tinh thể có thể được sử dụng ở nhiệt độ 900 ° C. Cần lưu ý rằng canxi florua không nên được sử dụng với dung dịch muối amoni. Canxi florua thường được sử dụng trong cửa sổ bể truyền hồng ngoại.

NameDễ bị xói mòn bởi các chất oxy hóa và ít hòa tan trong axit. Cadmium Telluride có độ cứng thấp hơn kẽm sunfua (ZnS) và kẽm selenide (ZnSe). Cadmium Telluride thích hợp cho các cửa sổ truyền hồng ngoại và các yếu tố phản xạ toàn phần suy giảm (ATR).

Loại quang CVD Growth DiamondTừ 4.000 đến 400 cm^-1Dải hồng ngoại có khả năng truyền ánh sáng tốt, quang phổ của nó rõ ràng từ 2600 đến 1600 cm^-1Đỉnh đặc trưng rung động của phân tử này và vùng vân tay. Kim cương này đặc biệt thích hợp cho áp suất cao và môi trường làm việc ăn mòn mạnh.

GermaniumLà một chất cứng và giòn. Nó có độ truyền ánh sáng thấp hơn do mất phản xạ cao. Germanium hòa tan trong axit sulfuric nóng và nước vua, nhưng không hòa tan trong nước, và là một vật liệu phản xạ toàn phần (ATR) phân rã tốt.

Sản phẩm KRS-5Nó thường được sử dụng để làm suy giảm các tinh thể phản xạ đầy đủ (ATR) vì nó có dải phổ rộng hơn, chỉ số khúc xạ cao và không dễ bị phá vỡ. Nó hơi hòa tan trong nước, hòa tan trong kiềm và không hòa tan trong axit. Vật liệu này không nên được sử dụng với dung dịch muối amoni. KRS-5 độc hại, nhưng chỉ gây hại khi hít phải bụi hoặc vết thương tiếp xúc với bụi. Vật liệu cửa sổ KRS-5 và vật liệu ATR.

NameNó là một vật liệu rất hữu ích vì nó bao phủ một dải phổ rộng hơn so với natri clorua (NaCl). Kali bromua có khả năng chống sốc nhiệt và sốc cơ học tốt. Mặc dùKBrTấm cửa sổ dễ đánh bóng để xử lý, nhưng dễ bị ẩm hơn NaCl. Kali bromua thường được sử dụng trong sản xuất cửa sổ bể truyền hồng ngoại.

Thạch AnhChủ yếu được sử dụng trong các vùng phổ UV-Vis (UV-Vis) và gần hồng ngoại (NIR). Quartz lớp hồng ngoại có độ tinh khiết cao và hàm lượng hydroxyl (OH) rất thấp. Quartz không hòa tan trong nước.

Ngọc bích, nhôm oxit đơn tinh thể, là một vật liệu rất cứng, ổn định về mặt hóa học và có đặc tính khúc xạ kép. Sapphire bị xói mòn bởi axit đậm đặc và kiềm đậm đặc.

Lớp quang học Silicon (Si)Giống như germanium (Ge), nó có khả năng chống sốc cơ học và sốc nhiệt tốt hơn. Silicon hòa tan trong dung dịch hỗn hợp của axit flohydric và axit nitric. Silicon được sử dụng làm vật liệu phản xạ toàn phần suy giảm (ATR) cũng như vật liệu cửa sổ bể truyền hồng ngoại.

Kẽm sulfideVật liệu chủ yếu có hai loại. Đầu tiên là kẽm sunfua (CVD ZnS) được chuẩn bị bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học, ở mức 1640 cm^-1Có một dải hấp thụ nước ở đó, gây nhiễu cho thử nghiệm phản xạ toàn phần suy giảm (ATR). Loại thứ hai dành riêng cho các tinh thể phản xạ toàn phần (ATR) và khuếch tán vì nó không có dải hấp thụ nước. Kẽm sunfua không hòa tan trong nước, nhưng dễ bị xói mòn bởi các chất oxy hóa mạnh. Kẽm sulfide có khả năng chống sốc nhiệt và sốc cơ học tốt.