Fourier-Transformation-Infrarot-SpektrometerAufgrund des breiten Spektrums ist die Auswahl des Infrarotfenstermaterials strenger. Derzeit gibt es mehr als ein Dutzend verschiedene Infrarot-Fensterscheiben zur Auswahl, jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften.Bei der Auswahl eines für Ihre Anwendung geeigneten Scheibenmaterials sollten Sie folgende Faktoren berücksichtigen:Der spektrale Bereich, die chemischen Eigenschaften der Proben und der Scheiben, die physikalischen Eigenschaften der Scheiben zu untersuchen,sowie die relativen Kosten für spezifische Bedürfnisse.

Faktoren, die die Energiedurchlässigkeit des Transmissionspools (außer Proben) beeinflussen, sind:Der Durchlässigkeitsbereich der Scheiben, die wirksame Dicke der Scheiben, der Energieverlust durch die Reflexion der Oberfläche der Scheiben und der Energieverlust beim Gebrauch, wie Kratzer und Nebel.Der unten aufgeführte effektive Durchlässigkeitsbereich wird bestimmt, wenn der Durchlässigkeitsniveau der einzelnen Scheiben auf 50% sinkt. Im Falle des gleichen Materials können dünne Scheiben eine geringere Wellenzahl durchsetzen. Bei der Verwendung von Scheiben mit hohem Brechungsgrad kann es aufgrund der Reflexion der Scheiben zu erheblichen Energieverlusten kommen und starke Sinuswellen entstehen, die als Interferenzstreifen bezeichnet werden. Diese Interferenzstreifen werden durch die gegenseitige Interferenz durch die innere Reflexion des parallelen Scheibenmaterials des Infrarotlichtdurchlässigen Probenpools verursacht. Die Stärke der Streifen wird durch den Brechungsindex des Materials bestimmt, je größer der Brechungsindex ist, desto stärker ist die Streife. Der Luftspalt zwischen den Fenstern im Pool bestimmt die Frequenz der Streifen, kleine Lücken (z. B. 0,015 mm Lichtstreifen) erzeugen hohe Frequenzstreifen und große Lücken (z. B. 0,50 mm Lichtstreifen) erzeugen niedrige Frequenzstreifen. Interferenzstreifen für die Berechnung des TransmissionspoolsLichtstreckeSehr nützlich.

Ein wichtiger Faktor, der bei der Auswahl der geeigneten Scheiben für eine bestimmte Anwendung berücksichtigt werden muss, sind die chemischen Eigenschaften der Proben und Scheiben.Proben, die mit den Fensterscheiben im Pool reagieren, erodieren die Innenfläche. Gewöhnliche Proben oder Lösungsmittel, die relativ wasserlöslich sind und die Flächen der Scheiben erodieren, werden in der Regel in der Eigenschaften-Liste aufgeführt. Die Löslichkeitsdaten sind die Anzahl der Gramme des Materials, die sich bei Raumtemperatur und im Gleichgewicht in 100 ml Wasser lösen können. Darüber hinaus kann die Löslichkeit im Wasser nicht mit der Feuchtigkeitsabsaugung des Fensterblechmaterials verwechselt werden. Feuchtigkeitsabsaugende Materialien absorbieren leicht Feuchtigkeit aus der Atmosphäre, wodurch die Scheiben nebelig oder undurchsichtig werden.

Das ideale Scheibenmaterial muss auch mit den physikalischen Eigenschaften der Probe kompatibel sein,Zum Beispiel die Härte.Bei sehr harten Proben sollte kein weiches Fenstermaterial verwendet werden. Die meisten Methoden zur Messung der Härte basieren auf dem Presskopf mit einer bestimmten Form und dem Druck auf das Material. Die Form des Druckkopfes bestimmt die Kategorie der Methode, die in der Regel in Brinell (VickersHärteprüfmethoden wie Knoop. Die Härtemesswerte variieren je nach dem ausgeübten Druck, der Dauer des Drucks sowie der Geschwindigkeit des Drucks und der Freisetzung. Diese Variabilität hängt von den Eigenschaften des Materials ab, die sich durch Kriechen, Kaltströme und kleine Risse belasten. Einige weichere Materialien wie Kaliumbromid und Natriumchlorid können nach Korrosion oder Kratzern manuell neu poliert werden. Sehr harte Materialien wie Silizium und Sapphir können zwar Kratzern widerstehen, aber es ist extrem schwierig, sie manuell neu zu polieren.

Die Transmissionsbecken sind in der Regel in zwei Arten unterteilt: dichte, feste optische Pools und abnehmbare Pools.

Dichter PoolMit genau ausgerichteten Fenstern und optischer Fixierung. Es besteht aus einem Bohrfenster und einem nicht gebohrten Fenster, das verschlossen ist. Zwischen den Scheiben ist eine Metalldichtung getrennt, die die Lichtlänge bestimmt. Das Fenster ist parallel und die optische Länge ist fest, so dass es einfach für quantitative Messungen und andere präzise spektrale Analysen kalibriert werden kann. Dichtbacken können für hochflüchtige Proben ohne Leckergefahr verwendet werden.

Abnehmbarer PoolEs ist eine praktische und kostengünstige Alternative zu versiegelten Pools und ermöglicht den einfachen Austausch der Fensterscheiben im Pool. Diese Becken bestehen ebenfalls aus einer Bohrplatte, einer ungebohrten Fensterscheibe, einer Zwischendichtung (normalerweise aus Teflonmaterial) und einem Dichtring. Der Wert der abnehmbaren Becken wird bei der Messung von klebrigen oder schwer zu reinigenden Proben deutlich, da sie einfach demontiert, gereinigt und neu montiert werden können. Wenn die für einige Anwendungen erforderliche Lichtbereichslänge unbekannt ist und Experimente durchgeführt werden müssen, ist ein abnehmbarer Pool eine sehr gute Wahl. Abnehmbare Pools können ihre Lichtbereichslänge durch Austausch von Intervalldichtungen ändern.

SchwefelglasEs ist das beste Material für die Herstellung von Infrarotfasern. Diese Schwefelfaser besteht aus AsSeTe-Glas und ist chemisch inert und mittelinfrarot durchlässig. Der anwendbare pH-Bereich liegt zwischen 1 und 9.

AMTIR (Amorphose Material Transmitting Infrared Radiation, amorphes Material Transmitting Infrared Radiation, amorphes Material Transmitting Infrared Radiation)Es ist in Wasser unlöslich und hat eine hohe Korrosionsbeständigkeit in sauren Lösungen. Bei langfristiger Exposition (eine Woche) wird es in einer alkalischen Lösung gelöst. Das Material kann bei Temperaturen von bis zu 300 ° C verwendet werden. Es ist ein guter Zerfall Vollreflex (ATR(Materialien).

Bariumfluorid (BaF₂)Der Durchlässigkeitsbereich ist breiter als Calciumfluorid (CaF₂). Da Bariumfluorid durch Hitze- oder mechanische Schläge leicht auflösbar ist, ist Vorsicht bei der Verwendung erforderlich. Im Vergleich zu Calciumfluorid reagiert Bariumfluorid bei 500 °C mit Luft und wird bis zu 800 °C (in trockener Luft) verwendet. Außerdem sollte Bariumfluorid nicht mit Ammoniumsalzlösung verwendet werden. Bariumfluorid wird häufig für Infrarot-Transmittionsbeckenfenster verwendet.

Kalziumfluorid (CaF₂)Es ist eines der härtesten bekannten Kristallmaterialien und eignet sich besonders für Hochdruckbecken. Es kann den meisten Säuren und Alkalien widerstehen. Bei Raumtemperatur nimmt Calciumfluorid keine Feuchtigkeit auf, reagiert aber bei hohen Temperaturen mit der Luft. Beim Trocknen kann der Kristall bei einer hohen Temperatur von 900 °C verwendet werden. Es ist wichtig zu beachten, dass Calciumfluorid nicht mit einer Ammoniumsalzlösung verwendet werden sollte. Kalziumfluorid wird häufig in Infrarot-Transmissionsbeckenfenstern verwendet.

CadmiumdioxidEs ist anfällig für Oxidationsmittel und leicht in Säuren löslich. Cadmiumsulfid hat eine niedrigere Härte als Zinksulfid (ZnS) und Zinkselenid (ZnSe). Cadmium Decanide eignet sich für Infrarot-Transmissionsfenster und Dämpfungs-Vollreflexionskomponenten (ATR).

Optischer CVD Wachstumsdiamantvon 4.000 bis 400 cm^-1Das Infrarotband hat eine gute Lichtdurchlässigkeit und ist in seinem Spektrum von 2.600 bis 1.600 cm klar vorhanden.^-1Eigenschaften der molekularen Vibrationen sind Spitzen und Fingerabdruckbereiche. Dieser Diamant eignet sich besonders für hochdruckige und stark korrosive Arbeitsumgebungen.

GermaniumEs ist eine harte und zerbrechliche Substanz. Aufgrund des hohen Reflexionsverlusts ist seine Lichtdurchlässigkeit geringer. Germanium ist in thermischer Schwefelsäure und Königswasser löslich, aber nicht in Wasser löslich und ist ein gutes Zerfall Vollreflexionsmaterial (ATR).

KRS-5Es wird häufig verwendet, um Vollreflexionskristalle (ATR) zu dämpfen, da sie einen breiten Spektrumbereich, einen hohen Brechungsgrad und nicht leicht brechen. Es ist leicht löslich in Wasser, löslich in Alkali und unlöslich in Säure. Dieses Material sollte nicht mit einer Ammoniumsalzlösung verwendet werden. KRS-5 ist giftig, kann aber nur schädlich sein, wenn die Wunde Staub inhaliert oder in Kontakt steht. KRS-5 Fenstermaterial und ATR-Material.

KaliumbromidEs ist ein sehr nützliches Material, da es einen breiteren Spektrumbereich abdeckt als Natriumchlorid (NaCl). Kaliumbromid hat eine gute Wärmebeständigkeit und mechanische Schlageigenschaften. ObwohlKBrDie Scheiben können leicht poliert werden, sind jedoch anfälliger für Feuchtigkeit als NaCl. Kaliumbromid wird häufig für die Herstellung von Infrarot-Transmittionsbeckenfenstern verwendet.

QuartzWird hauptsächlich in den UV-Visible (UV-Vis) und Near Infrared (NIR) Spektralbereichen verwendet. Infrarotquartz hat eine hohe Reinheit und einen sehr niedrigen Hydroxy (OH)-Gehalt. Quartz ist nicht in Wasser löslich.

SaphirMonokristallines Aluminiumoxid ist ein sehr hartes Material mit chemisch stabilen Eigenschaften und doppelten Brecheigenschaften. Sapphire werden durch konzentrierte Säuren und Alkalien erodiert.

Optisches Silizium (Si)Sehr ähnlich wie Germanium (Ge), mit besseren Eigenschaften gegen mechanische und thermische Schläge. Silizium ist löslich in einer Mischung aus Fluorwasserstoff- und Sticksäure. Silizium wird als Dämpfungs-Vollreflexionsmaterial (ATR) sowie als Infrarot-Transmission-Pool-Fenstermaterial verwendet.

ZinksulfidEs gibt hauptsächlich zwei Arten von Materialien. Die erste ist Zinksulfid (CVD ZnS), das durch die chemische Gasphase-Ablagerung hergestellt wurde, die in 1640 cm^-1Überall gibt es einen Wasserabsorptionsband, der den ATR-Test stört. Die zweite ist für die Dämpfung von Vollreflexionskristallen (ATR) und diffusen Reflexionskristallen konzipiert, da es keine Wasserabsorptionsbänder hat. Zinksulfid ist nicht in Wasser löslich, aber anfällig für starke Oxidationsmittelerosion. Zinksulfid hat eine gute Wärmebeständigkeit und mechanische Schlageigenschaften.