Magyar Tudományos Akadémia - infrasugárzás /spektroszkópia/ hatáselemzés

Yule ásványi kőzetkombináció infravörös spektroszkópiai (FTIR) vizsgálata

A Niels R&D cégtől kapott Yule ásványi kőzetkombinációnak megvizsgáltuk az infravörös(IR) színképét reflexiós és emissziós üzemmódban. A reflexiós felvételektámpontot adtak aYuleásványi összetételére, azaz egy alumino-szilikátot azonosítottunk.
Érdekesebbésmeglepő eredményt kaptunk az emissziós IR mérésekesetében. Az
emissziós mérésekáltalában úgy készülnek,hogy a mintát felmelegítjük. A minta ezáltal rezgésigerjesztett állapotba kerül, amit mint karakterisztikus sugárzást kibocsát. Mivel a környezetés a detektoris 25°C-os, a mintátennél magasabb hőmérsékletre kell melegíteni
ahhoz,hogy emissziósszínképetkapjunk. Azáltalános tapasztalattal szemben a Yule mintáról
már 25°C-on is detektálható gyenge emissziós jeletkaptunk. Eztszemlélteti az 1. ábra.

Az Yule ásványi kőzetkombináció 25°C-on mérhető IR sugárzást emittál a 980-2500 cm-1 hullámszámtartományban. Az összehasonlítást az elméleti feketetest energiaspektrumával végeztük.
Ezt a meglepő jelenségetaz alábbiakkal lehet magyarázni: valószínűleg a hosszabb hullámhosszonelnyelt sugárzási energiát rövidebb hullámhossz tartományban a minta kisugározza. Ezt a jelenségeta látható és ultraibolya tartományban fotolumineszcenciának nevezzük, ami viszont igen ritka jelenség az infravörös tartományban. Ezt az értelmezéstaz is alátámasztja, hogy hosszú hullámhosszú infravöröstartományban(600
cm-1 hullámszám alatt) a rezgési állapotok igen könnyen gerjeszthetők, azaz a nívók betöltöttsége jelentős lehet. Ezt az akár 25°C-os környezetből felvettenergiátsugározza ki az anyag a közép-infravörös tartományban, mint egy „hőforrás”. A Yule mintaemissziósIR színképét 50 és 100°C-on is megvizsgáltuk (2.ábra). A 2.
ábrán jól látható,hogy az elméleti feketetestés a minta emissziójaközöttlegnagyobb a különbség 25°C-on. Magasabb hőmérsékleteken a fent látott effektus jelentősége lecsökken, a
kísérlet és a feketetest baloldali leszálló ágai meglehetősen egybeesnek, különösen 100°C-on.
Eddigivizsgálataink azt igazolják,hogy a Yule minta hőhatása különösenjól
hasznosítható szobahőmérséklet (25-35 °C) környékén.

Dr. Mink János
egyetemi tanár