缺陷化学英文解释翻译、缺陷化学的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 defect chemistry
分词翻译:
缺陷的英语翻译:
blemish; bug; defect; drawback; flaw; limitation; objection; vice
【化】 imperfection
【医】 defect; vitium
【经】 defective
化学的英语翻译:
chemistry
【化】 chemistry
【医】 chemistry; chemo-; spagyric medicine
专业解析
缺陷化学(Defect Chemistry) 是材料科学和固体化学中的一个重要分支,专门研究晶体材料中存在的点缺陷(Point Defects) 及其对材料物理与化学性质的影响。其英文对应术语为"Defect Chemistry",直译为“缺陷化学”。该领域关注晶体结构中原子或离子偏离理想周期性排列的微观状态,这些缺陷虽微小,却对材料的导电性、催化活性、光学性能及机械强度等宏观性质起着决定性作用。
核心概念解析:
-
点缺陷类型
- 空位(Vacancy):晶体格点上的原子缺失,形成空位(如肖特基缺陷)。
- 间隙原子(Interstitial):原子嵌入晶格间隙位置(如弗伦克尔缺陷)。
- 杂质缺陷(Impurity):外来原子取代晶格原子或占据间隙位。
- 电子缺陷(Electronic Defects):如自由电子(e⁻)或电子空穴(h⁺),常见于半导体材料。
-
缺陷反应与平衡
缺陷浓度受温度、气氛(如氧分压)及掺杂影响,遵循质量作用定律。例如,氧化物中氧空位(Vₒ)的生成可表示为:
$$
ce{O_O^x <=> frac{1}{2} O2 (g) + V_O^{bulletbullet} + 2e^{-}}
$$
其中 (ce{V_O^{bulletbullet}}) 代表带两个正电荷的氧空位。
-
对材料性能的影响
- 离子导体:氧空位迁移是固态氧化物燃料电池电解质导电的基础。
- 半导体:掺杂缺陷调控载流子浓度(如n型/P型半导体)。
- 催化材料:表面缺陷位点可作为活性中心增强反应活性。
权威参考文献:
-
经典教材:
- West, A. R. (2014). Solid State Chemistry and its Applications. Wiley. (系统阐述缺陷化学原理)
- Atkins, P., Overton, T., et al. (2010). Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry. Oxford University Press. (涵盖缺陷类型与表征方法)
-
综述文献:
- Smyth, D. M. (2000). The Defect Chemistry of Metal Oxides. Oxford University Press. (金属氧化物缺陷化学专著)
- Maier, J. (2004). Physical Chemistry of Ionic Materials: Ions and Electrons in Solids. Wiley. (离子材料缺陷动力学理论)
-
期刊研究:
- Journal of Materials Chemistry A (皇家化学会期刊,刊载缺陷工程最新进展)
- Chemistry of Materials (美国化学会材料领域顶刊,涵盖缺陷调控应用研究)
注:以上文献可通过学术数据库(如Web of Science、Google Scholar)检索原文。实际应用需结合具体材料体系(如钙钛矿、尖晶石)分析缺陷行为。
网络扩展解释
缺陷化学是材料科学的重要分支,主要研究固体材料中微观缺陷(尤其是点缺陷)的产生机制、平衡规律及其对材料性能的影响。以下是其核心内容:
1.基本定义与研究对象
缺陷化学聚焦于晶体材料中的点缺陷,如空位、间隙原子、杂质原子等。这些缺陷是材料实际应用中不可避免的结构不完美性,但通过调控缺陷种类和浓度,可以改变材料的电学、光学、力学等性质。
2.主要缺陷类型
- 点缺陷:包括空位缺陷(原子缺失)和间隙原子缺陷(原子占据非晶格位置)。
- 线缺陷与面缺陷:如位错、晶界等,但缺陷化学以点缺陷为核心研究对象。
- 化学缺陷:如杂质原子掺杂导致的晶格畸变。
3.理论意义与实用价值
- 理论层面:缺陷化学揭示了固体材料中传质、扩散及反应动力学的微观机制,是理解无机材料化学(如陶瓷烧结、半导体导电性)的基础。
- 应用层面:在锂离子电池中,通过调控LiFePO₄等材料的缺陷浓度,可优化离子迁移速率和电池容量。此外,缺陷控制还用于半导体器件、高温超导材料等领域。
4.研究方法
- 实验技术:X射线衍射分析缺陷结构、电子显微镜观察微观形貌、光谱分析缺陷性质。
- 热力学模型:通过缺陷平衡浓度公式(如肖特基缺陷浓度方程)预测缺陷行为。例如,空位浓度与温度的关系可表示为:
$$
n = N cdot e^{-frac{E}{kT}}
$$
其中( E )为缺陷形成能,( k )为玻尔兹曼常数。
5.学科地位与发展
作为固体化学的核心分支,缺陷化学与材料设计、能源存储等前沿领域密切相关。瓦格纳(Wagner)等学者在缺陷热力学方面的研究奠定了其理论基础。
如需更深入的分类或案例,(锂离子电池缺陷调控)或网页(缺陷反应方程书写原则)。
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