
【化】 space-charge polarization
space charge
【化】 space charge
【医】 space charge
【化】 polarization
【医】 polarization; polarize
空间电荷极化(Space Charge Polarization)是电介质物理学中描述非均匀材料内部电荷分布特性的核心概念。该现象指在电场作用下,材料内部自由载流子(如电子、离子)受迁移率差异或界面势垒影响,在不同区域积聚形成宏观空间电荷层的效应。
从汉英词典角度解析:
根据John Wiley & Sons出版的《Dielectric Materials and Applications》所述,该极化机制对复合电介质材料(如钛酸钡基陶瓷)的介电损耗谱具有决定性影响。实验表明,空间电荷极化的弛豫时间($tau = frac{varepsilon}{sigma}$)与材料电导率σ、介电常数ε直接相关。
牛津大学出版社《Electrochemical Impedance Spectroscopy》中强调,在锂离子电池隔膜、多层陶瓷电容器等工程应用中,空间电荷极化会导致界面电荷重分布,进而影响器件的直流偏压特性和高频响应性能。
空间电荷极化是电介质在外电场作用下的一种极化现象,主要发生在不均匀介质或复合电介质中。以下是其核心要点:
定义与机制
当外加电场作用于电介质时,内部的自由电荷载流子(如正负离子、电子等)会向电极方向迁移,并在介质缺陷、陷阱或不同介质的界面处积聚,形成局部空间电荷。这种电荷分布的不均匀性导致宏观电偶极矩的产生,称为空间电荷极化。
别称与特点
该极化也被称为夹层极化或界面极化,其特点是:
发生条件
主要出现在以下情况:
与其他极化的区别
不同于电子/离子位移极化(弹性位移)或偶极子转向极化,空间电荷极化由自由电荷迁移和捕获主导,且通常需要更长时间达到稳定状态。
应用与影响
在工程中,这种极化可能导致绝缘材料性能下降(如介电损耗增加),需在高压设备设计时予以考虑。
如需进一步了解具体案例或数学表达式,可参考、2、5、6的详细分析。
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