
【化】 diffusion layer
扩散层(Diffusion Layer)是物理化学和材料科学领域的重要概念,主要包含以下两方面的核心含义:
电化学体系中的离子分布区域 在电化学领域,扩散层指电极表面附近溶液中离子浓度发生变化的过渡区域。当电流通过电极时,电解液中的离子会因浓度梯度产生扩散运动,形成从电极表面到本体溶液之间的浓度过渡带(来源:《电化学原理》第三版,高等教育出版社,2018)。该概念与双电层理论密切相关,常被表述为"diffusion layer in electrochemical systems"。
材料表面的物质迁移区域 在材料处理领域,扩散层特指材料表面因热处理或化学处理形成的成分梯度区域。例如金属渗碳过程中,碳原子从表面向基体扩散形成的浓度梯度层(来源:中国材料研究学会《材料表面工程研究报告》,2022)。对应的英文术语为"surface diffusion zone"。
该术语的权威定义可见于国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)术语数据库,其将扩散层描述为"electrode/electrolyte interface region where concentration gradients exist due to mass transport limitations"(金规编号:IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2019)。
扩散层是物理化学和材料科学中的常见概念,在不同领域有具体含义。以下是综合不同场景的解释:
胶体体系中的定义
指胶体粒子周围由阳离子形成的非牢固结合层,位于吸附层外侧。当胶粒(通常带负电)吸引阳离子时,这些离子会在吸附层表面向外扩散,形成可移动的扩散层。该层厚度影响胶体稳定性,双电层厚度越大,微粒间排斥作用越强。
电化学中的定义
在电极表面双电层之外,溶液中存在浓度梯度的液层。这一区域因电化学反应导致物质浓度不均,形成扩散驱动的离子迁移。
功能与作用
气体扩散层是燃料电池的核心组件,主要功能包括:
结构组成
通常由碳纤维基底层(GDB)和微孔碳层(MPL)构成。基底层直接接触双极板,负责气液扩散;MPL则优化水管理,提升反应效率。
扩散层的核心特征是物质传递与浓度梯度,具体形态和功能随应用场景变化。如需进一步了解某领域的细节,可参考相关文献或技术手册。
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