交换电流密度英文解释翻译、交换电流密度的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 exchange current density

分词翻译：

交换的英语翻译：

exchange; interchange; change for; commute; permutation; reciprocation
replacement
【计】 exchange; swap; swapping; switching; transput; X
【医】 chiasmapy; cross-over; crossing-over
【经】 interchange; swap

电流密度的英语翻译：

【化】 current density

专业解析

交换电流密度（Exchange Current Density）是电化学动力学中的重要概念，指电极反应在平衡状态下（即净电流为零时）氧化反应与还原反应的电流密度相等时的电流密度值，通常用符号( i_0 )表示。它反映了电极反应的可逆性，数值越大表明电极反应越容易进行。

从汉英词典角度，该术语对应英文为"exchange current density"，其核心定义为：单位电极表面上，电极反应在平衡状态下的双向电荷转移速率。例如，在析氢反应（HER）或氧还原反应（ORR）中，高交换电流密度意味着电极材料具有优异的催化活性。

物理意义与应用方向：

电极材料评估：( i_0 )值常用于对比不同电极材料的本征活性，例如铂基催化剂在燃料电池中的高效性与其高交换电流密度直接相关。
腐蚀动力学：在金属腐蚀研究中，低交换电流密度表明材料表面更易形成钝化膜，从而减缓腐蚀速率。
理论模型构建：通过Butler-Volmer方程可建立( i_0 )与过电位的关系，公式为： $$ i = i_0 left[ e^{frac{alpha Feta}{RT}} - e^{-frac{(1-alpha)Feta}{RT}} right] $$ 其中( alpha )为传递系数，( F )为法拉第常数，( eta )为过电位。

根据《电化学原理与应用》（第三版）及国际电化学学会技术报告，该参数的实验测定常采用Tafel曲线外推法或电化学阻抗谱（EIS）。研究显示，铜在0.5M硫酸溶液中的交换电流密度约为( 10^{-6} , text{A/cm} )，而铂在相同条件下可达( 10^{-3} , text{A/cm} )，差异达三个数量级。

网络扩展解释

交换电流密度是电化学中的一个重要概念，主要用于描述电极反应的动力学特性。以下是综合多个来源的详细解释：

1.定义

交换电流密度（用符号 (i_0) 表示）是指当电极反应处于平衡状态时，阳极反应和阴极反应的电流密度绝对值相等时的电流密度值。此时，电极反应的正向和逆向速率相等，净电流为零，但微观上电荷转移仍在动态平衡中进行。

2.物理意义

热力学性质：交换电流密度是电极反应本身的固有属性，反映反应在平衡状态下电荷转移的难易程度。例如，(i_0) 越大，表明电极反应越容易进行（如贵金属电极上的反应）；反之则反应需要更大的推动力（如过电位）才能发生。
动力学指标：它与电极材料、反应物浓度和温度直接相关，而与外界电流条件无关。

3.影响因素

电极材料：不同材料的催化活性差异显著（如铂的 (i_0) 远高于汞）。
反应物浓度：浓度升高通常会增加 (i_0)。
温度：温度升高会加速电荷转移，从而提高 (i_0)。

4.应用

电池与腐蚀：在电池设计和金属腐蚀研究中，(i_0) 用于评估电极反应的效率及材料稳定性。
极化分析：交换电流密度是计算电极极化（过电位）的关键参数，公式为： $$ eta = frac{RT}{alpha nF} lnleft(frac{i}{i_0}right) $$ 其中 (i) 为实际电流密度，(alpha) 为传递系数。

补充说明

需注意部分文献可能将“交换电流密度”与“交变电流密度”（Alternating Current Density，ACD）混淆。后者描述交变电流在导体中的分布特性，属于电磁学概念，与电化学中的定义不同。

如需具体数值案例或扩展公式推导，可参考电化学教材或专业数据库。