交流阻抗法英文解释翻译、交流阻抗法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 AC impedence method
分词翻译:
交流的英语翻译:
interchange; alternating; communion; exchange; intercommunion; intercourse
【计】 AC
【化】 a-c; A.C.; ac; alternate current(ac,A.C.); alternating curren
alternating current
【经】 intercourse; interflow; swap
阻抗的英语翻译:
impedance
【计】 Z
【化】 electrical impedance; impedance
【医】 impedance
法的英语翻译:
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
专业解析
交流阻抗法(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)是一种重要的电化学分析技术,通过向电化学系统施加小幅正弦交流电压(或电流)扰动,并测量系统产生的电流(或电压)响应信号,进而分析系统的阻抗随频率变化的谱图,以研究电极过程动力学、界面结构和材料性能等。
核心原理与过程:
- 扰动施加: 在系统直流极化电位(或开路电位)基础上,叠加一个频率可调的小幅(通常几毫伏)正弦交流电压信号。
- 响应测量: 精确测量系统产生的交流电流响应信号的幅值和相位差(或实部与虚部)。
- 阻抗计算: 根据欧姆定律的复数形式,计算该频率下的复数阻抗(Z)。阻抗的模量(|Z|)反映对电流阻碍的大小,相位角(θ)反映电压与电流的相位差。
- 频率扫描: 在较宽频率范围(如10 mHz 到 100 kHz)内重复上述步骤,获得阻抗随频率变化的谱图(奈奎斯特图或波特图)。
- 等效电路拟合: 基于电化学系统的物理化学过程(如电荷转移、扩散、界面电容等),建立等效电路模型,利用软件对实验测得的阻抗谱进行非线性最小二乘法拟合,解析出各元件的参数值(如溶液电阻 Rs、电荷转移电阻 Rct、双电层电容 Cdl、沃伯格阻抗 W 等)。
主要应用领域:
- 腐蚀研究: 评估金属腐蚀速率、涂层防护性能、缓蚀剂效率等。
- 电池与燃料电池: 分析电极反应动力学、界面特性、电荷转移电阻、扩散过程、电池健康状态(SOH)和寿命预测。
- 传感器开发: 表征生物传感器、化学传感器的界面修饰过程及检测灵敏度。
- 材料表征: 研究半导体、导电聚合物、涂层、薄膜材料的电化学性质。
- 生物电化学: 研究生物膜、细胞、生物分子的界面电化学行为。
优势:
- 非破坏性: 使用小幅度扰动,对测试体系干扰小。
- 信息丰富: 可同时获得界面过程的动力学信息和界面结构信息。
- 区分过程: 能够区分不同时间常数的过程(如电荷转移、扩散)。
- 定量分析: 通过等效电路拟合可定量获取电化学参数。
权威参考文献来源:
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.; John Wiley & Sons: New York, 2001. (经典电化学教材,详细阐述EIS理论基础与应用) [来源:Wiley Online Library]
- Orazem, M. E.; Tribollet, B. Electrochemical Impedance Spectroscopy; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2008. (EIS领域的权威专著,深入讲解理论、测量技术与数据分析) [来源:Wiley Online Library]
- ASTM G106 - Standard Practice for Verification of Algorithm and Equipment for Electrochemical Impedance Measurements. (美国材料与试验协会标准,规范EIS测量流程与设备验证) [来源:ASTM International]
- Macdonald, J. R. Impedance Spectroscopy. Annals of Biomedical Engineering 1992, 20 (3), 289–305. (综述文章,涵盖EIS在不同领域的应用) [来源:Springer Link]
- National Renewable Energy Laboratory (NREL) - Electrochemical Impedance Spectroscopy for Battery Analysis. (美国国家可再生能源实验室关于EIS在电池分析中应用的技术报告与指南) [来源:NREL官网]
网络扩展解释
交流阻抗法是一种通过施加小幅度正弦交流电信号,测量系统阻抗特性以分析材料或电化学过程的方法。其核心原理和应用可概括如下:
一、基本原理
-
电学基础
基于欧姆定律和电容定律,通过施加小幅值正弦波电压或电流扰动信号,测量响应信号的幅值与相位差,计算阻抗值($Z = frac{V}{I}$)。阻抗包含实部(电阻)和虚部(电容/电感),反映被测系统的电学特性。
-
频率响应分析
通过改变交流电频率(通常覆盖0.1 Hz至数MHz范围),获取不同频率下的阻抗谱,从而解析系统内部动力学过程(如电荷转移、扩散等)。
二、核心特点
- 非破坏性:小幅度信号避免对样品造成损伤,适用于连续监测。
- 高灵敏度:可检测微小电学参数变化,如电极界面反应、材料微观结构差异。
- 多领域适用性:支持固体、液体、气体及生物组织等不同形态样品的分析。
三、主要应用领域
- 电化学研究
分析电极反应机理(如锂离子电池、燃料电池),计算双电层电容、电荷转移电阻等参数。
- 生物医学检测
测量皮肤、肌肉等组织的阻抗特性,用于无创诊断或生理状态监测。
- 材料科学
评估材料介电性能、腐蚀行为及涂层质量。
四、技术分类
- 电化学阻抗谱(EIS):固定极化状态下,研究阻抗随频率的变化。
- 交流伏安法:特定频率下分析电流振幅和相位随时间的变化。
该方法通过等效电路模型解析数据,结合公式如$Z = R + frac{1}{jomega C}$(电阻与电容串联模型),量化系统特性。
分类
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