
【医】 Hittorf number; transport number
ion
【化】 ion
【医】 ion
conductivity
【建】 conductivity
离子导电率(Ionic Conductivity)指材料中离子定向迁移形成电流的能力,是衡量电解质(如溶液、熔盐、固体电解质)导电性能的核心物理量。其国际单位制为西门子每米(S/m)。以下从汉英词典角度解析其详细含义:
汉英对照
物理意义
离子导电率 $sigma$ 取决于单位体积内可移动离子数 $n_i$、离子电荷量 $q_i$ 及离子迁移率 $mu_i$,公式表达为:
$$ sigma = sum n_i q_i mu_i $$
迁移率 $mu_i$ 反映离子在材料中运动的难易程度,受晶格结构、温度及缺陷浓度影响。
温度依赖性
离子导电率随温度升高呈指数增长,遵循阿伦尼乌斯关系:
$sigma T = A expleft(-frac{E_a}{k_B T}right)$
其中 $E_a$ 为离子迁移活化能,$k_B$ 为玻尔兹曼常数。高温可增强离子热运动,降低迁移能垒。
材料结构
电化学器件
燃料电池、锂离子电池依赖高离子导电率的电解质实现离子跨电极传输,如锂镧锆氧(LLZO)固态电解质 $sigma > 10^{-4}$ S/cm(室温)。
生物传感
生物体液(如血液)的离子电导率可用于疾病诊断,异常值可能反映电解质失衡(如高钠血症)。
权威参考来源
离子导电率是衡量材料中离子迁移能力的重要指标,指在电场作用下,材料传导离子电流的能力。它反映了离子在介质中移动的难易程度,通常用符号σ表示,单位为西门子/米(S/m)。以下是关键解析:
离子导电率由以下因素决定: $$ sigma = n cdot q cdot mu $$ 其中:
离子导电依赖带电离子的移动,而电子导电依赖自由电子。例如,金属铝通过电子导电(σ≈3.5×10⁷ S/m),而典型固态电解质(如LLZO)的离子导电率约为10⁻³ S/m。
若需进一步了解具体材料的导电机制或实验测量方法,可提供更具体的方向以便补充说明。
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