超离子导体英文解释翻译、超离子导体的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 superionic conductor

分词翻译：

超的英语翻译：

exceed; go beyond; overtake
【计】 hyperactive
【医】 per-; ultra-

离子导体的英语翻译：

【电】 ionic conductor

专业解析

超离子导体（Superionic Conductor），又称快离子导体（Fast Ion Conductor），指的是一类具有特殊结构的固态材料。其核心特征在于：在固态下，特定离子（如 Ag⁺、Li⁺、Na⁺、O²⁻、F⁻ 等）能够像在液体电解质中一样，在晶格内部进行快速、长程的迁移，从而表现出接近甚至超过熔融盐或液体电解质的离子电导率（通常在 10⁻² S/cm 至 1 S/cm 范围），而其晶格中的其他离子则保持相对固定的位置。

详细解释与核心特性：

离子传导机制与结构特点：
- 超离子导体的高离子电导率源于其独特的晶体结构。这类材料通常具有开放的、相互连通的离子通道或空位网络，为特定离子的迁移提供了低能垒路径。
- 晶格中存在大量可移动离子的等效位置（亚晶格），且这些位置间的能量势垒很低，使得离子在热激活下能轻易地从一个位置“跳跃”到相邻位置。同时，晶格框架（由相对固定的离子构成）提供了结构的稳定性。这种结构被称为“熔融亚晶格”（molten sublattice）或“无序亚晶格”（disordered sublattice）。
- 离子电导率 ($sigma$) 遵循阿伦尼乌斯关系：$$sigma T = A exp(-E_a / k_B T)$$ 其中 $A$ 是指前因子，$E_a$ 是离子迁移活化能，$k_B$ 是玻尔兹曼常数，$T$ 是绝对温度。超离子导体的 $E_a$ 通常较低（< 0.5 eV）。
与普通导体的区别：
- 普通离子导体：离子电导率很低（如 NaCl 晶体，σ ≈ 10⁻¹⁵ S/cm 室温），离子迁移需要克服高能垒，涉及缺陷（如肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷）的产生和迁移。
- 超离子导体：离子电导率高，源于其本征结构特性（预存的离子通道/空位），无需依赖热激活产生的点缺陷。其离子迁移活化能远低于普通离子晶体。
- 电子导体：主要依靠电子或空穴的迁移导电（如金属、半导体）。超离子导体通常要求电子电导率极低（是良好的离子导体和电子绝缘体），以避免自放电等问题。
典型例子与应用领域：
- 银离子导体： α-AgI（>147°C）， RbAg₄I₅（室温）。历史上最早发现的超离子导体之一。
- 钠离子导体： β/β''-Al₂O₃（Na₂O·xAl₂O₃），用于钠硫电池、钠镍电池。
- 锂离子导体： LLZO (Li₇La₃Zr₂O₁₂)， LATP (Li₁₊ₓAlₓTi₂₋ₓ(PO₄)₃)， LISICON (Li₁₄Zn(GeO₄)₄)，用于全固态锂电池。
- 氧离子导体：掺杂氧化锆 (YSZ)，掺杂氧化铈 (GDC)，用于固体氧化物燃料电池 (SOFC)、氧传感器。
- 氟离子导体：如掺杂氟化钙 (CaF₂)，用于新型固态电池研究。
- 应用：全固态电池、燃料电池、化学传感器、电致变色器件、离子选择电极、固态离子器件等。其优势在于安全性高（无泄漏、不易燃）、能量密度潜力大、循环寿命长、设计灵活。

汉英关键术语对照：

超离子导体 / 快离子导体： Superionic Conductor / Fast Ion Conductor
离子电导率： Ionic Conductivity ($sigma$)
活化能： Activation Energy ($E_a$)
熔融亚晶格 / 无序亚晶格： Molten Sublattice / Disordered Sublattice
离子迁移： Ion Migration / Ion Transport
固态电解质： Solid Electrolyte (超离子导体是固态电解质的一个重要子类)
全固态电池： All-Solid-State Battery (ASSB)
固体氧化物燃料电池： Solid Oxide Fuel Cell (SOFC)

权威参考资料：

《固体电解质导论》（Introduction to Solid State Ionics） - C. Julien, A. K. Ganguli, G. A. Nazri 等学者编著的书籍章节详细阐述了超离子导体的物理基础、材料体系和传导机制。 (参见：主要固态电解质教科书章节)
《固体化学》（Solid State Chemistry） - 如 A. R. West 或 N. N. Greenwood 的经典教材中，关于缺陷化学和离子传输的章节是理解超离子导体的基础。 (参见：标准固体化学教材)
美国物理学会（APS）相关综述：如 Reviews of Modern Physics 上关于超离子相变和传导动力学的综述文章提供了深入的物理图像。 (参见：Rev. Mod. Phys. 相关综述)
《电化学学会杂志》（Journal of The Electrochemical Society） - 该期刊持续发表关于新型超离子导体材料（如石榴石型、NASICON型、硫化物）的合成、表征及在电池中应用的最新研究。 (参见：J. Electrochem. Soc. 近期研究论文)
关键材料综述：如 Nature Materials, Nature Energy, Advanced Materials 等顶级期刊上关于特定类型超离子导体（如LLZO,硫化物玻璃）的综述文章，总结了材料设计、性能优化和界面工程的进展。 (参见：Nat. Mater., Nat. Energy, Adv. Mater. 相关综述)

网络扩展解释

超离子导体（又称快离子导体或固体电解质）是一种具有特殊离子传输性能的材料，其核心特征在于接近液态电解质的离子电导率和低激活能。以下是详细解释：

定义与基本特性
超离子导体属于离子导体的一种，但其离子电导率远高于普通离子导体。在特定温度范围内，其电导率可达$0.01 Omegacdot cm$（与液态电解质相当），且离子迁移激活能≤0.40 eV。这种特性源于材料内部存在高度有序的离子通道或缺陷结构，允许离子快速迁移。
与普通离子导体的区别
- 电导率差异：普通离子导体（如传统电解质溶液）的电导率随温度升高而增大，但超离子导体的电导率在常温下即可接近液态水平。
- 结构特征：超离子导体的晶体结构通常包含可容纳离子自由移动的空隙或层状通道，例如RbAgI和Na-β-Al₂O₃等典型材料。
主要应用领域
超离子导体在能源领域尤为重要，例如：
- 钠硫电池：使用Na-β-Al₂O₃作为电解质，能量密度是铅酸电池的4-5倍，适用于车辆动力源或储能系统；
- 固态电池：可替代传统液态电解质，提升安全性和能量密度。
历史背景
该概念最早由法拉第于1834年提出，但直到1967年RbAgI等实用材料的发现后才进入应用研究阶段。

总结来看，超离子导体通过独特的结构设计实现了高效的离子传输，是固态电池、燃料电池等先进能源技术的核心材料之一。