
【化】 space-charge polarization
space charge
【化】 space charge
【醫】 space charge
【化】 polarization
【醫】 polarization; polarize
空間電荷極化(Space Charge Polarization)是電介質物理學中描述非均勻材料内部電荷分布特性的核心概念。該現象指在電場作用下,材料内部自由載流子(如電子、離子)受遷移率差異或界面勢壘影響,在不同區域積聚形成宏觀空間電荷層的效應。
從漢英詞典角度解析:
根據John Wiley & Sons出版的《Dielectric Materials and Applications》所述,該極化機制對複合電介質材料(如钛酸鋇基陶瓷)的介電損耗譜具有決定性影響。實驗表明,空間電荷極化的弛豫時間($tau = frac{varepsilon}{sigma}$)與材料電導率σ、介電常數ε直接相關。
牛津大學出版社《Electrochemical Impedance Spectroscopy》中強調,在锂離子電池隔膜、多層陶瓷電容器等工程應用中,空間電荷極化會導緻界面電荷重分布,進而影響器件的直流偏壓特性和高頻響應性能。
空間電荷極化是電介質在外電場作用下的一種極化現象,主要發生在不均勻介質或複合電介質中。以下是其核心要點:
定義與機制
當外加電場作用于電介質時,内部的自由電荷載流子(如正負離子、電子等)會向電極方向遷移,并在介質缺陷、陷阱或不同介質的界面處積聚,形成局部空間電荷。這種電荷分布的不均勻性導緻宏觀電偶極矩的産生,稱為空間電荷極化。
别稱與特點
該極化也被稱為夾層極化或界面極化,其特點是:
發生條件
主要出現在以下情況:
與其他極化的區别
不同于電子/離子位移極化(彈性位移)或偶極子轉向極化,空間電荷極化由自由電荷遷移和捕獲主導,且通常需要更長時間達到穩定狀态。
應用與影響
在工程中,這種極化可能導緻絕緣材料性能下降(如介電損耗增加),需在高壓設備設計時予以考慮。
如需進一步了解具體案例或數學表達式,可參考、2、5、6的詳細分析。
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