交流阻抗法英文解釋翻譯、交流阻抗法的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 AC impedence method
分詞翻譯:
交流的英語翻譯:
interchange; alternating; communion; exchange; intercommunion; intercourse
【計】 AC
【化】 a-c; A.C.; ac; alternate current(ac,A.C.); alternating curren
alternating current
【經】 intercourse; interflow; swap
阻抗的英語翻譯:
impedance
【計】 Z
【化】 electrical impedance; impedance
【醫】 impedance
法的英語翻譯:
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
專業解析
交流阻抗法(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)是一種重要的電化學分析技術,通過向電化學系統施加小幅正弦交流電壓(或電流)擾動,并測量系統産生的電流(或電壓)響應信號,進而分析系統的阻抗隨頻率變化的譜圖,以研究電極過程動力學、界面結構和材料性能等。
核心原理與過程:
- 擾動施加: 在系統直流極化電位(或開路電位)基礎上,疊加一個頻率可調的小幅(通常幾毫伏)正弦交流電壓信號。
- 響應測量: 精确測量系統産生的交流電流響應信號的幅值和相位差(或實部與虛部)。
- 阻抗計算: 根據歐姆定律的複數形式,計算該頻率下的複數阻抗(Z)。阻抗的模量(|Z|)反映對電流阻礙的大小,相位角(θ)反映電壓與電流的相位差。
- 頻率掃描: 在較寬頻率範圍(如10 mHz 到 100 kHz)内重複上述步驟,獲得阻抗隨頻率變化的譜圖(奈奎斯特圖或波特圖)。
- 等效電路拟合: 基于電化學系統的物理化學過程(如電荷轉移、擴散、界面電容等),建立等效電路模型,利用軟件對實驗測得的阻抗譜進行非線性最小二乘法拟合,解析出各元件的參數值(如溶液電阻 Rs、電荷轉移電阻 Rct、雙電層電容 Cdl、沃伯格阻抗 W 等)。
主要應用領域:
- 腐蝕研究: 評估金屬腐蝕速率、塗層防護性能、緩蝕劑效率等。
- 電池與燃料電池: 分析電極反應動力學、界面特性、電荷轉移電阻、擴散過程、電池健康狀态(SOH)和壽命預測。
- 傳感器開發: 表征生物傳感器、化學傳感器的界面修飾過程及檢測靈敏度。
- 材料表征: 研究半導體、導電聚合物、塗層、薄膜材料的電化學性質。
- 生物電化學: 研究生物膜、細胞、生物分子的界面電化學行為。
優勢:
- 非破壞性: 使用小幅度擾動,對測試體系幹擾小。
- 信息豐富: 可同時獲得界面過程的動力學信息和界面結構信息。
- 區分過程: 能夠區分不同時間常數的過程(如電荷轉移、擴散)。
- 定量分析: 通過等效電路拟合可定量獲取電化學參數。
權威參考文獻來源:
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.; John Wiley & Sons: New York, 2001. (經典電化學教材,詳細闡述EIS理論基礎與應用) [來源:Wiley Online Library]
- Orazem, M. E.; Tribollet, B. Electrochemical Impedance Spectroscopy; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2008. (EIS領域的權威專著,深入講解理論、測量技術與數據分析) [來源:Wiley Online Library]
- ASTM G106 - Standard Practice for Verification of Algorithm and Equipment for Electrochemical Impedance Measurements. (美國材料與試驗協會标準,規範EIS測量流程與設備驗證) [來源:ASTM International]
- Macdonald, J. R. Impedance Spectroscopy. Annals of Biomedical Engineering 1992, 20 (3), 289–305. (綜述文章,涵蓋EIS在不同領域的應用) [來源:Springer Link]
- National Renewable Energy Laboratory (NREL) - Electrochemical Impedance Spectroscopy for Battery Analysis. (美國國家可再生能源實驗室關于EIS在電池分析中應用的技術報告與指南) [來源:NREL官網]
網絡擴展解釋
交流阻抗法是一種通過施加小幅度正弦交流電信號,測量系統阻抗特性以分析材料或電化學過程的方法。其核心原理和應用可概括如下:
一、基本原理
-
電學基礎
基于歐姆定律和電容定律,通過施加小幅值正弦波電壓或電流擾動信號,測量響應信號的幅值與相位差,計算阻抗值($Z = frac{V}{I}$)。阻抗包含實部(電阻)和虛部(電容/電感),反映被測系統的電學特性。
-
頻率響應分析
通過改變交流電頻率(通常覆蓋0.1 Hz至數MHz範圍),獲取不同頻率下的阻抗譜,從而解析系統内部動力學過程(如電荷轉移、擴散等)。
二、核心特點
- 非破壞性:小幅度信號避免對樣品造成損傷,適用于連續監測。
- 高靈敏度:可檢測微小電學參數變化,如電極界面反應、材料微觀結構差異。
- 多領域適用性:支持固體、液體、氣體及生物組織等不同形态樣品的分析。
三、主要應用領域
- 電化學研究
分析電極反應機理(如锂離子電池、燃料電池),計算雙電層電容、電荷轉移電阻等參數。
- 生物醫學檢測
測量皮膚、肌肉等組織的阻抗特性,用于無創診斷或生理狀态監測。
- 材料科學
評估材料介電性能、腐蝕行為及塗層質量。
四、技術分類
- 電化學阻抗譜(EIS):固定極化狀态下,研究阻抗隨頻率的變化。
- 交流伏安法:特定頻率下分析電流振幅和相位隨時間的變化。
該方法通過等效電路模型解析數據,結合公式如$Z = R + frac{1}{jomega C}$(電阻與電容串聯模型),量化系統特性。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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