離子電導率英文解釋翻譯、離子電導率的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 ionic conductivity

分詞翻譯：

離子的英語翻譯：

ion
【化】 ion
【醫】 ion

電導率的英語翻譯：

【化】 conductivity; electric conductivity; specific conductance
【醫】 electroconductivity

專業解析

離子電導率（Ionic Conductivity）是指材料傳導離子的能力，是衡量離子在電場作用下遷移效率的關鍵物理量。其定義為在單位電場強度下，單位時間内通過單位面積的離子電流密度。在電化學、材料科學和固态物理領域至關重要。

一、核心定義與物理意義

基本概念：
- 離子電導率 (σ)：表征材料導電性能的參數，特指由離子（而非電子或空穴）作為主要載流子貢獻的電導率。單位為西門子每米（S/m）或西門子每厘米（S/cm）。
- 離子遷移：在外加電場作用下，材料中的可移動離子（如 Li⁺, Na⁺, H⁺, O²⁻, F⁻ 等）發生定向遷移，形成離子電流。電導率直接反映這種遷移的難易程度。
與電子電導率的區别：離子電導率源于離子的運動，而電子電導率源于電子的運動。許多材料（如電解質）主要依靠離子導電，而金屬則主要依靠電子導電。混合導體則同時具有顯著的離子和電子電導率。

二、數學表達與影響因素

離子電導率可通過以下公式定量描述： $$ sigma = sum_i n_i q_i mu_i $$ 其中：

$sigma$：離子電導率 (S/m)
$n_i$：載流子 i 的濃度 (number/m³)
$q_i$：載流子 i 的電荷量 (Coulomb)
$mu_i$：載流子 i 的遷移率 (m²/(V·s))

該公式表明，離子電導率取決于：

可移動離子濃度 (n_i)：材料中可參與導電的離子數量越多，電導率越高。
離子電荷 (q_i)：離子攜帶的電荷量越大，在相同電場下受到的驅動力越大，對電導率的貢獻越大。
離子遷移率 (μ_i)：反映離子在材料晶格或結構中移動的難易程度。遷移率高意味着離子運動受到的阻礙小，電導率高。遷移率受溫度、材料結構（如晶格缺陷、通道尺寸）、離子與基體的相互作用等因素強烈影響。

三、關鍵應用領域

電解質材料：是電池（锂離子電池、固态電池、燃料電池）、超級電容器、電化學傳感器等器件的核心組件。高離子電導率是降低器件内阻、提高功率密度和效率的關鍵。例如，锂離子電池需要電解液或固态電解質具有高的 Li⁺ 電導率。
固态離子學：研究快離子導體（如 β-氧化鋁、LISICON、NASICON、石榴石型氧化物、鈣钛礦型氧化物等），這些材料在特定溫度下具有異常高的離子電導率，應用于鈉硫電池、氧傳感器等。
生物電導：生物體内的神經信號傳導、肌肉收縮等過程涉及離子（如 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻）跨細胞膜的遷移，其電導特性對理解生理過程至關重要。
電化學器件：在電鍍、電解、腐蝕科學等領域，離子在溶液或熔鹽中的電導率直接影響過程效率和産物質量。

四、測量方法

常用測量離子電導率的方法包括：

阻抗譜法 (EIS)：最常用的方法，通過施加小振幅交流信號并測量材料在寬頻率範圍内的阻抗響應，利用等效電路模型拟合得到體電阻，進而計算電導率。
直流極化法：適用于電子電導率極低的純離子導體，通過測量穩态直流電流和電壓計算。
阻塞電極法：使用不允許離子通過的電極（如鉑），迫使電流僅由離子傳導，測量其電阻。

參考資料：

International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book) - "Conductivity, ionic". https://goldbook.iupac.org/ (Accessed: 2025-07-31)
West, A. R. Solid State Chemistry and its Applications. Wiley. Chapter on Solid Electrolytes.
Hille, B. Ion Channels of Excitable Membranes (3rd ed.). Sinauer Associates.
Barsoukov, E., & Macdonald, J. R. (Eds.). Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications (2nd ed.). Wiley.

網絡擴展解釋

離子電導率是描述物質中離子傳導電流能力的物理量，主要用于電解質溶液、熔融态電解質或特定固體材料中。以下從定義、機制、公式、影響因素和應用領域五個方面綜合解釋：

1.定義與基本概念

離子電導率（符號常表示為$lambda$或$sigma$）反映離子在電場作用下定向遷移形成電流的能力。它與電子電導率不同，後者由自由電子傳導，而前者依賴帶電離子的運動，常見于液體電解質（如NaCl溶液）或特殊固體材料（如β”-氧化鋁）。

2.傳導機制

液體/熔融态電解質：離子脫離束縛後自由移動，正負離子在電場中反向遷移形成電流。
固體電解質：晶格缺陷（如空位、間隙離子）為離子提供遷移路徑，溫度升高可增強離子躍遷能力。例如，β”-氧化鋁在高溫下表現出優異的鈉離子傳導性，常用于鈉硫電池。

3.計算公式

不同場景下公式形式有所差異：

簡化公式：$sigma = K times c$（$K$為電導系數，$c$為離子濃度）。
綜合公式：$sigma = frac{mu cdot c cdot varepsilon}{eta}$，其中$mu$為離子遷移率，$varepsilon$為介電常數，$eta$為粘度。該公式綜合了材料性質對離子遷移的影響。

4.影響因素

離子濃度：濃度越高，可參與導電的離子數量越多。
溫度：升溫可降低液體粘度或增強固體離子躍遷，從而提高電導率。
材料特性：如介電常數、晶格缺陷密度等。

5.應用領域

電池技術：高離子電導率的固體電解質可提升電池效率和安全性。
電化學研究：評估電解質性能，優化燃料電池或電解槽設計。
水質監測：通過電導率間接反映水中離子總濃度（需注意與“離子電導率”概念的區别）。

總結

離子電導率是材料科學和電化學中的核心參數，其研究對新能源器件開發和水質分析等具有重要意義。實際應用中需根據具體場景選擇測量方法和公式模型。