颗粒介质中的普遍介电响应。

应力相关的电输运及其在颗粒材料中的普遍结垢

https://doi.org/10.1016/j.eml.2018.05.005

最近的研究调查了颗粒系统中的电输运。这一现象在各种能源材料中都很重要。通过考虑多种物理效应，揭示了幂律缩放的起源，对包括电池、燃料电池等在内的能源系统具有深远的影响。深入讨论了接触力学、颗粒填料和等效电阻和电容元件如何结合起来产生非均质系统的整体系统响应。

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摘要

我们进行了实验和数值检验颗粒材料中应力相关的电输运阐明它们普遍电反应的起源。颗粒系统在不同压缩载荷下的介电响应始终表现出从低频电阻平台到高频几乎恒定损耗状态的转变。利用电导色散起始点对应的特征频率和实测直流电阻作为标度参数，对实测阻抗进行归一化处理，使不同应力状态下的光谱结果归一到一条主曲线上，具有良好的应力无关普适性。为了模拟这种电传输，在规定的填充结构的基础上构建了一个接触网络，然后通过考虑单个粒子之间的相互作用来建立一个电阻-电容器网络。在该模型中，频率相关的网络响应有意义地再现了实验观察到的颗粒材料在各种正常应力水平下所表现出的主曲线，表明这种普遍的结垢行为被发现由(i)颗粒之间的界面特性和(ii)网络配置控制。研究结果表明，在使用基于网络的方法模拟电响应时，考虑接触形态和填料结构的必要性。