快离子导体
快离子导体(fast ionic conductor) 也称超离子导体，有时又叫做固体电解质，它区别于一般离子导体的最基本特征是在一定的温度范围内具有能与液体电解质相比拟的离子电导率(1*10-6S·cm)和低的离子电导激活能(≤0.40eV)。1834年M.法拉第首先观察到AgS中的离子传输现象。
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快离子导体(fast ionic conductor) 也称超离子导体，有时又叫做固体电解质，它区别于一般离子导体的最基本特征是在一定的温度范围内具有能与液体电解质相比拟的离子电导率(1*10-6S·cm)和低的离子电导激活能(≤0.40eV)。1834年M.法拉第首先观察到AgS中的离子传输现象。
快离子导体虽然是固体，但它的一个亚点阵却处于熔化状态(见液态亚点阵)，因此它又具有液体的某些特性，即具有固-液二重性。固体理论中的某些传统概念和方法在这里都可能不完全适用，因而这是一个极需研究和发展的新领域。事实上，一门新兴学科──固体离子学正在形成。
多数快离子导体是无机化合物，也有不少有机材料是银、铜和氢离子的快离子导体。用于基础研究的快离子导体多数是单晶体，但实际应用时常采用多晶材料。近来又开始了非晶态快离子导体的研究工作。
快离子导体中运动离子的半径一般都比较小，研究得最多的是AgCu、Li、Na、F和O等的快离子导体。附表列出了一些有代表性的材料。
按照材料由一般离子相到快离子相的相变行为，可以把快离子导体分为三类:
① 类。发生一级相变,相变时离子电导率有突变，典型代表是AgI。
② 类。以PbF2为代表, 相转变在相当宽的温度范围内完成，离子电导率由一般离子态的值平滑地变到快离子态的值。这种相变叫做法拉第相变，相变时有比热容峰。
③ 类。在所研究的温度范围内未发现相变,电导率增加随温度升高按指数式，Na-β-AIO就是一例。
快离子导体具有特殊的晶体结构，可以看成是由两个亚点阵所构成，一个是不运动离子形成的刚性亚点阵，另一个是由运动离子构成的液态亚点阵。刚性亚点阵必须满足三个条件:①刚性亚点阵中能被运动离子占据的位置数远远大于运动离子数。②间隙位置之间的势垒必须足够低，以使运动离子能通过热激活从一个间隙位置跃迁到近邻的位置。③能被运动离子占据的位置必须连成通道。这种通道可以是一维的，但最好是二维和三维的。
-AgI 具有典型的快离子导体结构，X 射线结构分析表明I离子构成体心立方点阵，而晶胞中的两个Ag离子可以无序地分布在42个可能的间隙位置上，这些位置连接成三维通道。
快离子导体的应用是多方面的，主要是在能源和固体离子器件方面。用Na-β-AlO作电解质的钠-硫电池具有比铅酸电池高4~5倍的能量密度，它既可用作车辆的动力源，也可作为贮能电池使用。用氧化锆和其他快离子导体制成的气体探测器，不仅可以控制汽车发动机和锅炉燃烧室的燃烧过程以节约燃料和减少污染，而且还可以监测一些有害气体从而对环境保护作出贡献。氧离子导体和氢离子导体都可用作燃料电池的电解质隔膜，从而使可燃气体与氧气经电化学方法发生反应转变为电能。用快离子导体作成的固体电池具有自放电小、贮存寿命长和抗振动等优点,已在心脏起搏器电子手表、计算器和一些军用设备上获得应用。近年来用快离子导体作成了超大容量电容器、定时器、库仑计和电色显示器等固体离子器件，引起人们的极大兴趣。
P.Hagenmuller and W. Van Gool, Solid Electrolytes,Academic Press, New York, San Francisco and London,1978.
M.B.Salamon, Physics of Superionic Conductors,Springer-Verlag,Belrin,Heidelberg,New York,1979.
kuailizi daoti
快离子导体
fast ionic conductor
也称超离子导体,有时又叫做固体电解质
一、半导体 1.概念：导电性能介乎导体和绝缘体之间，它们的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多.这类材料我们把它叫做半导体. 2.半导体材料:锗、硅、砷化镓等，都是半导体. 3. 半导体的电学性能: ...
LED灯是应用半导体材料制作成发光二极体来装配成灯，所以属于半导体;
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依据电磁感应原理,变化磁场周围的导体会受到电磁力的作用,依靠该效应的涡流驱动快速充气阀已经在中科院等离子体所研制成功。利用ANSYS有限元分析软件,计算不同脉冲电流、不同线圈电感及线圈与阀芯不同间距情况下导体所受电磁力。找到影响电磁力的主要因素,为快阀的改进提供理论依据。
1.研究更高的离子电导率的快离子导体特别是室温高电导率的快离子导体，其中研究纳米快离子导体是一个新的途径，目标是使室温电导率达到102~103S/cm。
2.研究新型的高分子离子导体，当下的高分子一盐类的电导率很难超过10-4S/cm（25℃），要设计具有隧道结构、层状结构或高结晶度的高分子，并选择电荷分散型的阴离子（如带芳香环）以便获得宽而浅的势阱，使其的导电机制类似于无机离子导体。
3.研究高分子单离子导体，这是指仅有单一阳（或阴）离子迅速传导而无对离子迁移的高分子离子导体。我国研制的高分子锂离子导体的电导率已达到10-6S/cm，这对于不要阴离子迁移的锂电池，是一个重要的材料。 2100433B
导体依靠导体中离子的定向运动（也称定向迁移）而导电，电流通过导体时，导体本身发生化学变化，导电能力随温度升高而增大。顾名思义，这类导体称为离子导体（或称为第二类导体）。电解质溶液、熔融电解质等属于此类。
电子导体能够独立地完成导电任务，而离子导体则不能。要想让离子导体导电，必须有电子导体与之相连接。因此，在使离子导体导电时，不可避免地会出现两类导体相串联的界面。即为了使电流能通过这类导体，往往将电子导体作为电极浸入离子导体中。当电流通过这类导体时，在电极与溶液的界面上发生化学反应，与此同时，在电解质溶液中正、负离子分别向两极移动。
在离子导体中，离子参与导电与固体中的点缺陷密切相关。纯净固体中的点缺陷是本征缺陷，有弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷两类（见点缺陷），前者是空位和填隙原子，后者为单纯的空位。它们的浓度决定于固体的平衡温度以及缺陷的生成能。含有杂质的固体还多出非本征点缺陷，如KCl晶体含有少量CaCl2时，Ca2 是二价离子，为了保持固体电中性，必须存在一个正离子空位（它带一个负电荷），这种空位便是非本征点缺陷。
在外加电场作用下，离子固体中本征的和非本征的点缺陷都会对离子电导作贡献。离子电导率σ与温度T的关系，遵从阿伦尼乌斯定律：
式中σ0为常数，Ea为电导微活能，k为玻耳兹曼常数。
固体中可动离子是阳离子的称为阳离子导体，若是阴离子的则称为阴离子导体。
多数离子导体中可运动的离子是很少的，因而离子电导率都不高。例如，食盐（NaCl），室温下离子电导率仅有10－15Ω－1·cm－1。
固体中除了本征缺陷外，还有由于异价杂质的存在而产生的非本征缺陷。例如，在氟化钙（CaF2）中，如果有三价金属杂质离子存在，就必定会形成相等数量的间隙氟离子，以实现电中性。这些本征的和非本征的点阵缺陷在外电场作用下都会进行长程运动，从而对离子电导率作出贡献。
快离子导体也是一种离子导体，但具有不同于一般离子导体的特征。
离子导体主要有以下几方面的应用：
氧离子选择电极（氧敏传感器）可用作测量金属熔体中的含氧量、气体中的含氧量以及检测与氧有关的其他物质的湿度、真空度等。钠离子选择电极可测定合金中的钠含量。银离子选择电极可测定AgNO3中的银离子浓度。卤素离子选择电极可测氯、溴、碘的浓度。
可作库仑计测量电量，还可用作微电路的积分元件、定时器、电开关等。可做可变电阻器、电化学开关、电积分器、双电层电容器等。
此外，利用Na 、Li 离子导体内某些离子的氧化一还原着色效应可制作对比度大、大面积显示和记忆的电色显示器。还可作电池隔膜材料。
可用作高比能全固态蓄电池的电解质，光电化学电池的电解质和全固体电色显示器的电解质。
离子导体快离子导体的发展趋势