随机线性介电复合材料的广义二体自洽理论：高度无序介质中团簇的有效介质方法

在自洽框架下研究了二体偶极相互作用对二元对称随机介电复合材料有效介电常数/电导率的影响。通过任意分离电场格林张量的奇点，我们以未知的“内”退极化常数的形式引入了一个额外的自由度。两个耦合的自洽方程根据介电对比度和体积分数确定了后者和介电常数。其中一个方程将通常的相干势条件推广到单相可极化物质元素团簇之间的多体相互作用，而另一个方程则确定了团簇嵌入的有效介质。后者通常与整体介电常数不同。所提出的方法允许在多重散射框架中处理对Bruggeman-Landauer (BL) 方案的多体修正。使用四个参数来调整自洽程度并以示意性的几何方式表征团簇。给定这些参数，所得理论在体积分数的二阶项上是“精确”的。对于合适的参数值，在二维和三维中，理论模拟与随机电阻网络和逐像素无序阵列的模拟结果在全部体积分数范围内达到合理到极好的一致性。使用一个“有效”标量退极化常数与模拟数据进行比较，该常数是偏离BL理论的非常灵敏的指标。