高熵高溫熱敏陶瓷材料研發(fā)成功
來源：科技日報 時間：2025-02-19 15:58
2月18日，記者從中國科學院新疆理化技術(shù)研究所獲悉，該所科研團隊成功開發(fā)出具有褐釔鈮礦結(jié)構(gòu)的稀土鈮酸鹽高熵熱敏陶瓷材料，成功突破了寬溫域高精度傳感關(guān)鍵技術(shù)，為新型極端環(huán)境熱敏陶瓷材料的設計合成提供了理論指導。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際期刊《微尺度》上。
高溫熱敏陶瓷微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系。受訪者供圖
科研人員創(chuàng)新性地提出熵工程協(xié)同異價取代策略，通過多元稀土離子A位引入導致的熵穩(wěn)定效應與Sr2+異價摻雜的協(xié)同作用，顯著提升了氧空位濃度，進而優(yōu)化了材料的電子傳輸特性和晶格穩(wěn)定性。研究表明，氧空位誘導的熵穩(wěn)定機制可同步調(diào)控材料微結(jié)構(gòu)，形成孿晶疇、晶格畸變與動態(tài)重構(gòu)等穩(wěn)定特征，有效強化了溫度-電阻響應的線性度及高溫服役穩(wěn)定性。
通過該策略制備的高熵熱敏陶瓷材料展現(xiàn)出優(yōu)異的環(huán)境適應性，兼顧晶格穩(wěn)定性與載流子傳輸效率。材料可用于223-1423K寬溫區(qū)，且兼具高的熱穩(wěn)定性（1000小時后老化漂移率<1%）和電阻溫度系數(shù)（1423K條件下系數(shù)為0.223%/K），可滿足航空航天發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測及新能源汽車熱管理系統(tǒng)等高溫極端環(huán)境下的應用需求。（梁樂）
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