【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】隨著航空發(fā)動機推重比不斷提升，其熱端工作溫度持續(xù)攀升，對溫度傳感器的性能提出了更高要求。相較于傳統(tǒng)的鉑電阻和熱電偶，低成本、小體積及快響應(yīng)的負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻器被視為下一代先進高溫溫度傳感器的理想選擇。然而，極端高溫工況對其測溫核心熱敏陶瓷材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性提出了嚴峻挑戰(zhàn)。
 

　　近期，中國科學院新疆理化技術(shù)研究所材料物理與化學研究室科研人員針對稀土鉭酸鹽熱敏陶瓷材料高溫下結(jié)構(gòu)和電學性能不穩(wěn)定的問題，提出了一種高熵策略，通過引入大量不同種類的[REO8]多面體，產(chǎn)生大量的晶格畸變，與原始結(jié)構(gòu)中相互連接的[TaO6]多面體的畸變相互協(xié)同補償，構(gòu)建“局部交變應(yīng)變”，這種協(xié)同補償效應(yīng)提升了材料結(jié)構(gòu)和高溫電學穩(wěn)定性。合成的(HoErTmYbLu)0.2TaO4高熵陶瓷，180 s連續(xù)測試電阻的相對標準偏差(RSD)僅為0.0311，該材料在超寬溫度范圍(673 -1773 K)內(nèi)表現(xiàn)出優(yōu)異的測量靈敏度。老化50 h后，老化系數(shù)開始穩(wěn)定，僅在3%以內(nèi)波動。這一研究表明高熵策略在設(shè)計和開發(fā)高性能高溫熱敏陶瓷材料方面具有巨大潛力。
 

　　該研究成果發(fā)表在《材料化學雜志A》(J. Mater. Chem. A.)，并入選期刊熱點文章，中國科學院新疆理化技術(shù)研究所為第一完成單位，碩士研究生陳佳為第一作者、張博研究員為通訊作者。該研究工作得到新疆天山英才計劃、國家自然科學基金、新疆自然科學基金、中國科學院青年創(chuàng)新促進會等項目的資助。
 

　　圖. 高熵引入的晶格畸變與 [TaO6]多面體畸變疊加構(gòu)建“局部交變應(yīng)變”增強材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性