新疆理化所在高熵稀土钽酸盐高温热敏陶瓷方面研究取得进展

2025/6/27 9:50:06 20726: 来源：中国科学院新疆理化技术研究所

摘要：相较于传统的铂电阻和热电偶，低成本、小体积及快响应的负温度系数（NTC）热敏电阻器被视为下一代先进高温温度传感器的理想选择。

　　【仪表网研发快讯】随着航空发动机推重比不断提升，其热端工作温度持续攀升，对温度传感器的性能提出了更高要求。相较于传统的铂电阻和热电偶，低成本、小体积及快响应的负温度系数(NTC)热敏电阻器被视为下一代先进高温温度传感器的理想选择。然而，极端高温工况对其测温核心热敏陶瓷材料的结构稳定性与高温稳定性提出了严峻挑战。

　　近期，中国科学院新疆理化技术研究所材料物理与化学研究室科研人员针对稀土钽酸盐热敏陶瓷材料高温下结构和电学性能不稳定的问题，提出了一种高熵策略，通过引入大量不同种类的[REO8]多面体，产生大量的晶格畸变，与原始结构中相互连接的[TaO6]多面体的畸变相互协同补偿，构建“局部交变应变”，这种协同补偿效应提升了材料结构和高温电学稳定性。合成的(HoErTmYbLu)0.2TaO4高熵陶瓷，180 s连续测试电阻的相对标准偏差(RSD)仅为0.0311，该材料在超宽温度范围(673 -1773 K)内表现出优异的测量灵敏度。老化50 h后，老化系数开始稳定，仅在3%以内波动。这一研究表明高熵策略在设计和开发高性能高温热敏陶瓷材料方面具有巨大潜力。

　　该研究成果发表在《材料化学杂志A》(J. Mater. Chem. A.)，并入选期刊热点文章，中国科学院新疆理化技术研究所为第一完成单位，硕士研究生陈佳为第一作者、张博研究员为通讯作者。该研究工作得到新疆天山英才计划、国家自然科学基金、新疆自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等项目的资助。