【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】針對(duì)航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及新能源汽車(chē)熱管理系統(tǒng)等高溫極端環(huán)境下的應(yīng)用需求，高溫?zé)崦?a href="http://m.gd5688.cn/channel-small/t4031" target="_blank">傳感器需同時(shí)具備寬溫域穩(wěn)定性與高靈敏度特性。傳統(tǒng)熱敏材料在極端溫度下易出現(xiàn)性能失穩(wěn)，而新興高熵材料通過(guò)多元素晶格占據(jù)形成的熵穩(wěn)效應(yīng)，展現(xiàn)出優(yōu)異的熱/化學(xué)穩(wěn)定性和協(xié)同強(qiáng)化機(jī)制。然而，其強(qiáng)晶格無(wú)序性導(dǎo)致載流子遷移率驟降，引發(fā)電子散射加劇與電輸運(yùn)性能劣化，嚴(yán)重制約高溫下的電阻-溫度響應(yīng)精度。因此，開(kāi)發(fā)兼顧晶格穩(wěn)定性與載流子傳輸效率的新型熱敏材料體系，成為突破寬溫域高精度傳感技術(shù)的關(guān)鍵。
 

　　針對(duì)這一問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所科研人員基于氧空位調(diào)控機(jī)制，成功開(kāi)發(fā)出具有褐釔鈮礦結(jié)構(gòu)的稀土鈮酸鹽(RENbO4，RE為稀土元素)高熵?zé)崦籼沾刹牧希瑒?chuàng)新性地提出熵工程協(xié)同異價(jià)取代策略，通過(guò)多元稀土離子A位引入導(dǎo)致的熵穩(wěn)定效應(yīng)與Sr2+異價(jià)摻雜的協(xié)同作用，顯著提升了氧空位濃度，進(jìn)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(dǎo)的熵穩(wěn)定機(jī)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(dòng)態(tài)重構(gòu)等穩(wěn)定特征，有效強(qiáng)化了溫度-電阻響應(yīng)的線性度及高溫服役穩(wěn)定性。所制備的材料展現(xiàn)出優(yōu)異的環(huán)境適應(yīng)性，可用于223-1423K寬溫區(qū)，且兼具高的熱穩(wěn)定性(1000小時(shí)后老化漂移率<1%)和電阻溫度系數(shù)(1423 K 條件下系數(shù)為0.223 %/K)，為新型極端環(huán)境熱敏陶瓷材料的設(shè)計(jì)合成提供了理論指導(dǎo)。
 

　　相關(guān)研究成果在《Small》期刊上發(fā)表，新疆理化技術(shù)研究所為唯一通訊單位，常愛(ài)民研究員和張博研究員為通訊作者，博士研究生孫皓為第一作者。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金、新疆天山英才等項(xiàng)目的資助。
 

圖. 高溫?zé)崦籼沾晌⒂^結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系