快科技2月19日消息，中国科学院新疆理化技术研究所队成功开发出了 具有褐钇铌矿结构的稀土铌酸盐(RENbO4，RE为稀土元素)高熵热敏陶瓷材料，突破了宽温域高精度传感关键技术 ，为新型极端环境热敏陶瓷材料的设计合成提供了理论指导。
相关研究成果发表于国际期刊《微尺度》上。
据了解，传统热敏材料在极端温度下易出现性能失稳，而新兴高熵材料通过多元素晶格占据形成的熵稳效应，展现出优异的热/化学稳定性和协同强化机制。
然而，其强晶格无序性导致载流子迁移率骤降，引发电子散射加剧与电输运性能劣化，严重制约高温下的电阻-温度响应精度。
因此，开发兼顾晶格稳定性与载流子传输效率的新型热敏材料体系，成为突破宽温域高精度传感技术的关键。
研究人员基于熵工程协同异价取代策略，通过多元稀土离子A位引入导致的熵稳定效应与Sr2+异价掺杂的协同作用，显著提升了氧空位浓度，进而优化了材料的电子传输特性和晶格稳定性。
研究表明， 氧空位诱导的熵稳定机制可同步调控材料微结构，形成孪晶畴、晶格畸变与动态重构等稳定特征，有效强化了温度—电阻响应的线性度及高温服役稳定性。
通过该策略制备的高熵热敏陶瓷材料展现出优异的环境适应性，兼顾晶格稳定性与载流子传输效率。
这种新材料可用于223-1423K(相当于零下50℃到1150℃)的宽温区，而且具有极高的热稳定性，1000小时后老化漂移率还不到1%，以及极高的电阻温度系数，1423K条件下系数只有0.223%/K。
新材料非常适合 航空航天发动机状态监测、新能源汽车热管理系统 等高温极端环境。
高温热敏陶瓷微观结构与性能关系
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