隨著航空發(fā)動機(jī)向高涵道比、高推重比、高渦輪進(jìn)口溫度方向發(fā)展，發(fā)動機(jī)熱端部件的工作溫度越來越高。其中，對發(fā)動機(jī)熱端部件溫度的快速監(jiān)控和及時(shí)預(yù)警是研發(fā)高性能發(fā)動機(jī)不可或缺的技術(shù)保障，因此開發(fā)高性能高溫溫度傳感器對推動航空工業(yè)發(fā)展具有重要意義。相比傳統(tǒng)高溫測控用的鉑電阻和熱電偶，低成本、小體積、快響應(yīng)的負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器被認(rèn)為是下一代先進(jìn)高溫溫度傳感器的理想選擇。

近日，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所科研人員針對熱敏陶瓷應(yīng)用上限溫度低以及高溫穩(wěn)定性差的問題，通過高熵策略設(shè)計(jì)合成了具有高上限溫度和高溫穩(wěn)定性的Ln₃NbO₇（其中?Ln=Dy-Lu）基高溫?zé)崦籼沾桑U明了晶格畸變形式對NbO₆八面體傾斜以及偏心Nb陽離子偶極相互作用的調(diào)控機(jī)制，揭示了構(gòu)型熵和尺寸無序?qū)μ沾晌⒔Y(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，利用定制高密度對稱拉伸壓縮應(yīng)變解決了NbO₆八面體傾斜和偏心Nb陽離子偶極相互作用引起的穩(wěn)定性退化問題。制備出(Ho_0.2Er_0.2Tm_0.2Yb_0.2Lu_0.2)₃NbO₇陶瓷不僅具有接近理論極限的測溫范圍（350~ 1600 ℃），還能夠在1600℃的高溫下保持優(yōu)異靈敏度和長期高溫穩(wěn)定性——1600 ℃老化400小時(shí)后電阻漂移率小于1 %。相關(guān)成果為設(shè)計(jì)具有高測溫上限和高溫穩(wěn)定性好的高溫?zé)崦籼沾商峁┝诵滤悸贰?/p>

該研究成果發(fā)表在《材料化學(xué)雜志》（J. Mater. Chem. A.?2024,12,21085-21094）上，中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所為第一完成單位，特別研究助理劉亞飛博士為第一作者、張博研究員為通訊作者。該研究工作得到中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、新疆天山英才、中國科學(xué)院西部之光等項(xiàng)目的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D4TA03260H

圖. (Ho_0.2Er_0.2Tm_0.2Yb_0.2Lu_0.2)₃NbO₇陶瓷微觀結(jié)構(gòu)及性能

來源：中國科學(xué)院

原文鏈接：http://www.xjipc.cas.cn/xwnew/kyjz/202408/t20240815_7273350.html

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