中国科学院新疆理化技术研究所成功开发新型宽温域高精度传感材料

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中国科学院新疆理化技术研究所的科研人员近日成功开发了一种新型热敏陶瓷材料，其具备特殊的结构和优异性能。这项研究发表在国际期刊《微尺度》上。
传统的高温敏感材料在极端温度下容易出现性能不稳定的情况，而新兴的高熵材料通过多元素晶格占据形成的熵稳效应，在热/化学稳定性以及协同强化机制方面表现出色。
然而，由于这些材料的强晶格无序性，导致载流子迁移率骤降，从而引发电子散射加剧和电输运性能下降的问题。因此，开发兼具晶格稳定性和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。
研究人员采用了熵工程协同异价取代策略，并通过多元稀土离子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，从而优化了材料的电子传输特性和晶格稳定性。
研究表明，这种新材料能够形成孪晶畴、晶格畸变和动态重构等稳定的特征，有效增强了温度-电阻响应的线性度和高温服役稳定性。该材料适用于温度范围从223℃到1423℃（相当于零下50℃到1150℃）的宽温区。此外，该材料还具有极高的热稳定性，在1000小时老化过程中漂移率不到1%，并且其电阻温度系数高达0.223%/K。
考虑到这些特性，这种新型热敏陶瓷材料非常适合应用于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领域。