隨著航空發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)熱端部件的工作溫度越來(lái)越高。其中，對(duì)發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)不可或缺的技術(shù)保障，因此開(kāi)發(fā)高性能高溫
溫度傳感器對(duì)推動(dòng)航空工業(yè)發(fā)展具有重要意義。相比傳統(tǒng)高溫測(cè)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(guó)科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所科研人員針對(duì)熱敏陶瓷應(yīng)用上限溫度低以及高溫穩(wěn)定性差的問(wèn)題，通過(guò)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(duì)NbO6八面體傾斜以及偏心Nb陽(yáng)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(wú)序?qū)μ沾晌⒔Y(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，利用定制高密度對(duì)稱拉伸壓縮應(yīng)變解決了NbO6八面體傾斜和偏心Nb陽(yáng)離子偶極相互作用引起的穩(wěn)定性退化問(wèn)題。制備出(Ho0.2Er0.2Tm0.2Yb0.2Lu0.2)3NbO7陶瓷不僅具有接近理論極限的測(cè)溫范圍(350~ 1600 ℃)，還能夠在1600℃的高溫下保持優(yōu)異靈敏度和長(zhǎng)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(cè)溫上限和高溫穩(wěn)定性好的高溫?zé)崦籼沾商峁┝诵滤悸贰?br />
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(guó)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(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、新疆天山英才、中國(guó)科學(xué)院西部之光等項(xiàng)目的資助。
圖. (Ho0.2Er0.2Tm0.2Yb0.2Lu0.2)3NbO7陶瓷微觀結(jié)構(gòu)及性能
