新疆理化所在高温热敏陶瓷材料方面研究取得进展

日期： 2025-02-18

浏览次数: 235

来源：中国科学院新疆理化技术研究所

针对航空航天发动机状态监测及新能源汽车热管理系统等高温极端环境下的应用需求，高温热敏传感器需同时具备宽温域稳定性与高灵敏度特性。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。

针对这一问题，中国科学院新疆理化技术研究所科研人员基于氧空位调控机制，成功开发出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，创新性地提出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。所制备的材料展现出优异的环境适应性，可用于223-1423K宽温区，且兼具高的热稳定性（1000小时后老化漂移率<1%）和电阻温度系数（1423 K 条件下系数为0.223 %/K），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。

相关研究成果在《Small》期刊上发表，新疆理化技术研究所为唯一通讯单位，常爱民研究员和张博研究员为通讯作者，博士研究生孙皓为第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、新疆维吾尔自治区自然科学基金、新疆天山英才等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202408952

上一篇：刘志伟/卞祖强课题组在稀土铈(III)发光配合物中取得重要进展下一篇：研究提出全新高活性产氢催化剂稳定策略

Hot News / 相关推荐

镧系摻杂在 CoMn2O4 空心立方体内诱导表面晶格氧活化，以增强氮氧化物的减少

2026 - 04 - 17

点击次数: 16

来源：X-MOL本文介绍了一种镧系系辅助策略，以解决有效提升 CoMn2O4 空心方块 NOx 还原性能的持续挑战。通过共沉淀法合成了四种稀土元素（镧（La）、钆（Pr）、锕（Sm）、钕（Nd））修饰的 CoMn2O4。其中，Pr 合作的 CoMn2O4 表现出显著的 T80 降低，比未改造的对应物低约 100°C。此外，Pr0.1Co0.9Mn2O4 在实验条件下表现出优异的稳定性和良...

镧系三掺杂工程在双波段激发下向上转换发射，实现高分辨率成像

2026 - 04 - 17

点击次数: 16

来源：X-MOL掺杂镧系上转换纳米颗粒（UCNPs）因其光稳定性窄带发射，已成为引人注目的光学探针。双波段激发为定制上变频发射提供了一种强大的方法，因为它有选择性地针对特定的 4f 跃迁。然而，由于竞争性双波长协同激发，实现上变频发射耗竭（即通过辅助辐照抑制发射）仍然具有挑战性。本文介绍了一种镧系三掺醇策略，利用再激发驱动的排放耗尽（REED）过程克服这一局限。在 REED 中，额外的激光会重新激...

协会走访两家科研院所

2026 - 04 - 16

点击次数: 38

2026年4月15日，市稀土协会走访了中科院上海光学精密机械研究所和中科院上海硅酸盐研究所，重点了解稀土相关科研领域的最新成果，收集两家研究院就推进稀土产业发展提出的政策建议。交流过程中，协会详细了解了两家研究院在稀土激光玻璃、晶体、陶瓷等领域的最新研发进展，以及去年出台的稀土相关政策对科研机构带来的影响。随后，协会就加强稀土全产业链监管工作作了宣讲，并针对协会今年的相关活动，包括会员大会、工博会...

协会走访两家科研院所

2026 - 04 - 16

点击次数: 32