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: 511

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

三重动态网络整合了稳健力学、快速自愈和通过镧系配位实现可调发光

2026 - 09 - 03

点击次数: 46

来源：X-MOL共价可适应网络因其在可持续材料设计中的潜力而备受关注，但它们常常难以平衡机械稳健性与高效的自愈能力，或缺乏集成的光功能性。本文介绍通过三能级动态网络策略构建的鑭系配位超分子聚合物（Ln-Bpy-HTIP）。羟基端聚丁二烯（HTPB）软段的链间相互作用和纠缠结构作为基本承载层（I 级），聚氨酯氢键作为能量耗散和可重构层（II 级），镧系-双吡啶配位键则作为动态交联层（III 级）和发...

一系列新镧系 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸镧酸，具有游离吡啶位点

2026 - 09 - 02

点击次数: 65

来源：X-MOL一系列新的鑭系物 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸盐 [Ln2（phen）2（bpdc）3（H2O）2]n {Ln= Sm （1）， Eu （2）， Gd （3）， Tb （4）， Dy （5）， Ho （6）， Er （7）， Tm （8）;phen = 1,10-苯舧啶;H2bpdc = 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸}，通过π共轭苯作为色团进行热液合成并结构表征。1∼8...

镧系钛簇家族的新成员：Janus纳米簇及其在光学成像和光动力疗法中的应用

2026 - 09 - 02

点击次数: 67

来源：X-MOL本研究发现了一种新型低对称性镧系钛簇（Ln4Ti14），其簇核具有Janus分布。Ln4Ti14纳米簇通过逐步组装形成，并被致密的配体保护层包裹，从而确保其在溶液中的稳定性。通过改变Ln(III)离子，可以轻松控制能量转移路径，从而实现高分辨率生物光学成像和光动力疗法（PDT）之间的切换。具体而言，Eu4Ti14具有高效的天线效应，能够发出明亮的Eu(III)特征发射，并可用于活细...

功能化铈氧化物纳米颗粒的生物学应用

2026 - 09 - 01

点击次数: 84

来源：X-MOL纳米技术的快速扩展和进步为多种疾病的诊断和治疗带来了潜在应用。近年来，由于铈氧化纳米颗粒（CeO2 NPs）具有独特的物理和化学特性，如高抗氧化活性、酶类模拟活性和良好的生物相容性，已被广泛研究和应用于生物系统。本综述总结了功能化 CeO2 NP 在抗癌活性、抗感染、抗炎、抗氧化活性、伤口愈合、神经保护及影像应用领域的最新研究进展。研究探讨了其作用机制及潜在的临床应用前景，以及关于...