研究人员开发用于高温传感器的高熵陶瓷

高熵带来的晶格畸变与 [TaO₆] 多面体的畸变叠加，形成 “局部交替拉伸应变”，从而增强材料的结构稳定性和高温稳定性。图片来源：新疆理化所

随着航空发动机推重比的不断提高，其热端部件的工作温度稳步上升，这对温度传感器的性能提出了更严格的要求。在众多潜在解决方案中，负温度系数（NTC）热敏电阻因其成本低、体积小、响应速度快等特点，正逐渐成为下一代先进温度传感器的有力候选。然而，极端高温环境对这类热敏电阻的核心部件 —— 热敏陶瓷的结构稳定性和电学稳定性构成了重大挑战。

为解决这一问题，中国科学院新疆理化技术研究所（XTIPC）的研究团队采用高熵策略开发出一种稀土钽酸盐（RETaO₄）热敏陶瓷。他们的研究成果发表在《材料化学 A》期刊上。

研究人员在材料体系中引入了大量不同的 [REO₈] 多面体，这引发了显著的晶格畸变。这种畸变与原始结构中相互连接的 [TaO₆] 多面体已存在的畸变相互叠加并互补，形成 “局部交替拉伸应变”。这种协同补偿效应同时增强了材料的结构稳定性和电学稳定性。

合成的（HoErTmYbLu）₀.₂TaO₄高熵陶瓷在超宽温度范围（673–1773 K）内表现出优异的测量灵敏度。在 180 秒的连续测试中，其电阻的相对标准偏差（RSD）低至 0.0311。经过 50 小时的老化试验后，其老化系数趋于稳定，波动幅度控制在 3% 以内。

这项研究凸显了高熵策略在设计高性能、耐高温热敏陶瓷方面的潜力。

更多信息：陈佳等，《熵调控的（HoErTmYbLu）₀.₂TaO₄稳定结构演变及其在高温热敏领域的应用》，《材料化学 A》（2025）。DOI：10.1039/D5TA03160E

期刊信息：《材料化学 A》

由中国科学院提供

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