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針對航空航天發(fā)動(dòng)機狀態(tài)監測及新能源汽車(chē)熱管理系統等高溫極端環(huán)境下的應用需求，高溫熱敏傳感器需同時(shí)具備寬溫域穩定性與高靈敏度特性。傳統熱敏材料在極端溫度下易出現性能失穩，而新興高熵材料通過(guò)多元素晶格占據形成的熵穩效應，展現出優(yōu)異的熱/化學(xué)穩定性和協(xié)同強化機制。但是，高熵材料的強晶格無(wú)序性導致載流子遷移率驟降，引發(fā)電子散射加劇與電輸運性能劣化，制約高溫下的電阻-溫度響應精度。因此，開(kāi)發(fā)兼顧晶格穩定性與載流子傳輸效率的新型熱敏材料體系，成為突破寬溫域高精度傳感技術(shù)的關(guān)鍵。

中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所科研人員基于氧空位調控機制，開(kāi)發(fā)出具有褐釔鈮礦結構的稀土鈮酸鹽（RENbO₄，RE為稀土元素）高熵熱敏陶瓷材料，創(chuàng )新性地提出熵工程協(xié)同異價(jià)取代策略。該策略通過(guò)多元稀土離子A位引入導致的熵穩定效應與Sr²⁺異價(jià)摻雜的協(xié)同作用，提升了氧空位濃度，優(yōu)化了材料的電子傳輸特性和晶格穩定性。研究顯示，氧空位誘導的熵穩定機制可同步調控材料微結構，形成孿晶疇、晶格畸變與動(dòng)態(tài)重構等穩定特征，強化了溫度-電阻響應的線(xiàn)性度和高溫服役穩定性。

通過(guò)上述策略制備的高熵熱敏陶瓷材料展現出優(yōu)異的環(huán)境適應性，可用于223K至1423K寬溫區，兼具高的熱穩定性（1000小時(shí)后老化漂移率<1%）和電阻溫度系數（1423K條件下系數為0.223%/K），為新型極端環(huán)境熱敏陶瓷材料的設計合成提供了理論指導。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《微尺度》（Small）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )會(huì )員項目等的支持。

高溫熱敏陶瓷微觀(guān)結構與性能關(guān)系