新疆理化所在高緻密度高溫熱敏複合陶瓷研究中獲進展

2020-08-10 光明網

冷燒結工藝（CSP）通常用於高溫 (< 1000 ℃) 陶瓷的低溫度燒結。高溫複合陶瓷的燒結方法很多，常用方法有熱壓燒結、熱等靜壓和放電等離子體燒結等。這些方法通常在高溫和高壓下使高溫複合陶瓷實現緻密化，可滿足具有高熔點的複合陶瓷的燒結需求。但這些方法增加了能耗，且通常對實驗裝置要求高。因此，探索具有高熔點和高燒結溫度 (≥ 1000 ℃) 複合陶瓷的低溫燒結技術具有重要意義。

中國科學院新疆理化技術研究所材料物理與化學研究室常愛民研究團隊，多年來致力於熱敏陶瓷材料與器件的研究和應用。研究團隊利用冷燒結技術和傳統固相反應燒結工藝相結合，從複合陶瓷相結構入手，選取具有四方相的白鎢礦CaCeNbWO8和具有正交相的鈣鈦礦LaMnO3複合，實現高熔點高燒結溫度0.3CaCeNbWO8-0.7LaMnO3複合陶瓷材料的緻密化（相對密度高達94.5%），並研究了該複合陶瓷材料的相結構、微觀形貌和老化性能之間的關係。通過原位X射線衍射數據（HT-XRD）分析相轉變對電學性能的影響；通過X射線光電子能譜（XPS）分析複合陶瓷中Ce4+轉變成Ce3+對電學性能的影響；該陶瓷材料在200-800℃溫度區間表現出很好的負溫度係數特性，老化率小於2%，有望作為高溫熱敏電阻材料應用於高溫環境的溫度測量與監控。

相關研究成果發表在《美國陶瓷會志》（J. Am. Ceram. Soc.）上，新疆理化所為第一完成單位，在讀博士研究生付志龍為論文第一作者，副研究員張博和研究員常愛民為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金、中科院青促會等的資助。

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    ELSEVIER