温度传感器新纪元中国计量大学利用稀土材料开创性研发进展探索智能传感器的未来
导语:光纤温度传感器凭借其卓越的性能,如高可靠性、高绝缘性、强抗电磁干扰能力、优良重复性和快速响应速度,再加上较低的成本,正迅速成为新一代温度传感器研究与开发的热点。中国计量大学赵士龙团队在浙江省自然科学基金的大力支持下,对利用稀土掺杂氧氟微晶玻璃光纤制备温度传感器进行了深入探索。这项课题于今年4月顺利完成,并取得了一系列令人瞩目的创新成果。
作为全球战略资源之一,稀土金属因其独特之处而被广泛应用于军事、冶金工业、石油化工和玻璃陶瓷等多个领域。如何有效地利用这些稀土元素,以拓宽它们在技术领域的应用范围,是近年来科研人员不断追求的问题。在浙江省自然科学基金的支持下,赵士龙团队不仅深入研究了稀土与氧氟微晶玻璃光纤相结合的原理,还成功实现了这两者之间精确控制关系,从而开辟了一条全新的研究路径。
赵士龙教授指出,无论是现有的热电偶、热电阻还是辐射温度计,它们虽然在一定程度上满足了基本需求,但随着科技发展和环境条件变得更加复杂,这些传统设备已无法完全满足现代社会对高精度、高效率和稳定性的要求。特别是在那些需要极端环境下的高科技领域中,常规温度测量手段显得尤为脆弱。
“通过将稀土元素巧妙地融入氧氟微晶玻璃中,我们创造了一种具有自我荧光特性的光纤材料。”赵士龙解释道,“这种材料能够根据不同金属离子与基质间发出的荧光参数来判断物体内外部温度变化,从而提供准确无误的温标数据。”
在项目执行过程中,赵士龙团队不仅完善了组合材料及其工艺,还系统分析了各类组分对网络结构以及物理化学性能影响规律,为研制具有自主知识产权且质量卓越的一流特种光纤奠定坚实基础。此外,该项目共发表SCI论文13篇,其中5篇刊登于顶尖期刊,并获得国家专利3项,以及培养优秀研究生5名。在此期间,赵士龙还荣获2018年度浙江省优秀教师称号,并被评选为浙江省高等学校中青年学科带头人。这一系列成就充分证明了中国计量大学相关科研工作对于推动技术进步和产业升级所扮演的重要角色。