1、隨著熱敏電阻在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對溫度測量、傳感和控制的精度要求也越來越高，這就要求開發(fā)出更高溫度敏感性的塊體熱敏材料;同時(shí)隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子元器件的微型化、集成化已成為電子技術(shù)發(fā)展的主流，而膜式化則是解決這些問題的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。本文在跟蹤國內(nèi)外熱敏電阻材料發(fā)展的基礎(chǔ)上，研究出幾類新型負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏陶瓷，并以這些新型熱敏材料作為厚膜漿料制備無鉛NTC熱敏厚膜電阻，致力于開發(fā)出高性能塊體熱敏陶瓷和無鉛NTC熱敏厚

2、膜電阻。同時(shí)采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、能譜儀、電阻溫度特性測試儀對這些NTC熱敏陶瓷和厚膜的物相、顯微結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能進(jìn)行了分析研究。為進(jìn)一步揭示材料內(nèi)部的構(gòu)成特征及導(dǎo)電機(jī)制，借助阻抗分析儀對這些熱敏材料的阻抗譜(IS)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，同時(shí)基于最小二乘法原理擬合了對導(dǎo)電起主要貢獻(xiàn)作用的各個(gè)構(gòu)成部件。
　　 首先系統(tǒng)研究了一類新型的具有立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BaFexSn1-xO3NTC熱敏陶瓷，隨著Fe含量的升高，晶格常數(shù)a逐漸

3、變小。這類陶瓷經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后所得晶粒粒徑較大，晶界非常明顯。BaFexSn1-xO3熱敏陶瓷具有良好的NTC熱敏行為，隨著Fe含量增加，陶瓷室溫電阻率(ρ25)由0.2MΩ.cm降至2 kΩ.cm、熱敏常數(shù)（β25/85）由4900 K降至3900K。在Fe含量相對較低時(shí)，陶瓷體電阻的貢獻(xiàn)主要來自于晶粒和晶界，也有微小接觸電極的影響;在Fe含量較高時(shí)，僅有晶界和晶粒的貢獻(xiàn);單獨(dú)分析BaFe0.5Sn0.5O3熱敏陶瓷的變溫阻抗，發(fā)現(xiàn)晶界電

4、阻和晶粒電阻均表現(xiàn)出良好的NTC熱敏行為，其中晶界電阻表現(xiàn)出較高的活化能。進(jìn)一步在BaFexSn1-xO3的Ba位引入Sr元素，能使ρ25、β25/85和活化能（Ea）降低。
　　 在BaFexSn1-xO3的Ba位引入Bi元素，所得Ba1-mBimFe0.9Sn0.1O3陶瓷為立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。隨著Bi含量增加，晶格常數(shù)a逐漸變短，燒結(jié)溫度降低，ρ25、β25/85、Ea增加。Ba1-mBimFe0.9Sn0.1O3陶瓷的ρ25

5、、β25/85、Ea分別處于1 k～748 MΩ·cm、4464～9314 K和0.385～0.803 eV范圍內(nèi)。經(jīng)過氮?dú)?、氧氣、空氣中退火處理陶瓷的老化率值大小順序?yàn)?氧氣退火樣品的老化率＞空氣退火樣品的老化率＞未退火處理樣品的老化率＞氮?dú)馔嘶饦悠返睦匣?。B a1-mBimFe0.9Sn0.1O3熱敏陶瓷內(nèi)部對電學(xué)性能起到主要貢獻(xiàn)的有晶界、鐵電體的晶粒和晶殼三種，在不同的Bi\Ba含量下，這三個(gè)構(gòu)成部件展現(xiàn)出不同的電阻貢獻(xiàn)大小，B

6、i含量較低時(shí)（m≤0.2），鐵電晶粒電阻相對較大;Bi含量合適時(shí)（0.2≤m≤0.5時(shí)），晶界電阻相對較大;Bi含量較大時(shí)(m≥0.6)，晶殼電阻則相對較大。在此體系中進(jìn)一步在Ba位用少量Y替代，所得NTC熱敏陶瓷的ρ25、β25/85和Ea均隨著Y含量的增加而升高。
　　 對于BaFe0.4Sn0.6O3/BaBiO3 NTC復(fù)合熱敏陶瓷，隨著BaBiO3含量的增加，ρ25、β25/85和Ea逐步降低，且這三個(gè)參數(shù)分別處于0.

7、1～183.8 kΩ·cm、2832～5450 K和0.25～0.47 eV范圍內(nèi)。
　　 為了獲得低阻型厚膜燒結(jié)助劑，研究了一類電阻很小的具有單斜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的新型BaCoⅡxCoⅢ2xBi1-3xO3 NTC熱敏厚膜，隨著Co3O4的加入，其ρ23由BaBiO3厚膜的0.22 MΩ·cm突然降低到約2Ω-cm，β25/85由3914降為約1100 K。進(jìn)一步在BaCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3中各自摻入BaSb0

8、.04Sn0.96O3、ZrO2、MnO2和BaFe0.9Sn0.1O3，分別研究摻入量對其熱敏性能的影響。
　　 系統(tǒng)研究了具有較高熱敏活性的B aCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3/Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1O3復(fù)合NTC熱敏厚膜。BaCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3含量較高時(shí)，出現(xiàn)大塊熔體，隨著BaCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3含量的降低，復(fù)合厚膜表面以顆粒鏈形式出現(xiàn)，且顆

9、粒細(xì)小均勻。當(dāng)Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1O3含量升高時(shí)，粘合力逐漸變?nèi)酰?5、β25/85和Ea逐步增大，粘合力、ρ25、β25/85和歷Ea分別處于760～880 kg/cm2、35.5Ω·cm～1.34MΩ·cm、2067～6139K和0.177～0.527eV區(qū)間之內(nèi)，而且燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間的變化對厚膜表面成膜性及電學(xué)性能的影響也較大。對于70％ Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1O3+30％B aCoⅡ0.

10、02CoⅢ0.04Bi0.94O3含量厚膜氣氛處理樣品，氮?dú)馓幚淼睦匣始s1.2％，氧氣處理的老化率約12.3％，空氣中處理過的老化率約6.7％，不經(jīng)過退火處理的老化率約4.5％。在Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1O3含量較低時(shí)，Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1 O3/ BaCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3復(fù)合厚膜的導(dǎo)電貢獻(xiàn)來自于類似陶瓷體的晶界和晶粒，整個(gè)厚膜體表現(xiàn)為短程導(dǎo)電機(jī)制;而當(dāng)Ba0.7Bi0.3F

11、e0.9Sn0.1O3含量進(jìn)一步增加時(shí)，厚膜內(nèi)部只存在晶粒鏈導(dǎo)電貢獻(xiàn)，且厚膜體的導(dǎo)電以長程導(dǎo)電機(jī)制為主。當(dāng)這些晶粒鏈的構(gòu)成粒子中主要為擁有較高電阻的熱敏相構(gòu)成時(shí)，厚膜電阻就比較大;而當(dāng)這些構(gòu)成粒子主要為中低阻的熱敏相構(gòu)成時(shí)，厚膜的電阻就相對較小。
　　 此后，在Ba0.7Bi0.3Fe0.9Sn0.1O3/BaCoⅡ0.02CoⅢ0.04Bi0.94O3基礎(chǔ)上進(jìn)一步摻入Ag2O、BaSb0.04Sn0.96O3進(jìn)行復(fù)合，結(jié)果表明