根据国内外热敏陶瓷材料的研究进展及存在的主要问题，采用差热分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪和电学性能测试仪等系统研究了BaTiO₃／BaBiO₃复相材料中BaBiO₃含量的变化对材料的相组成、显微结构、电性能和导电机理的影响规律；提出了BaBiO₃含量在较低的范围内，BaTiO₃基陶瓷的半导化机理，以及BaBiO₃含量在较高的范围内，BaTiO₃／BaBiO₃复相材料的导电机理；系统研究了以BaBiO₃作为施主掺杂物、Mn（NO₃）₂作为受主掺杂物及AST（Al₂O₃+SiO₂+TiO₂）相作为烧结助剂的BaTiO₃基PTCR陶瓷的显微结构和电性能；系统研究了添加稀土氧化物的BaTiO₃／BaBiO₃ NTC复相材料的显微结构和电性能。主要结果如下：首次系统研究了BaTiO₃／BaBiO₃复相材料中BaBiO₃的含量对材料电性能的影响规律，在复相材料中BaBiO₃的含量很低时，即BaBiO₃作为施主杂质微量掺杂到BaTiO₃中时，经过1300℃烧结后BaTiO₃基陶瓷半导化效果极佳，随着BaBiO₃含量的增加，BaTiO₃基陶瓷的室温电阻率先减小后增大，最小室温电阻率约5Ω·cm,具有PTC特性。然而当复相材料中BaBiO₃的含量较高时，经过高温烧结的BaTiO₃／BaBiO₃复相材料仅显示NTC特性，随着BaBiO₃含量的增加，BaTiO₃／BaBiO₃复相陶瓷的室温电阻率单调减小，而热敏感系数保持不变。首次提出了微量BaBiO₃掺杂的BaTiO₃基陶瓷半导化机理。BaBiO₃化合物中Bi离子存在两种不同的价态+3和+5价，其中Bi³⁺离子对BaTiO₃晶格中的Ba²⁺离子进行了替代，Bi⁵⁺离子对BaTiO₃晶格中的Ti⁴⁺离子进行了替代。随着BaBiO₃含量的增加，BaTiO₃基陶瓷的室温电阻率减小，这一过程主要是电子补偿机制发挥作用，随着BaBiO₃含量的进一步增加，BaTiO₃基陶瓷的室温电阻率开始增大，这一过程主要是阳离子空位补偿机制发挥作用。首次提出了BaTiO₃／BaBiO₃复相材料具有NTC效应的作用机理，建立了BaTiO₃／BaBiO₃复相材料的渗流模型。复相材料中BaBiO₃相的存在是复相材料具有NTC效应的原因。BaBiO₃是半导体材料，具有NTC特性。BaTiO₃／BaBiO₃复相材料是BaTiO₃和BaBiO₃两相的强无规则混合材料，当材料中BaBiO₃的含量较低时，BaBiO₃相无规则地弥散在绝缘相中，材料的导电率很小，与绝缘相的导电率接近，随着BaBiO₃的含量增加到一定量，BaBiO₃相将相互连接成一个无限的团簇，形成导电通道，从而使得材料具有导电性能。首次提出了一种BaTiO₃基PTCR陶瓷半导化施主掺杂方式，即掺入的一种施主杂质能同时提供与Ba²⁺离子半径接近的三价阳离子和与Ti⁴⁺离子半径接近的五价阳离子。在相同的工艺条件下通过比较Bi同当量的BaBiO₃和Bi2O₃对BaTiO₃基陶瓷的半导化效果，发现BaBiO₃掺杂的BaTiO₃基陶瓷的室温电阻率仅为Bi₂O₃掺杂的BaTiO₃基陶瓷的室温电阻率的一半。系统研究了施主掺杂物的种类、受主掺杂物、烧结助剂及烧结工艺对BaTiO₃基PTCR陶瓷的显微结构和电性能的影响。分别以BaBiO₃、Ba₂LaBiO₆和BaNb₂Bi₂O₉作为施主掺杂物，它们都能同时提供两种不同价态的施主阳离子，在BaTiO₃基陶瓷中分别对Ba²⁺离子和Ti⁴⁺离子进行了替代，这些施主杂质都能使BaTiO₃基PTCR陶瓷达到良好的半导化效果。这三种施主掺杂物含量的变化对BaTiO₃基陶瓷的显微组织和电性能的影响规律是相似的，随着掺杂量的增加，陶瓷的平均晶粒尺寸减小，陶瓷的室温电阻率随施主掺杂量的增加先减小后增大。晶间物质主要由受主杂质和AST相组成。在相同的烧结条件下，给定陶瓷中BaBiO₃和烧结助剂的组成，随着Mn（NO₃）₂含量的增加，陶瓷的粗细晶粒均匀分布，细晶粒的分布面积有增加的趋势，而陶瓷的升阻比快速增大，随着Mn（NO₃）₂含量进一步的增加，陶瓷升阻比增大的趋势变缓。在相同的烧结条件下，给定陶瓷中BaBiO₃和Mn（NO₃）₂的组成，随着AST相含量的增加，陶瓷的平均晶粒尺寸不断增大，陶瓷的室温电阻率也单调增大。BaTiO₃基PTCR陶瓷的电性能对烧结工艺十分敏感，在其它工艺参数不变的情况下，随着烧成温度的升高，陶瓷的室温电阻率先减小后增大，陶瓷的平均晶粒尺寸不断增大。随着保温时间的延长和降温速度的加快，陶瓷的室温电阻率先减小后增大，保温时间和降温速度的变化对陶瓷的显微组织影响不大。首次系统地研究了稀土氧化物掺杂对BaTiO₃／BaBiO₃复相NTC陶瓷的显微结构、相组成及电性能的影响规律，探讨了稀土氧化物对BaTiO₃／BaBiO₃复相NTC陶瓷产生影响的作用机理。稀土氧化物Y₂O₃、CeO₂和La₂O₃分别掺入到BaTiO₃／BaBiO₃复相材料中，经过高温烧结稀土阳离子固溶进入BaBiO₃相中。在烧成温度较高时，随着复相材料中添加的Y₂O₃含量的增加，材料的平均晶粒尺寸先减小后增大。在烧成温度较低时，复相材料的显微组织由细小颗粒组成，颗粒尺寸不随CeO₂或La₂O₃含量的增加而发生变化。Y₂O₃和La₂O₃是三价稀土氧化物，它们对复相材料电性能影响的规律相似，都是随着稀土氧化物的含量增加，材料的电阻率先减小后增大。CeO₂是四价稀土氧化物，随着CeO₂含量的增加，材料的室温电阻率呈单调增大。首次系统地研究了Nb⁵⁺、La³⁺和K⁺离子掺杂对BaBiO₃材料的相结构和电性能的影响规律，探讨了掺杂离子对BaBiO₃材料产生影响的作用机理，其结论如下：分别经过Nb⁵⁺、La³⁺和K⁺离子掺杂的BaBiO₃固溶体，阳离子掺杂量的变化会导致BaBiO₃固溶体的晶格参数和晶胞体积发生有规律性的变化；不同种类的阳离子掺杂对BaBiO₃化合物电性能的影响规律不一样，经过Nb⁵⁺离子掺杂的BaBiO₃固溶体随着掺杂量的增加BaBiO₃固溶体材料的室温电阻率增大，而分别经过La³⁺和K⁺掺杂的BaBiO₃固溶体材料，随着掺杂量的增加BaBiO₃固溶体材料的室温电阻率呈现先减小后增大的趋势。