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随着热敏电阻应用领域的扩展,对温度测量、传感和控制的精度要求越来越高。本文在跟踪国内外热敏电阻材料发展的基础上,以系列化厚膜PTC热敏电阻的研制为研究目标,致力于提高厚膜PTC热敏电阻的电阻温度系数。通过对新旧工艺制备的RuO2-CuO为功能相的厚膜PTC热敏电阻性能的研究,验证了以钌和氢氧化铜为原料的新工艺具有更优的性价比。并运用半导体掺杂理论分析了功能相的热敏特性。优化了功能相合成工艺,建立了功能相的反应动力学方程,并分析了固相反应的机理和影响因素。结果表明:1100℃反应6h合成的功能相具有最佳的热敏特性,是由于生成微量的Cu2O提高了功能相的热敏特性。为了作深入对比研究,筛选了Nb2O5、Cu2O、Bi2O3三种添加物,研究其对厚膜PTC热敏电阻性能的影响,实验发现:Nb2O5提高厚膜电阻的方阻,使电阻温度系数(TCR)降低。Cu2O能提高厚膜电阻的方阻,少量的Cu2O使电阻温度系数提高;当Cu2O加入量大于8wt%时,只能提高方阻而不再对TCR起调整作用。Bi2O3不但能降低方阻,而且能提高电阻温度系数。研究了烧结工艺对厚膜PTC热敏电阻性能的影响,结果表明:随着烧结峰值温度上升,厚膜电阻的方阻下降,电阻温度系数上升。烧成膜厚为18μm,峰值温度为850℃～865℃时,方阻重烧变化率小于10%,此时膜层结构致密。研究发现:玻璃相含量对厚膜PTC热敏电阻性能的影响最大,玻璃相含量增加,厚膜电阻的方阻增大,电阻温度系数减小;功能相粒度对方阻影响显著,随着功能相粒度的减小,方阻减小,电阻温度系数增大。要获得低方阻(<10?·sq.-1)的厚膜PTC热敏电阻,功能相粒度应小于1μm。玻璃相粒度对方阻和电阻温度系数影响不明显。在对厚膜PTC热敏电阻性能影响因素进行研究的基础上,选择合理的配方和工艺参数实现了系列化厚膜PTC热敏电阻浆料的研制。分别运用隧道理论和金属型接触理论对制得的厚膜PTC热敏电阻的导电机理进行了解释。