为得到高性能PTC材料,本文采用溶胶-凝胶法制备了Pr、Mn掺杂摩尔分数分别为0.001,0.002,0.003,0.004,0.005和0.006的BaTiO3粉体。所制粉体经TEM分析,粒径在30nm左右,分布均匀。将粉体烧结成瓷后对其进行了Pr扩渗,Mn扩渗,先Pr后Mn扩渗,先Mn后Pr扩渗以及Pr、Mn共同扩渗,并对改性后BaTiO3陶瓷的组成、结构、形貌及电性能的变化进行了研究。对于掺Pr系列,室温电阻率均在105m数量级,比纯BaTiO3陶瓷的1012m有明显降低;掺Pr摩尔分数为0.004的BaTiO3陶瓷经Pr元素气相扩渗后室温电阻率最低,为0.35m,再对其进行Mn元素气相扩渗,出现了明显PTC效应。对于掺Mn系列,室温电阻率均在1013m数量级,比纯BaTiO3陶瓷的室温电阻率要高,但Mn元素的加入对提升陶瓷PTC效应是有利的;Pr、Mn气相扩渗后室温电阻率也明显降低,最低为2.01m。纯BaTiO3陶瓷经Pr、Mn两种元素共同扩渗后,在25℃~300℃范围内,电阻率可由104m数量级降至102m数量级,出现了NTC效应。XRD测试表明,Pr、Mn气相扩渗后BaTiO3陶瓷的钙钛矿结构没有发生明显改变。XPS测试结果表明,Pr、Mn气相扩渗后BaTiO3陶瓷中均存在相应被扩渗元素,且有C元素存在。Ba、Ti和O的结合能比纯BaTiO3陶瓷中的Ba、Ti和O的结合能均增大2eV,而Pr、Mn掺杂BaTiO3陶瓷中的Ba、Ti和O的结合能均比纯BaTiO3陶瓷中的Ba、Ti和O的结合能高11eV左右,证明气相扩渗法能将化学元素引入到陶瓷体系中。SEM测试表明,Pr、Mn气相扩渗后,BaTiO3陶瓷晶粒生长完整,粒度分布均匀,气孔率下降。