传统负温度系数（negative temperature coefficient, NTC）热敏电阻器材料主要是尖晶石相结构材料组成，由于在高温老化现象严重这类材料的应用范围局限于300 ℃以内。然而随着科技和社会的发展，对宽温区的测控温需求逐渐增加，因此寻求新型稳定的宽温热敏电阻材料是NTC热敏电阻器向更广阔发展的必由之路。新型稳定的宽温热敏电阻材料是NTC热敏电阻器领域的四大关键技术之一，具有非常广阔的应用价值和应用前景。目前现有的宽温区热敏电阻材料存在烧结条件苛刻，高温稳定性差且高温老化性能探究较少等问题，导致其实际应用受到限制，因此探索新的NTC热敏材料体系变得尤为重要。钛酸铋基材料具有成瓷温度低、烧结条件温和，电阻值相对较高等特点。它不仅自身化学性质稳定，当作为陶瓷成分时，能够稳定热敏电阻元件的电阻值，是钙钛矿相陶瓷中一种最可取的候选材料。但其作为单相应用于NTC领域仍然存在一些问题，如二元系钛酸铋材料的高温稳定性差，烧结温度过低导致应用温区窄等问题。针对以上问题本论文在几种铋系材料中选取烧结温度相对较高，工作温区相对较宽的钛酸铋作为基体；通过引入低价态的钠离子和锌离子对钛酸铋材料进行修饰，改善其电性能和高温稳定性；针对烧结温度过低导致应用温区窄的问题，本论文通过掺杂镧元素提高钛酸铋系材料的烧结温度，拓宽工作温区，但其电阻率过大仅在高温区有电阻，须进一步掺杂铈元素，能够在不改变烧结温度的前提下降低材料的阻值。结合前人的研究和本论文的实验结果分析可知，仅依靠改变组分、掺杂改性及改变烧结制度来对材料进行改性，不仅效率低、消耗大、带有筛选性，有时甚至无法做到。而复合材料由于其复合度、联结型可进行调整和改变，能达到单一材料所不能获得的优良性能和全新特，因此考虑对铋基材料进行复合研究。LaMnO3具有良好的导电性、高温稳定性及负温度系数特性，其室温电阻率低于1 Ω·cm。因此，将两种成瓷温度接近的钛酸铋基材料和LaMnO3材料复合而形成热敏电阻陶瓷固溶体材料，通过调整LaMnO3的复合比例，有望得到工作温区宽，高温稳定性好，烧结条件友好的新型NTC热敏电阻陶瓷材料。此外本文还初步探讨了具有核壳结构的NTC热敏电阻陶瓷材料，设计并合成具有高阻低B，性能可控且稳定性能优的核壳结构Co1.5Mn1.2Ni0.3O4@Al2O3复合陶瓷材料。本文对所有的材料体系均进行系统的表征分析，首先利用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)等对热敏粉体进行表征，对烧结成瓷的陶瓷样品进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)、精密陶瓷体密度测试仪、阻-温特性以及老化性能测试等表征、分析。具体的研究内容及结果如下：（1）本文首先采用Pechini湿法化学制备方法，制备出系列BiMnO3, BiFeO3, BiAlO3, BiTiO3粉体材料。通过TG/DSC技术手段确定了粉体的最佳煅烧温度。XRD 进一步确认材料的晶型结构，SEM结果表明快速液相烧结所得陶瓷样品非常致密，电性能测试结果表明Bi基材料均呈现NTC特性，BiMnO3和BiFeO3陶瓷样品的工作温区相对较窄，电阻率ρ300和ρ500较小；而BiAlO3和BiTiO3陶瓷样品的电阻率相对较大，工作温区相对较宽且应用高温区偏高温。四种铋基材料阻温特性具有显著差异，这主要是因为B位原子不同，提供的导电方式不同，因此材料呈现不同的电学性能。相比于其他三种材料钛酸铋具有烧结温度高，工作温区宽等优点，但其老化性能不理想，需要进一步提高材料的高温稳定性能。（2）采用Pechini法成功合成Na、Zn共掺的Na0.5Bi0.5TiO3-BiZn0.5Ti0.5O3复合陶瓷材料，系统的探究其微观结构、电学特性以及老化性能。SEM和EDS结果表明NBT和BNT两相均匀分布，电学测试结果表明 lnρ-1/T表现出良好的线性关系，具有典型的负温度特性。复合样品的电阻率ρ600, ρ900, 热敏常数B600/900，激活能Ea, 电阻漂移率ΔR/R的参数范围分别为：5.92×106 - 3.01×104 Ω cm, 7.03×103 - 7.60×102 Ω cm, 2.3×104–1.3×104 K 和5.07–2.87 eV, 0.54 - 2.32 %。热敏材料的电阻率和材料常数B值均随BiZn0.5Ti0.5O3复合量的增加而减小且高温稳定性得到改善。复合陶瓷材料的导电机制为Ti3+和Ti4+离子之间的跳跃导电和氧空位缺陷机制。本章首次探究并论证钙钛矿相Na0.5Bi0.5TiO3-BiZn0.5Ti0.5O3体系的NTC特性，关于导电机制的分析可以促进钙钛矿NTC陶瓷导电机理的理解，并为钛酸铋基材料提供新的应用可能性，尤其是在高温（300-1000 ℃）NTC热敏电阻领域的潜在应用。（3）BiSrTiO3-δ具有双八面体钙钛矿结构，在高温时不分解，离子不重排，具有较高的热稳定性。但是由于其较大的电阻率和较高的活化能，难以广泛应用。本论文对该体系分别进行La掺杂和Ce掺杂的改性研究，在保持其结构和性能稳定的同时降低材料的电阻值。通过La 掺杂的Bi0.5-xSr0.5LaxTiO3材料其烧结温度得到提高，相应的应用温区拓宽。Ce掺杂的Bi(0.2-x)Sr0.5La0.3CexTiO3热敏陶瓷材料其电阻率进一步降低。实验结果表明掺杂能够改善材料的性能但效果并不显著，因此考虑进行复合研究。LaMnO3是典型的ABO3型钙钛矿结构半导体材料，同样具有 NTC 热敏特性。考虑到 LaMnO3材料在室温具有较低的电阻率，将这两种材料复合不会影响 NTC 特性，我们将低阻相LaMnO3与钙钛矿相Bi0.2Sr0.5La0.3TiO3复合制备出新型复合NTC热敏陶瓷材料，其烧结条件友好，高温稳定性好，工作温区宽25℃-650 ℃。（4）采用柠檬酸络合法制备具有核壳结构的Co1.5Mn1.2Ni0.3O4@Al2O3复合氧化物材料，XRD结果表明复合材料主相为尖晶石相，透射电镜以及高倍透射电镜进一步分析并确认Al2O3成功包覆在Co1.5Mn1.2Ni0.3O4核粒子表面形成核壳结构。核壳结构的复合氧化物材料呈现良好的NTC特性，随着Al2O3包覆量的逐渐增加，热敏电阻材料的电阻率呈倍数增长，但材料常数B值的变化甚微，小于140K。这主要是因为Al2O3包覆层不仅作为绝缘相能够提高材料的电阻率还可以作为一种屏障层，减缓电荷转移速率进而提高复合材料的电阻率。此外具有核壳结构的Co1.5Mn1.2Ni0.3O4@Al2O3复合表现出优秀的老化性能（低于0.2%），主要是由于在高温老化时包覆层对内部核粒子的结构具有一定的保护作用。