随着海洋的战略地位不断提升以及国家海洋经济快速发展需求，海水温度随深度变化的特性在潜艇航行的重要意义日益显著。由于海水在不同水层有温度梯度，一定深度下，温度的差别微乎其微，这就对海洋测温仪器提出十分苛刻的要求，即能保持稳定的性能、较高的灵敏度以及较长的使用寿命。本文针对海洋测温元件高灵敏度和高稳定性的应用需求，通过传统氧化物固相法制备了Co2.9Mn2Fe0.8Zn0.3O8四元系热敏陶瓷材料，研究了不同烧结温度下材料物相组成、微观形貌及电学性能之间的关系。在-5~65 ℃温度区间，材料呈现良好的NTC特性，其电阻率ρ25、材料常数B25/50和活化能Ea分别为：3072-4238 Ω·cm，4021-4056 K，0.347-0.350 eV。尽管这种陶瓷材料的阻值和B值满足海洋测温高灵敏度的需求，但是在银电极制作过程中存在着银渗入到陶瓷体内的现象，与电极接触的敏感体两端晶粒尺寸与中间部分不同，这就导致了所制成的元件其稳定和一致性相对较低。另外，该元件在长期工作中，陶瓷体内的银在电场作用下产生银迁移现象，也会影响元件的稳定性。为了解决银渗透和迁移等问题，本论文根据电极层与敏感陶瓷的界面反应机制、欧姆接触机制等理论，以功函数为3.6 eV的Co-Mn-Fe-Zn-O热敏陶瓷为基体材料，以高功函数的金属(Ni:5.15 eV、Pd:5.12 eV)作为过渡层，Ag作为焊接层，设计了复合电极结构的热敏陶瓷元件。(1) 在Co-Mn-Fe-Zn-O四元系热敏陶瓷材和银电极之间采用磁控溅射法制备出厚度为70~300 nm的过渡层金属Ni或Pd，丝网印刷法制备焊接层Ag，设计合成出Ni/Ag和Pd/Ag两种复合电极。尽管过渡层和陶瓷基体形成了良好的接触，在陶瓷体边缘仍能观察到少量金属银的渗入。研究结果表明具有复合电极结构的热敏元件其电阻值随着过渡层厚度的增加而逐渐减小，并且其伏安特性在电压1伏特内符合欧姆定律，具有良好的欧姆接触。但是其抗拉强度只有2.5MP左右，其可焊性低于单层银电极芯片元件。(2) 为了有效阻止烧渗过程外层银电极向Co-Mn-Fe-Zn-O陶瓷体内的渗透现象，提高外层电极的可焊性，在热敏陶瓷材料表面磁控溅射厚度为35~1200 nm的Ni、或Pd过渡层和厚度为400 nm的Ag焊接层。研究结果表明过渡层厚度由35nm增加至400nm，复合电极结构的热敏陶瓷元件的电阻值逐渐减小，当过渡层厚度达到400 nm，Ni/Ag和Pd/Ag两种复合电极结构的热敏元件的电阻值基本保持不变。当Ni层厚度由35nm增加至1000nm时，Ni/Ag的复合电极结构的抗拉强度逐渐增大到10.61 MPa，比传统丝网印刷Ag的抗拉强度略大，当Pd层厚度由度35nm增加至800nm时，NTC/Pd/Ag复合电极结构的热敏元件其抗拉强度逐渐增大到7.17 MPa，略低于传统丝网印刷Ag的抗拉强度。具有Ni/Ag复合电极结构的热敏元件其可焊性和稳定性较好。