本文从负温度系数热敏电阻的基本原理和已有的制备工艺出发，通过添加原料氧化铁，制备出Mn-Co-Ni-Fe四元系负温度系数热敏电阻，并探讨其相关性能以及影响这些性能的可能因素。锰钴作为材料的核心元素，其含量的增加可以导致样品电阻率降低，同时B值基本上呈线性增加。铁离子的引入对样品的电阻率和B值产生的变化不大，其值仍然在三元系的变化范围内。样品在1250℃下烧制时，其电阻率和B值都较1200℃下高。

本课题的主要研究内容 

本课题在Mn-Co-Ni三元系负温度系数热敏电阻制备的原理上，通过引入铁离子形成Mn-Co-Ni-Fe四元系化合物，然后对制备出的四元系负温度系数热敏电阻元件进行相关性能测试，了解新的掺杂原料的作用以及它对电阻元件的各种性能产生的影响，并对产生这些影响的可能因素进行讨论。

最后，基于以上的学习和实验过程，了解负温度系数热敏电阻的基本原理以及其基本制备工艺过程。

由图4-1可明显的看出，1250℃烧结所得元件的电阻率随着氧化锰含量的增加而降低，但是在不同的含量区间其降低的幅度不同:在33.42~36.59范围内降低非常缓慢，在36.59~40.23范围内降低较缓慢，而在36.35~36.59范围内其电阻率则急剧降低。从图中还可看出元件的B值随着氧化锰含量的增加基本上呈线性增加。由图4-2可看出，氧化钴含量的变化引起的电阻率和B值的变化与氧化锰含量引起的变化基本一致。

从图4-7中可知，Mn-Co-Ni三元系和Mn-Co-Ni-Fe四元系固溶体的XRD粉晶衍射图谱二者基本吻合，只是在Mn-Co-Ni-Fe四元系固溶体的XRD粉晶衍射图谱中位于2θ=56°的衍射峰发生了分峰(图中所示箭头处)，这可能是：由于NiO单晶的析出，由于在烧制过程中Ni2+离子不易转变为高价或低价离子,主要作用是进入B位形成反、半反尖晶石晶体结构,促使载流子的形成，当Ni2+浓度过高时,NiO以第二相析出；也可能是由于Fe离子的加入对整个固溶体晶格产生一定的影响而引起的。

从实验结果可知，1250℃下烧结的制品其电导率和B值都较1200℃下烧制的制品要高，其结果可能是烧结温度引起的。烧结在材料制备过程中是最常用的方式，烧结温度也是影响材料性能的非常重要的因素，它可以影响材料的晶界强度，材料的塑性，在高温下材料还有可能出现缓慢塑性变形——蠕变，温度对材料组织转变也有影响，如非晶体发生晶化等。在早期有研究认为[ 23,24]NTC导电机理主要涉及多晶体晶粒内部的导电机制，并认为NTC现象产生的根源是电子在晶粒内跃迁所需克服能量势垒，不讨论或较少讨论晶界作用。这样的机理简单明了地描述了NTC的阻温特性，但是不能够很好地解释全部实验现象，因此在近年来的有关研究[ 25,26,27 ]中已经开始较多地讨论晶界的存在及其对材料性能的影响。晶界对材料性能的影响可以简单归纳为这样几点：NTC多晶体.......

本文在对Mn-Co-Ni三元系负温度系数热敏电阻制备及相关原理学习的基础上，通过加入氧化铁制备出Mn-Co-Ni-Fe四元系热敏陶瓷。并对制备出来的热敏陶瓷进行相关性能测试，分析了其中原料对热敏陶瓷的电导率和B值以及物相的影响，其结论如下：

(1)锰钴作为材料的核心元素，其含量的增加可以导致该系列样品电阻率降低，同时B值基本上呈线性增加。

(2)该系列样品中铁离子的引入基本上对样品的电阻率和B值产生的变化不大，仍然在三元系的变化范围内。

(3)该系列样品在1250℃下烧制时，其电阻率和B值都较1200℃下高。