当前随着高新技术的迅猛发展，电子陶瓷及其元件在各个领域的应用日益广泛，但目前广泛应用的BaTiO3基正温度系数(PTC)电阻陶瓷材料大多数含铅。含Pb氧化物不可避免地因为各种原因流入生活环境和自然环境，从而对人体和自然环境造成危害。由于当前各国对环保要求的不断提高，PTC材料的无铅化已经成为一种必然趋势。近年来，NiO-ZnO-TiO2系统PTC半导体陶瓷发热体作为一种新型的无铅PTC陶瓷材料，引起了研究者的广泛关注。它的制造工艺十分简单，而且无铅，在温度传感器、加热、控制等方面均有应用。采用传统固相法制备了NiO-ZnO-TiO2系统PTC陶瓷，通过密度、XRD、电阻-温度曲线、SEM等测试方法对陶瓷样品的结构与PTC性能进行了研究，旨在寻找一种新型的PTC陶瓷材料的配方和制备工艺。实验采用传统固相法，通过两种不同的途径分别制备出了NiO-ZnO-TiO2系统新型PTC陶瓷，测试结果表明：两种途径制备出的陶瓷样品均表现出了PTC特性，说明两种方法均可以制备出具有PTC效应的新型PTC陶瓷。方法一，采用传统固相法制备出xZnO-(0.95-x)NiO-0.05TiO2系统PTC陶瓷样品，通过测试得出，样品的最佳烧结温度为1340℃；陶瓷样品中含有ZnO、NiO和ZnTiO3三种主晶相，其不同的膨胀系数使得陶瓷样品随着温度的升高出现明显的PTC效应；样品电阻率会随着ZnO含量的增加而逐渐降低，且x=0.65时PTC效应最优，此时具有较高的突跳温度(525℃)、较低的室温电阻率(966Ω.cm)。此系统组成的陶瓷有望成为一种新型的具有高突跳温度、低室温电阻率的无铅PTC陶瓷。方法二，采用传统固相法合成ZnOss(Zn0.97Ni0.03O)、NiOss(Zn0.4Ni0.6O)、SP[(Zn0.5Ni0.5)2TiO4]三种固溶体，再以这三种固溶体为原料按一定的比例配料合成xZnOss-(0.875-x)NiOss-0.125SP体系陶瓷，其中，保持SP的含量不变，而改变ZnOss和NiOss的含量。研究了组成和烧结温度等因素对该系统陶瓷的晶型结构、微观形貌和PTC性能的影响。研究结果显示：该三相系统陶瓷表现出明显的PTC效应，室温电阻率低，电阻率最大值出现在340℃以上，这为研究制备出高突跳温度、低室温电阻率的无铅PTC陶瓷指明了一个方向。该系统陶瓷的最佳烧结温度为1400℃，在该温度下，陶瓷样品的室温电阻率较低，突跳温度较高但Rmax/Rmin偏小，这是由于该系统陶瓷的PTC效应是以热膨胀为基础的，因此是一种迟缓型的PTC陶瓷。对比可知，xZnOss-(0.875-x)NiOss-0.125SP系统的PTC陶瓷样品表现出的PTC特性要优于xZnO-(0.95-x)NiO-0.05TiO2系统的PTC陶瓷，后者的PTC性能不稳定，可重复性差。这主要是由于前者的陶瓷样品中含有固溶体物相，该物相的存在使晶格稳定，阻止某些晶型转变的发生，同时，固溶体的强度与硬度往往高于各组元。而且，形成固溶体后对材料物理性质如电学、热学、磁学等也产生了一定的影响。研究发现：PTC陶瓷样品的组分含量的变化以及烧结温度的不同也会对其PTC性能产生严重的影响，选择最优的组分，以及最佳烧结温度是合成该系统陶瓷的关键。电极的选择也对PTC陶瓷的PTC特性会产生较大的影响。这主要是由于金属电极与半导瓷接触会产生非欧姆接触，进而影响陶瓷样品的电阻率。因此，PTC陶瓷样品进行测试时首选铟-镓电极，在达不到测试温度的情况下，选择被铝电极，以保证测试结果最接近实际值。