本文研究了金属Ni/陶瓷复合PTCR材料的机理、数学模型和影响因素。根据数学模型,重点讨论了工艺过程对复合材料性能的影响,分析了提高复合材料性能的有效途径。并研究了一种能够降低复合材料的室温电阻率,提高其升阻比的玻璃添加剂。初步研究了一种NiO代替金属Ni的新工艺。通过研究复合材料的电阻率和金属的体积分数的关系,得到如下结论:金属Ni和(Ba,Sr)TiO3陶瓷的复合属于两相物质颗粒态的均匀混合,其电阻混合方式是混联模式,符合GEM方程,电阻率可通过下式近似的估算:。通过该式可推导出复合材料升阻比的计算公式。复合材料的升阻比由陶瓷基质的电阻率和升阻比、金属的体积分数和电阻率、结构因子决定。由该式可知,通过调节金属的体积分数能够实现复合材料的低阻化;复合材料的电阻率随陶瓷基质电阻率的升高而变大,这是复合材料具有PTC效应的主要原因。通过相关的计算可知:降低陶瓷基质的电阻率、提高陶瓷基质的升阻比,防止金属的氧化、降低结构因子有利于获得低室温电阻率、大升阻比的PTC复合材料。工艺条件对复合材料性能的影响是复杂的。还原烧成过程中,陶瓷的室温电阻率降低,PTC效应消失;烧成温度越高,陶瓷颗粒之间的接触电阻越小。氧化过程中,O2的扩散使陶瓷的电阻增加、PTC效应得到部分恢复,也使部分金属Ni被氧化。本实验工作条件下,烧成温度提高、保温时间适当延长复合材料的室温电阻率降低;氧化温度提高、氧化时间适当延长复合材料的室温电阻率增大、升阻比提高;成型压力适当增大,复合材料的室温电阻率降低、升阻比减小。适量的玻璃添加剂在烧结过程中,产生液相,促进了烧结,降低了试样的室温电阻率,提高了试样的PTC效应。采用NiO代替金属Ni的新工艺具有可以控制金属粉的粒度、金属颗粒在复合PTC材料中的分布更加均匀的优点。为获得性能优良的复合PTC材料提供了新途径。