摘要随着超导技术、航空航天技术、高能物理技术等尖端技术的发展，对低温的测量与控制变得尤为重要。负温度系数（Negative temperature coefficient, NTC） 热敏材料是一种常用的测量温度的材料，在低温测量中也得到了普遍的使用。国内目前的情况下，低温环境下使用的热敏材料还存在一些问题（例如测量低温的极限、工作温区较窄等）。本文的主要研究内容是适用于低温环境的热敏材料与元件的制备与性能研究。本文采用固相反应法，制备了BaCoO3-δ热敏陶瓷材料，并分别研究了掺杂Ni或La元素对作为基体材料的BaCoO3-δ热敏陶瓷结构及电学性能的影响。通过TG/DSC、XRD、SEM、阻温测试、交流复阻抗以及伏安特性测试等手段对制备的热敏陶瓷材料进行了表征与分析，并研究了体系中Ni或La元素的掺杂量对陶瓷材料内部结构、相组成以及低温电学性能的影响及变化规律，并对这些影响的产生进行了解释。主要研究内容如下：（1）采用固相反应法制备了BaCoO3-δ热敏陶瓷材料。XRD分析表明该材料的主要物相是六方钙钛矿相BaCoO2.6 (JCPDS No: 71-2453)，有少量的BaO、Co3O4相。结合热敏陶瓷材料的SEM分析和材料的相对密度数据，得出该系列材料的最佳烧结温度为1040 °C，此时的陶瓷致密度高(相对密度为91.74%)。该材料的阻温曲线以26 K为临界点分为两个区域，分别具有典型的负温度系数特性。在12.5 K~26 K区域中，BaCoO3-δ热敏陶瓷电阻率r15 K、B15 K/25 K常数在3397.49~9952.96 Ω?cm、31.15~40.44 K范围内变化。在26 K~100 K区域中，BaCoO3-δ热敏陶瓷热敏电阻的电阻率r30 K、B30 K/50 K常数在749.48~1581.83 Ω?cm、105.26~125.29 K范围内变化。（2）为了提高材料的致密度，鉴于Ni3+（0.06 nm）的离子半径与Co4+（0.053 nm）的离子半径大小接近，在BaCoO3-δ的钙钛矿结构的B位掺杂Ni元素，采用固相法制备了BaNixCo1-xO3-δ（0≤x≤0.1）热敏陶瓷材料。XRD分析表明该材料的主要物相是六方钙钛矿相BaCoO2.6 (JCPDS No: 71-2453)，当0≤x≤0.025时没有杂相出现，当0.05≤x≤0.1时有少量的BaNiO3。从BaNixCo1-xO3-δ热敏陶瓷表面的SEM图及该陶瓷材料的密度数据分析可知，x=0.05时的陶瓷在该系列材料中相对密度最大(为96.64%)，致密度最高。该材料的阻温曲线以26 K为临界点分为两个区域，分别具有典型的负温度系数特性。该材料的电阻率和材料常数B均随着Ni掺杂量的增加而变大。与BaCoO3-δ材料相比，BaNixCo1-xO3-δ的电阻率r15 K提高了约2个数量级，r30 K提高了约1个数量级。（3）鉴于B位掺杂Ni较大的提高了电阻率（不利于低温环境中的实际应用），为了提高材料的致密度和不至于使得材料的电阻率提高太多，在BaCoO3-δ的钙钛矿结构的A位掺杂La元素，采用固相法制备了LaxBa1-xCoO3-δ（0≤x≤0.1）系列热敏材料。XRD分析表明该材料的主要物相是六方钙钛矿相BaCoO2.6 (JCPDS No: 71-2453)，没有杂相出现。从SEM图及陶瓷密度数据分析可知，当La的掺杂量较低时(y=0.025)，热敏陶瓷的相对密度为96.62%。该热敏陶瓷的阻温曲线以26 K为临界点分为两个区域，分别具有典型的负温度系数特性。与BaCoO3-δ材料相比，LaxBa1-xCoO3-δ的电阻率ρ15 K提高了约1个数量级，ρ30K提高了约5倍。