TiO₂压敏陶瓷是一种具有典型晶界性质的敏感陶瓷材料,其压敏电压低,介电常数高,制备工艺简单,制作成本低,能很好的吸收噪音及浪涌,在电子电路中应用非常广泛。然而,由于陶瓷结构中晶界相成分和分布的不均匀性,影响了 TiO₂晶界特性的发挥,难以实现低压化。如果将TiO₂压敏陶瓷配方中的晶界组分预先合成为非晶态玻璃,然后再添加到陶瓷配料中,将能够在改善陶瓷晶界相的成分和分布的均匀性的同时,降低烧结温度,减小晶粒尺寸,提高压敏陶瓷的性能。为此,本文以TiO₂为原料,添加预合成晶界添加剂,采用电阻和微波加热两种烧结方式制备TiO₂压敏陶瓷。借助XRD、SEM等测试方法对样品结构和组成进行表征,通过压敏直流参数仪、自动元件分析仪等方式来评价样品的电学性能。依据Bi2O3-SiO₂-B2O3三元系统相图,设计了四种不同组成的添加剂,分别采用熔融法和溶胶凝胶法两种工艺进行制备,利用XRD、SEM、DSC-TG差热分析和红外光谱分析等手段研究添加剂组成、软化温度、析晶状况等。组成为35%Bi2O3-15%SiO₂-50%B2O3时得到的添加剂软化温度为最高达到580℃,在样品烧结的过程中挥发量较少,几乎没有晶体析出且玻璃化程度最高。在TiO₂中分别添加2wt%、4wt%、6wt%、8wt%的预合成添加剂制备出四种TiO₂基压敏电阻。同时,采用99.7mol%TiO₂+0.3mol%Bi2O3配比制备TiO₂压敏电阻。将上述配料经过球磨、造粒、压样和排胶之后,分别在1200℃、1300℃、1400℃三组温度进行电阻烧结,同时采用920℃、970℃和1020℃温度下进行微波烧结。之后对烧结样品涂覆银电极,并对压敏参数、介电性能、阻抗等参数进行测定。研究结果表明:引入预合成添加剂后TiO₂压敏电阻的烧结温度从1400℃降低至1300℃;同时,TiO₂的晶粒大小从40-50μm降低至20-30μm,压敏电阻降低,非线性系数持续增大,其中,当添加剂掺入量为6wt%时,得到的TiO₂压敏电阻体积密度ρ为4.16g/cm3,线收缩率S为16.73%,非线性系数α增至25.62,压敏电压V1mA降低至20.1V/mm,介电常数εr大小为2.04×107。当掺入量为2%时,TiO₂压敏电阻的压敏电压V1mA达到最小为9.56V/mm。相对于传统烧结,微波烧结所需的温度降低到1000℃,烧结时间缩短至传统烧结的一半,所得到TiO₂压敏电阻体积密度ρ为4.12g/cm3,线收缩率S为16.67%,压敏电压V1mA更是低至15.62V/mm,非线性系数α为17.99,介电常数εr为2.96×108。