八十年代初，美国科研人员提出“可恢复保险”的概念，从而引起线路保护革命性的变化。所谓可恢复保险即线路出现异常大电流时，保险元件的阻值升高至原阻值的10<’6>次以上，整个线路呈现断开状态，当异常大电流被排除，则保险元件又自动恢复常态，从而保持线路畅通。为研制可恢复保险元件，人们不断寻找大电流引起阻值突变的材料。经过多年的探索，人们发现聚乙烯掺杂炭黑所组成的材料，具有明显的PTC效应，且大电流可以引起其具有较大升阻比的PTC效应，这样，研究聚乙烯掺杂炭黑所组成的聚合物PTC传感元件(简称聚合物PTCS)作为可恢复保险元件成为本文研究的主要内容。本文的研究得到国家自然科学基金主任基金、江苏省应用基础项目、江苏省国际合作项目等的资助。 要使聚合物PTCS具有较强的PTC效应和优良的电特性，材料组成是关键。本文从分析聚合物PTCS的基体材料与导电材料出发，研究各种助剂在材料中的作用，同时，研究并分析了聚合物PTCS材料的导电机理及产生PTC效应的几种模型，首次推出了膨胀一逾渗复合模型，并从理论上进行了验证，由此还分析了聚合物PTCS的电特性。 聚合物PTCS的结构包括材料的选型、材料的配比，外型结构设计等内容，要使其性能达到最佳，应该进行结构优化处理。本文详细研究了聚合物PTCS的基体材料、导电材料及各种助剂的选取，并通过实验进行了验证；还提出了填充两种不同粒径炭黑，阻止聚合物PTCS阻值漂移的新方法；运用多因子优选法一单纯形调优法对配方进行优化配比。 除了结构会影响聚合物PTCS性能外，合理的加工工艺对其性能的改善也起了很大作用。实验表明，加工工艺和工艺条件在很大程度上决定了聚合物PTCS性能的优劣。本文系统分析了聚合物PTCS的加工工艺，并确定了相应的工艺参数。着重研究了辐射交联与性能之间的关系，首次提出了高聚物材料先行辐射再加工工艺方法，有效地提高了元件的升阻比；同时，还研究并分析了热老化、电老化对元件性能的影响，确定最终老化条件；采用双层包封工艺，防止了包封材料爆裂现象发生。片式聚合物PTCS已在许多场合得到应用，但由于其成型技术难度较大，限制了使用。本文分析了片式与埋线式聚合物PTCS的电场分布，并通过实验进行了性能对比分析；对片式聚合物PTCS的加工工艺进行研究；本文采用电化学方法，成功地解决了元件本体与电极之间的导电性粘合。 本文针对聚合物PTCS性能测试有精确性、准确性、自动化及调试环境等特殊的要求，分别研究了电阻—温度特性、电流—时间特性、伏—安特性、电阻—频率特性及热参数、电参数的测试方法，高频特性测试方法，并给出了测试结果。 聚合物PTCS已在许多领域得到完美使用。本文则详细研究了聚合物PTCS在全自动洗衣机电脑板、摩托车仪表中的过流保护作用，确定了其技术参数；同时，也分析了在各种场合的典型应用。本文研究的聚合物PTCS已实现中试，并被许多用户所采用。本文通过实践，分析了产业化条件，生产管理等，为聚合物PTCS实现产业化打下了基础。