随着电器整机行业的发展,长寿命、高可靠、高稳定、绿色环保和价格低廉的电子元器件市场需求越来越迫切。电子功能材料制备工艺较长、能耗较高,极易在制造过程带入杂质造成产品电性能下降,同时高能耗、高污染。研究如何减少传统工艺制备环节,减少有害杂质带入,降低生产能耗、生产成本,获得高品质的电子元器件是世界性课题。本论文针对一次固相法马达启动器PTC陶瓷芯片在制备工艺以及组织和性能关系的研究方面存在的问题,采用一次固相合成原理,探索一次固相合成工艺,解决致密度、起泡问题。同时比较传统二次法的优缺点。利用激光粒度仪、PTC‘R—T’特性测试系统、PTCR综合参数测试仪、PTCR耐压测试仪、SEM扫描电镜对样品进行组织性能表征。首先,利用球磨机对原始混合粉料进行不同的球磨,并通过激光粒度仪分析了球磨时间对粉体性能的影响,通过比较粉体不同球磨时间与几何尺寸关系、几何尺寸与性能关系,从而确定最佳球磨时间。其次,研究造粒、成型工艺使陶瓷坯体具有良好的致密度,排除起泡、分层等致命缺陷,通过烧结机理、电极制造工艺研究确保产品电性能稳定、可靠。最后,在最佳工艺参数条件下,本论文选择Y₂O₃、Nb₂O₅两种金属氧化物材料直接对高纯电子级BaTiO₃粉体直接多施主杂质掺杂,掺杂的施主直接取代Ba2+离子或Ti4+离子形成空穴或电子,使BaTiO₃基体具有良好的PTC半导体特性,改进了半导组成区,能使晶粒充分半导化。在未引入PbO的情况下,产品居里温度可达到133.4℃。本课题利用一次固相合成原理,采用多施主掺杂,一次球磨一次固相合成减少传统制造工艺环节,不需要预烧、预压、破碎、二次球磨等,减少有害杂质的掺入,提高产品合格率,成功生产了马达启动器PTC陶瓷芯片。