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随着电子电信技术的发展，在各种电子电路的应用中，迫切需要室温电阻率低，同时具有高电阻率突跳幅度的PTCR陶瓷。为了研制高居里点无铅PTC陶瓷材料，本文采用传统氧化物混合工艺方法对三种系统的BaTiO3基陶瓷材料进行了研究，先将其在还原气氛下烧结，随后在低氧分压下通过再氧化过程重新形成晶界势垒，达到恢复PTC效应的目的。通过XRD、SEM、DSC、AFM以及阻温测试等方法，研究了该陶瓷材料的性能特点及其影响因素。
在空气中烧结各种施主离子掺杂的BaTiO3基陶瓷时，存在一种电阻率反常现象。本实验通过还原再氧化工艺，解释低于临界掺杂浓度时，陶瓷发生晶粒粗化而呈现半导性；大于临界掺杂浓度时，晶粒细化，呈现高度绝缘态。强还原气氛下烧结，使临界施主掺杂浓度大大提高。
在BaTiO3基PTC陶瓷材料中加入具有高居里点的Bi4Ti3O12(BIT),(Na0.5Bi0.5)TiO3(NBT)及KNbO3(KN)可将材料的居里温度提高。BIT的居里温度约675℃，NBT的居里温度约315℃,KN的居里温度在435℃附近。实验表明，BIT的合成温度与BaTiO3的合成温度相差较大，并且BIT为层状结构，当其与BaTiO3复合时层状结构难以改变，因此PTC效应的改善不明显。
加入1.0mol％NBT时，居里温度(TC)提高到150℃。这主要是由于NBT的引入，加强了Ti-O键，使材料的四方相加强。同时由于从NBT中挥发出来的Bi2O3有抑制晶粒长大的作用，再通过再氧化工艺提高晶界势垒，从而提高了PTC效应；升阻比提高了近两个数量级。NBT加入量平均每加入1.0mol％，使TC提高25～30℃。尽管试样的PTC效应差，但试样的居里温度有所提高，这使制备无铅高居里BaTiO3基PTC材料成为可能。但随着NBT加入量的增加，试样的半导化将变得更加困难。加入NBT后，试样的半导化程度降低，为提高其半导化，在复合NBT的BaTiO3基PTC材料中加入适量的半导化元素La2O3或Nb2O5，当La2O3加入量为0.2mol％时，先采用弱还原气氛下烧结，然后在800℃下再氧化1h，便可得到室温电阻率为101.5～102.5Ω.cm，升阻比为102～103的材料。
KN的加入使试样的半导化特性及其居里温度也有所改变。随KN的加入量的增加，试样的电阻率先降低后增加，居里温度从150℃缓慢增加随后逐渐恢复至120℃，此后的PTC效应逐渐消失。将N2中烧成的KNbO3-BaTiO3半导陶瓷在空气中进行再氧化热处理，O沿陶瓷晶界扩散形成具有一定绝缘性能的晶界层，使材料呈现PTC效应。