由于具有非线性系数高、浪涌吸收能力高、响应速度快、成本低、工艺简单等优点，ZnO压敏陶瓷广泛应用于电子仪器和电力装置等领域。集成电路和表面安装技术飞速发展，促使ZnO压敏电阻向小型化、低压化方向发展，多层片式化是目前实现ZnO基压敏电阻小型化、低压化的最佳方式。降低烧结温度同时并保证压敏陶瓷通流能力强、非线性系数高等优点是多层片式化首要达到的目标。本论文基于此目标，主要从三个方面研究ZnO压敏陶瓷的低温烧结行为。　　1.研究具有反演晶界IBs的ZnO晶粒的生长。首先研究了仅有IBs控制下的ZnO压敏陶瓷的晶粒生长行为，结果表明，当添加Sb2O3含量很少(x=0.005)时，由于Sb2O3大部分固溶于Bi2O3中，还不足以形成IBs，所以IBs的诱导作用不会发生，导致ZnO压敏陶瓷晶粒较小。当Sb2O3含量x=0.015，0.05，0.10时，样品中均形成了IBs，并且随着Sb2O3含量的增多，IBs的数量也逐渐增多，由于IBs诱导作用，ZnO压敏陶瓷晶粒逐渐增大。然后研究了在尖晶石的“钉扎效应”和“IBs诱导机制”竞争下的ZnO压敏陶瓷的晶粒生长行为，结果表明，当0.12≤ x≤0.24时，随着Sb2O3掺杂含量的增多，尖晶石和IBs数量均增多，ZnO晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势，且在x=0.20时达到最大值。ZnO晶粒开始增大主要是由“IB诱导机制”引起的，然后晶粒减小是因为尖晶石的“钉扎效应”和“IB诱导机制”共同影响。　　2.首先研究了Cr2O3的加入对焦绿石和尖晶石之间反应过程的影响，研究表明，Cr3+以方程2Zn2++Sb5+→3Cr3+占据A位的Zn2+和B位的Zn2+、Sb5+，因此，固溶Cr2O3之后焦绿石的化学式可以写做(Zn1-aCryBi3)(Zn1-bSb3-xCr3x-y)O14，式中a+b=2x，(Zn1-aCryBi3)占据八配位的A位，(Zn1-bSb3-xCr3x-y)占据六配位的B位，可见，Cr3+同时取代A位的Zn2+和B位的Zn2+、Sb5+，由于Cr3+通常占据六配位的氧八面体间隙，所以Cr+取代A位的Zn2+导致了焦绿石的结构不稳定。然后研究了加入Cr2O3在不同的烧结温度下对ZnO的显微结构以及电性能的影响，当烧结温度高于985℃时，ZBSCMCr样品的E1mA高于ZBSCM，非线性系数α的变化规律则相反，不同烧结温度下，两种样品的漏电流(IL)没有明显的差异。随着烧结温度从920℃升至1150℃，ZBSCM系列样品的晶粒的尺寸从3.7μm增长到11.4μm，ZBSCMCr系列样品的晶粒大小仅从6.7μm增长到11.2μm，并且ZBSCMCr样品的晶粒圆润，而ZBSCM样品的晶粒较为狭长。可见添加Cr2O3可促进ZnO压敏陶瓷低温烧结时晶粒的生长，这主要由于Cr2O3可以降低尖晶石和焦绿石的反应温度，在低温烧结时拥有更多的液相，从而促进了ZnO压敏陶瓷低温烧结。　　3.设计了在晶界处形成快离子导体Bi2WO6的新型ZnO压敏陶瓷材料，研究了添加不同WO3含量(0≤x≤1.60)的ZnO压敏陶瓷的物相、性能变化。结果表明，添加WO3含量较少时，即x＜0.40时，随着掺杂WO3含量增多，ZnO压敏陶瓷的晶界势垒Φb降低、漏电流IL增大、综合性能下降，这主要归因于WO3固溶到Bi2O3中，起到施主掺杂的效果;当x=0.40时，即Bi2O3∶WO3=1∶1时，晶界势垒高度Φb、非线性系数以及晶界电阻Rgb显著提高，漏电流IL减小，这源于Bi2WO6的形成，W6+在Bi2O3中的施主态减小甚至消失，同时Bi2WO6为快离子导体，在ZnO压敏陶瓷烧结过程中为氧从气相到晶界处的传输提供给了通道，传输的氧吸附在晶界层，从而提高ZnO压敏陶瓷的综合性能。WO3含量继续增高时，即x＞0.40，ZnWO4生成，ZnWO4夺去了原本溶解在ZnO晶粒内的Co，Mn和Al等可以提高ZnO压敏陶瓷非线性特性的元素，从而使得ZnO压敏陶瓷的综合性能逐渐变差。老化前、老化后和热处理后的各项性能对比揭示了ZnO-Bi2WO6压敏陶瓷材料高非线性形成的原因，同时证实了很好的验证了吸附氧模型在此体系中的正确性。　　4.实验获得了在晶界处形成Bi2WO6的ZnO压敏陶瓷，该陶瓷非线性系数较高，于是加入与W同主族元素的氧化物MoO3，且MoO3和Bi2O3具有低共熔点，有望降低烧结温度的同时保证其高的非线性。掺杂MoO3含量较少时，随着添加MoO3导致ZnO压敏陶瓷性能下降，这主要归因于MoO3固溶到Bi2O3中，起到施主掺杂的效果;当MoO3的掺杂含量增多至0.4 mol％时，界面态密度Ns和晶界势垒高度Φb增大，漏电流IL减小，这归因于晶界层Bi2MoO6的形成，导致了MoO3在Bi2O3中的施主掺杂效应减小甚至消失，同时快离子导体Bi2MoO6在烧结过程中为氧从气相到晶界处的传输提供给了通道，传输的氧吸附在晶界层，过量的吸附氧有利于提高ZnO压敏陶瓷的综合性能，但ZnO-Bi2MoO6压敏陶瓷性能仍不及ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷和ZnO-Bi2WO6压敏陶瓷，可能是因为室温下Mo元素存在Mo6+和Mo4+两种价态的离子，Bi2MoO6的电阻率较β-Bi2O3、Bi2WO6低，导致ZnO-Bi2MoO6压敏陶瓷中晶界高阻与晶粒低阻的电阻差别较小，同时烧结过程中形成的快离子导体Bi2MoO6对氧的输运能力较δ-Bi2O3和Bi2WO6弱，导致晶界处吸附氧含量少，所以ZnO-Bi2MoO6压敏陶瓷非线性较低。　　5.成功研制出了纯银内电极ZnO多层片式压敏电阻器，器件没有出现内电极不连续以及瓷膜电极的变形与分层，纯银内电极与瓷膜物理匹配良好;电流-电压特性非常优良，漏电流也较小;器件的压敏电压、泄漏电流、非线性系数、限制电压比都可与国内外最近研究性能相当。研究了个别性能不良样品的失效现象，击穿后存在裂痕，推断此裂痕是陶瓷体内的缺陷所致。