ZnO压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的半导体陶瓷电阻,优化ZnO压敏电阻在电子设备、高/低压电力系统和半导体工业中的应用都是研究的热点问题。ZnO压敏电阻主要可以用作浪涌保护器（SPD）和避雷器的核心元件,前者更注重提升在大电流脉冲后的稳定性,而后者更注重通流容量。本文对两种用途的ZnO压敏电阻均有研究,对于用于SPD的电阻片,分别研究了高分散体系及Ti O2的掺杂与其分散体系、微观结构、电学性能及退化行为的关系,改善了ZnO压敏电阻抗浪涌冲击的稳定性;在保证样品稳定性的基础上,得到了能够降低ZnO压敏电阻电位梯度的Ti O2最佳用量。对于用于避雷器的电阻片,研究了与原料共生的杂质对其微观形貌和综合电气性能的影响,并探讨了其影响机理,为ZnO压敏电阻生产的原料控制提供重要依据。（1）使用不同种类及不同含量粘合剂制备了ZnO压敏电阻片,系统地研究了粘合剂种类及用量对ZnO压敏电阻分散体系、微观结构、综合电气性能,尤其是与退化行为的影响。结果表明,除了粘结作用和增强粉料和坯体机械强度的作用外,粘合剂还在很大程度上影响了浆料的分散效果、瓷体的均匀性及电阻片的电气性能。生产过程中需要选用与配方体系相适应的粘合剂种类,并调整其用量,过少使用粘合剂会造成浆料的分散性差、坯体的机械强度低等不利因素;过量使用则会使浆料易于团聚、瓷体的孔隙率高、增加成本等。使用0.9 wt%HR-3010的电阻片样品具有最佳的综合性能,经20组20 k A的浪涌冲击后,正向和反向的变化率分别为-1.99%和-2.15%,20 k A下的压比为1.92。（2）优化了添加剂氧化物的细化方式,不仅极大地提高了生产效率,还进一步提高了分散性及最终样品的均匀性,同时还提高了其抗浪涌冲击的稳定性。添加剂氧化物经过6 h球磨后进行15 min的砂磨,得到的浆料具有最佳的分散性且粒径分布更加集中。经20组20 k A的浪涌冲击后,正向和反向的变化率分别为-1.47%和0.08%,20 k A下的压比为1.96,进一步优化了ZnO压敏电阻的性能。（3）为了适应更多的使用场景,制备更低梯度的ZnO压敏电阻,在上述实验的配方体系基础上,选用Ti O2对其进行掺杂,研究了Ti O2含量对电阻片样品微观形貌、综合电气性能,尤其是其浪涌冲击对稳定性的影响机理。实验表明,Ti O2的掺杂能促进晶粒的长大,显著降低ZnO压敏电阻的压敏电压及电位梯度,但在一定程度上会加剧ZnO压敏电阻的退化行为,因为Ti O2的直接掺杂会引起晶粒生长的各向异性,但仍有一个可调控的范围。当Ti O2的掺杂量为0.4 mol%时,电位梯度降低了32 V/mm,经20组20 k A的浪涌冲击后,正向和反向的变化率分别为-5.64%和-4.71%,压比为2.45。（4）多种杂质元素常与用于制备压敏电阻的原料共生,人为掺杂不同含量的Na+制备了ZnO压敏电阻,研究了Na+的引入对ZnO压敏电阻微观形貌和综合电气性能的影响机理。微量的Na+掺入会导致晶界的迁移率的降低,抑制ZnO晶粒的生长;过量Na+掺杂时,会使液相粘度变大,导致抑制晶粒生长的作用逐渐消失。此外,微量Na+可作为两性掺杂剂,改善电阻片的部分性能;但当过量掺杂时Na+将主要作为受主元素,占据晶格位引起晶格畸变,从而使电阻片多项性能迅速劣化。（5）铁元素也是常存在于原料中的杂质元素之一,通过人为掺杂不同含量Fe3+制备压敏电阻,研究其对ZnO压敏电阻微观形貌和综合电气性能的影响机理。随着Fe3+的掺杂,会生成大量Zn Fe2O4尖晶石相阻碍ZnO晶粒的生长,导致压敏电压不断升高。微量铁离子掺杂时,可提高表面态密度,改善ZnO压敏电阻的整体性能,这有助于制备用于避雷器的高梯度ZnO压敏电阻片;但Fe3+的过量引入会降低晶粒导电性、占据ZnO晶格引起晶格畸变,使其它性能缓慢劣化。