氧化锌（ZnO）压敏电阻是一种以ZnO粉体为主材料,掺杂多种金属氧化物烧结而成的功能陶瓷。作为避雷器的核心,ZnO压敏电阻具有优异的非线性特性和能量吸收能力,可以有效限制过电压和吸收浪涌能量。开发制备高电压梯度、低泄漏电流的ZnO,有助于提高电力系统的可靠性,降低系统的过电压水平和绝缘设计要求,大幅节省建设投资。论文从微观和介观两个层面,探究优化ZnO压敏电阻电气性能的途径和方案。论文首先研究了ZnO压敏电阻粉体制备工艺的改进。对比了传统固相法与化学沉淀法的效果。利用化学沉淀法制备复合粉料,在总溶液体积不变前提下,将溶解金属盐的溶液乙二醇和溶解沉淀剂Na OH的水按不同比例制备了ZnO压敏电阻粉料再烧结。测试了样品的微观结构和电气性能,讨论了制备和烧结工艺的影响机制。实验结果表明:不同溶液配比制备的粉料烧制的ZnO,小电流特性有明显差别。当乙二醇:水以2:1的体积比制备粉料并煅烧后,ZnO压敏电阻的小电流性能达到最优,电压梯度达584.01V/mm,非线性系数73.43,泄漏电流密度为0.15μA/cm~2。确定了最佳粉体制备工艺后,从烧结工艺的角度对比了不同烧结温度对ZnO压敏电阻的影响。结果表明:随着烧结温度升高,晶粒尺寸、无序度逐渐增加,温度电压梯度、非线性系数减小。因此,1000℃为较合适的烧结温度。论文开展了ZnO微观结构对电流分布影响的仿真。建立了基于Voronoi网络的ZnO压敏电阻结构模型,基于有限元模型,改进了定义晶界特性的方式,同时在晶粒、晶界基本网络单元中,增加气孔这一影响因素,模拟了ZnO压敏电阻内部电流流通路径和分布。仿真结果揭示了由于ZnO微观结构不均匀产生的电流集中现象,以及由此造成的电阻片性能降低。当电流集中程度过高时,局部高温可能会引起穿孔或断裂。综合仿真结果和实验结果,给出了优化ZnO压敏电阻片性能参数的途径。