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氧化锌（ZnO）压敏陶瓷作为金属氧化物避雷器的核心材料，在电力设备过电压防护领域得到广泛应用。ZnO压敏陶瓷中的各类缺陷对其非线性伏安特性、电位梯度、通流能力等性能有着重要影响，通过掺杂、晶粒尺寸控制、表面处理等手段调控缺陷结构以改善其电性能，是ZnO压敏陶瓷一直以来的研究热点。
两步烧结有利于获得小晶粒、高电位梯度的氧化锌压敏陶瓷，但其两步的温度分别对氧化锌压敏陶瓷烧结过程的影响尚不清楚。本文采用两步法在不同温度下烧结ZnO压敏陶瓷，分析不同温度对氧化锌陶瓷的微观结构与电学性能的影响。
采用传统固相法制备稀土氧化物Gd2O3掺杂的ZnO压敏陶瓷。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和压敏电阻直流参数仪对样品的物相、显微组织及电性能进行分析。结果表明：随着Gd2O3掺杂量的增加，ZnO压敏陶瓷电位梯度单调递增，非线性系数先增加后减小，而漏电流呈现先减小后增大的变化趋势。
为了研究ZnO压敏陶瓷在2ms方波作用下的老化规律及自增强现象，采用传统陶瓷制备工艺，制备了有缺陷的ZnO压敏陶瓷，分析老化规律。结果表明：在2ms方波冲击老化过程中，ZnO压敏陶瓷存在自增强现象，改善了电流的在压敏陶瓷上的分布，增加了冲击寿命。
通过对功能元素的研究，配合国内电力工业发展高能化、小型化的需求，以及降低生产成本的大趋势。本文着重介绍了掺杂纳米级氧化铋对生产高热容量、大通流能量 ZnO 压敏电阻片的性能研究。结果显示：采用纳米级氧化铋代替 Bi2O3，在提高老化及工频耐受性能的同时，不但使烧成温度得以降低，而且还降低了生产成本。并使电阻片的其它电气性能有所提高或保持原有的较好水平。
