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ZnO压敏瓷具有造价低廉、非线性系数高、漏电流小、响应时间快、浪涌吸收能力强以及较高的工作稳定性，被广泛用作保护电子电路免受异常过电压的损坏。均匀微观结构、高电位梯度ZnO压敏瓷的制备成为研究的热点和未来研究趋势。本文系统研究了不同添加剂对ZnO压敏瓷的电性能和微观结构的影响，利用XRD、SEM、EDS等分析方法，系统研究了不同添加剂种类(AgNO3、Cu(NO3)2、Al2O3)及其掺杂量的变化对ZnO压敏瓷的电性能和微观结构的影响规律及掺杂机理。
首先，研究了AgNO3的添加量及烧结温度的升高对ZnO压敏瓷的主要电性能及微观结构的影响。结果表明：Ag+掺杂可以提高ZnO压敏瓷的致密度和电位梯度，但随着AgNO3添加量的增加，非线性系数减小，漏电流稍有增大。综合考虑ZnO压敏瓷的电性能指标及致密度因素，烧结温度为1050℃，AgNO3添加量为1.0mol％时，ZnO压敏瓷的综合性能最好。微观分析表明：Ag+主要分布在晶界和晶间相中，在晶粒内部几乎没有Ag+，随着AgNO3添加量的增加，ZnO晶粒的尺寸减小。通过ZnO压敏瓷的晶界势垒高度φB、势垒宽度ω、施主密度Nd和晶界势垒密度Ns的计算表明，Ag+掺杂ZnO压敏瓷主要以施主掺杂的形式存在。
其次，研究了Cu2+掺杂对ZnO压敏瓷的电性能和微观结构的影响。结果表明：添加Cu(NO3)2后，ZnO压敏瓷的致密度和电位梯度大幅度提高，漏电流急剧增大，非线性系数急剧减小。综合考虑ZnO压敏瓷的电性能指标及致密度因素，当Cu(NO3)2的添加量为0.40mol％，烧结温度为1050℃时，ZnO压敏瓷具有较好的综合性能。XRD分析表明，ZnO压敏瓷中出现了新的物质Cu2O，可以认为Cu+取代ZnO中的Zn2+离子，减小了载流子浓度，增加了晶粒的电阻，从而引起电位梯度的增加。EDS分析表明，Cu2+主要分布在晶界中，其次是晶间相和晶粒中。通过ZnO压敏瓷的晶界势垒高度φB、势垒宽度ω、施主密度Nd和晶界势垒密度Ns的计算表明，Cu2+掺杂ZnO压敏瓷是以受主掺杂的形式存在。
最后，研究了Al3+掺杂对ZnO压敏瓷的电性能和微观结构的影响。结果表明：掺杂Al3+使得ZnO压敏瓷的致密度和非线性系数减小，电位梯度增大，漏电流增加。综合考虑ZnO压敏瓷的电性能指标及致密度因素，当烧结温度为1050℃，Al2O3的添加量为1.20mol％时，ZnO压敏瓷具有较好的综合电性能。EDS分析表明Al主要分布在晶间相，其次是晶界相，在晶粒中几乎没有Al3+的存在。通过ZnO压敏瓷的晶界势垒高度φB、势垒宽度ω、施主密度Nd和晶界势垒密度Ns的计算表明，Al3+掺杂ZnO压敏瓷主要以受主掺杂的形式存在。