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ZnO陶瓷是一种原料广泛、价格低廉、环境友好，具有良好的化学和热学稳定性的多功能氧化物材料，又由于ZnO陶瓷具有优异的电学性能，因此被广泛应用于电子领域。ZnO陶瓷优异的电学性能与其独特的晶界结构密切相关。ZnO陶瓷的晶界处聚集着大量的受主缺陷，会形成晶界肖特基势垒。晶界肖特基势垒对于ZnO陶瓷的电学性能有着重要的影响，降低甚至消除晶界势垒可以显著提高材料的电导率，制备出高导电的ZnO陶瓷，可用作透明电极、热电材料等;提高晶界势垒，则可以形成良好的非线性的I-V特性，用作压敏材料。本论文基于晶界肖特基势垒的调控，制备出了性能优异的ZnO高导电陶瓷和新型ZnO压敏陶瓷。一方面，本研究成功消除了ZnO陶瓷的晶界势垒，制备出了具有类金属特性的ZnO高导电陶瓷;另一方面，研发出了性能优异的新型ZnO-Cr2O3压敏陶瓷，成功解决了传统ZnO压敏材料存在的问题。本论文主要取得了以下创新性的结果: 1.对于ZnO高导电陶瓷而言，施主掺杂元素在ZnO中的固溶度较低以及晶界存在肖特基势垒一直是阻碍ZnO陶瓷电导率提高的两大难题。本研究通过调控晶粒和晶界的缺陷浓度，制备出了超高电导率的ZnO陶瓷。采用还原性的烧结气氛(N2+CO)，成功实现了晶粒和晶界缺陷的调控。一方面，还原性的烧结气氛(N2+CO)提高了施主掺杂元素Al在ZnO晶粒中的固溶度，大幅度的提高了载流子浓度;另一方面，还原性的烧结气氛(N2+CO)有效的消除了ZnO陶瓷晶界处的本征受主缺陷，从而消除了晶界势垒，极大程度地提高了ZnO陶瓷中载流子的迁移率。载流子浓度和迁移率的大幅度提高，使其室温下电导率高达1.9×105S·m-1。研究结果表明，还原性的烧结气氛(N2+CO)能同时提高Al在ZnO晶粒中的固溶度并消除晶界肖特基势垒，是制备超高电导率的ZnO陶瓷的有效方法。这种超高电导率的ZnO陶瓷可提高材料的热电性能，有望应用于热电领域。 2.放电等离子烧结(SPS)法是一种制备结构致密的高导电陶瓷的有效方法。本课题系统地研究了SPS烧结方法对ZnO陶瓷的导电性能的影响及其结构-性能关系。研究表明SPS烧结法能促进结构的致密化，减少气孔的含量，还能有效的降低第二相Zn2TiO4尖晶石相的含量。SPS烧结法不仅能提高施主元素Al在ZnO中的固溶度，还能有效的增加Ti在ZnO中的固溶度，使其载流子浓度得到显著的提高，室温下其载流子浓度达到2.6×1020cm-3。与此同时，SPS方法能够消除晶界处的本征受主缺陷，从而消除晶界势垒。SPS烧结法还有利于提高小角度晶界的含量，这些因素都有利于提高电导率。SPS烧结法可以大幅度提高载流子浓度，使其室温下的电导率达到2.3×105S·m-1，并显示出一定的类金属性。 3.对于ZnO压敏材料而言，要提高材料的压敏性能，就需要提高晶界势垒。形成非线性的添加剂是形成较高的晶界势垒和形成非线性的伏安特性的必要条件，传统的ZnO压敏材料通常含有Bi2O3、Pr6O11、V2O5等形成非线性的添加剂，但是这些添加剂有的易挥发(Bi2O3)，有的价格昂贵(Pr6O11)，有的存在剧毒(V2O5)。为了解决上述问题，本研究成功设计了新型ZnO-CaO-Co2O3-Cr2O3-La2O3压敏材料体系，并研究了不同CaO掺杂含量对于该新型ZnO压敏陶瓷性能的影响。研究表明所有该体系的样品均具有良好的非线性。当CaO的掺杂含量小于2mol％时，随着CaO掺杂含量的增加，其结构更加致密，气孔量更少，晶粒逐渐增大，压敏电压逐渐减小，非线性系数逐渐增加。当CaO的掺杂含量为2mol％时，其非线性系数达到40，已达到商业化ZnO压敏材料对性能的要求。继续增加CaO的含量，样品的非线性系数逐渐减小，因为掺杂过量的CaO会形成CaO相，CaO相容易与空气中的水和二氧化碳反应，形成孔洞，使样品的非线性系数减小。由此可知，掺杂适量的CaO有利于ZnO陶瓷的致密化，并提高其非线性系数。 4.研究了各个掺杂元素Ca、La、Co、Cr对新型ZnO压敏材料结构和性能的影响。其中，Cr2O3是该体系中形成非线性的添加剂，研究表明Cr元素会偏析于ZnO晶界处，晶界处的Cr元素具有吸附氧的能力，能提高晶界肖特基势垒，进而形成良好的非线性的伏安特性。CaO有利于提高ZnO陶瓷的致密度和非线性系数;Co2O3能够大幅度的提高ZnO压敏陶瓷的非线性系数，同时降低漏电流;La2O3会显著增加晶界电阻，并减小漏电流，但La2O3易于与Cr2O3反应形成LaCrO3相，会减少Cr元素在晶界的偏析量，因此在一定程度上会降低非线性系数。