件是一种有效的保护。

4 氧化锌压敏电阻存在的问题

现有压敏电阻在配方和性能上分为相互不能替代的两大类：

4.1 高压型压敏电阻

高压型压敏电阻，其优点是电压梯度高（100～250V/mm）、大电流特性好（V10kA/V1mA≤1.4）但仅对窄脉宽(2≤ms)的过压和浪涌有理想的防护能力，能量密度较小，（50～300）J/cm3。

4.2 高能型压敏电阻

高能型压敏电阻，其优点是能量密度较大（300J/cm3～750J/cm3），承受长脉宽浪涌能力强，但电压梯度较低（20V/mm～500V/mm），大电流特性差（V10kA/V1mA>2.0）。

这两种配方的性能差别造成了许多应用上的“死区”，例如：在10kV电压等级的输配电系统中已经广泛采用了真空开关，由于它动作速度快、拉弧小，会在操作瞬间造成极高过压和浪涌能量，如果选用高压型压敏电阻加以保护（如氧化锌避雷器），虽然它电压梯度高、成本较低，但能量容量小，容易损坏；如果选用高能型压敏电阻，虽然它能量容量大，寿命较长，但电压梯度低，成本太高，是前者的5～13倍。

在中小功率变频电源中，过压保护的对象是功率半导体器件，它对压敏电阻的大电流特性和能量容量的要求都很严格，而且要同时做到元件的小型化。高能型压敏电阻在能量容量上可以满足要求，但大电流性能不够理想，小直径元件的残压比较高，往往达不到限压要求；高压型压敏电阻的大电流特性较好，易于小型化，但能量容量不够，达不到吸能要求。目前中小功率变频电源在国内外发展非常迅速，国内销售量已近100亿元/年，但压敏电阻在这一领域的应用几乎还是空白。

解决上述问题的有效方法是提高高压型压敏电阻的能量密度，或提高高能型压敏电阻的电压梯度和非线性系数（降低残压比），即开发高压高能型压敏电阻。

5 应用纳米材料改性压敏电阻

氧化锌压敏陶瓷属体型压敏材料，电压、电流特性对称，压敏电压和通流能力可以控制，具有很高的非线性系数，成为当今压敏材料中的一个重要分支。为了解决高压型压敏电阻与高能型压敏电阻应用上的“死区”，提出添加纳米材料进行压敏电阻改性实验研究，制得高压高能型压敏电阻，将能大幅度提高电压梯度、非线性系数和能量密度。

到目前为止，在亚微米级前驱粉体基础上进行的各种传统改性研究（粉体制备方法的改进、配方和烧结工艺调整等），均无法解决高压高能问题，实现高压高能压敏电阻是公认的难题。压敏行业的专家普遍认为：发展多学科交*研究，利用新技术、新材料对压敏电阻进行改性是解决问题的关键。在各种新技术、新材料的应用方面，纳米材料已得到广泛重视，也正在形成一种新的发展趋势。目前国内外有相当一批学者正在着手这方面的研究，初步研究结果已经显示出采用纳米材料是实现高压高能的有效途径。

在国外由前南斯拉夫塞尔维亚科学院Milosevic1994年使用高能球磨法，制成平均粒径100nm以下的复合ZnO压敏电阻粉末，经高温烧结而成的压敏电阻，非线性系数达到45，烧成密度达到理论密度的99％，而且漏电流比较小。

在国内由中国科学院新疆物理研究所康雪雅等1996年采用溶胶凝胶（sol－gel）法，制得平均粒径<30nm复 合 ZnO电阻粉体，在 850℃下烧成压敏电阻，电压梯度达到1 546V/mm，非线性系数达到60，漏电流仅