中国的西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室近日揭示了一种新型氧化锌压敏电阻在高温下的怪异变化，给长期困扰工程师的判断难题带来了希望。电力系统避雷器的核心材料氧化锌压敏电阻，平时如同不导电的绝缘体，遇到雷击等过电压时却能瞬间导通并把冲击能量泄放掉，保护电网设备。尽管它决定了整个电力系统的绝缘水平，但长期在线运行后，其性能会慢慢下降，漏电增加甚至可能失效。过去大家知道它越老功耗越高，但这次研究发现新一代稳定型器件老化初期功耗居然会持续下降。这让工程师们感到困惑，用什么指标来判断它的健康状态呢？为了弄清这背后的微观机制，西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室进行了深入研究。他们在不同温度下对稳定型氧化锌压敏电阻进行加速老化实验，观察其行为变化。当温度升到120℃时，它的功耗如预期般持续下降。但温度升到150℃时，功耗开始先降后升，呈现出介稳态。一旦到了180℃，功耗直接飙升变成彻底不稳定型。这说明原本稳定的微观结构在高温下暴露原形。这种材料的电气性能主要取决于微小晶粒之间的晶界。研究团队通过理化测试发现老化后晶格间距变大、原子结合能下降，“锌填隙”被还原导致不稳定的界面态与锌填隙发生中和反应。这解释了高温下反常老化现象，并为调控材料稳定性提供了理论支撑。这项工作成果发表在2025年第9期《电工技术学报》上。