本论文介绍了一种管式NASICON固体电解质CO2气体传感器。该传感器是将NASICON材料均匀涂敷在空心Al2O3陶瓷管上并在高温下烧结形成一定厚度的基体层，在基体层表面两端，分别作出敏感电极和接触电极，并在敏感电极一侧采用熔融淬冷的方法制备出辅助电极，辅助电极材料为BaCO3-Li2CO3(1mol:1mol)。为了给元件提供热量，约30Ω的加热线圈穿过管内作为加热器。实验中，以ZrOCl2·8H2O、NaNO3、Si(OC2H5)4、(NH4)2HPO4、C2H5OH和NH3·H2O为主要原材料，HNO3作为回溶剂，采用溶胶凝胶法制备了NASICON材料。利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、拉曼光谱（RAMAN）、电子衍射能谱（XPS）、电阻率测量等方法，对材料进行了比较全面的表征。从不同烧结温度下材料的XRD图谱中可以看出，900℃烧结的样品已具备单斜结构，且晶体趋向完整。IR谱图显示材料具有简单的红外吸收，而不象其他多聚磷酸盐一样复杂，这说明该材料具有比较纯的物相结构。从XPS分析可知，各元素以一种价态形式存在，计算出材料的分子式Na3.2Zr2.3Si1.8PO12与我们想达到的分子式Na3Zr2Si2PO12非常接近。电阻率分析表明，当温度在250 ℃以下时，Na+离子的迁移速率慢，材料的电阻率非常高，当温度升高到300℃左右时，Na+离子迁移速率明显加快，具有较高的离子传导效率，材料的电阻率迅速下降。我们介绍了NASICON固体电解质CO2传感器的多种结构，尤其是改进后的片式结构。在片式结构和旁热式烧结型气敏元件结构的基础上，设计出内加热型的管式CO2气敏元件，并以图片的形式对管式元件的制作工艺和流程进行了描述。 在实验中，我们以元件的输出电动势EMF值作为考察其性能的参数。首先测试了管式元件的各项基本特性，包括输出电动势EMF值随加热电流（即温度）的变化关系以及元件对CO2气体的敏感特性、响应恢复特性、耐水性、抗干扰性以及30天内的稳定性。研究表明，元件的EMF的绝对值随加热电流的增大而上升，具体表现为与加热电流I2呈良好的线性关<WP=63>系。在CO2气体体积浓度为（200-2000）×10-6范围内，EMF值与浓度的log值呈现良好的线性关系，这与能斯特方程相符。同时随着加热电流的增大，元件的灵敏度增高，在电流为180mA时，元件的灵敏度为55mV/decade。我们选择180mA作为管式元件的工作电流来考察其他特性。元件的响应恢复特性随CO2浓度的高低有所变化，浓度越高，响应和恢复越快，其中由空气到1000×10-6CO2中的响应和恢复时间（65%计）分别为9.6秒和55秒。湿度对管式元件的影响，表现为EMF值的漂移，但干湿两种情况下元件的灵敏度基本不变。我们选择了五种气体考察管式元件的抗干扰特性，在体积浓度由200×10-6至4000×10-6范围内，上述五种气体对裸元件都有不同程度的干扰，其中以CH4、H2S和C2H5OH的干扰较强。在30天内，对元件的特性进行跟踪测量，发现EMF值不断变化，尤以开始阶段变化较大。CO2浓度为1000×10-6时的EMF最大变化值为8.8mV，小于10%，同时500×10-6与1000×10-6浓度下的EMF差值的变化较小，为3.8mV管式元件和片式元件不同的加热方式，使其热场分布不同。管式元件热场分布比较均匀而片式元件热场分布起伏较大，同时管式元件在灵敏度、耐水性和稳定性方面，也都显示出一定优越性。NASICON基体层厚度、基体层烧结温度和烧结时间对管式元件的性能均有影响。不同厚度的元件，灵敏度有一定的差别，这可能是温度带来的影响。1000℃烧结的元件，其灵敏度和耐水性较好，过高的烧结温度会降低器件的灵敏度。在实验中发现，6小时烧结的元件，其特性较好，超过10小时烧结，元件对CO2气体的敏感特性较差。最后，为了提高元件的耐水性，我们尝试了使用气态硅胶进行电极表面修饰的方法。在湿度环境下工作，接触电极表面会有Na3PO4析出，使用气态硅胶修饰过的元件，不仅灵敏度有所提高，而且耐水性有明显的改善。