本文以颗粒状纳米ZnO为气敏基体材料,研究不同的掺杂种类(V2O5和WO3)、掺杂含量(1 wt%,5 wt%,10 wt%,30 wt%)和烧结温度(450℃,650℃,850℃)等掺杂工艺对ZnO基复合陶瓷材料的形成及其性能的影响,尤其是大量掺杂所制备的多元复相气敏陶瓷的掺杂效应;结合材料的微观分析(XRD和FESEM)以及相关理论,阐明了试验中的电阻和气敏现象;探讨了纳米ZnO基厚膜敏感元件对于聚氯乙烯(PVC)热作用所散发气味的检测实用性,并通过多次重复试验评价其气敏检测性能。试验采用高表面活性的纳米ZnO使得ZnO—V2O5二元相图中的液相线转变温度降低,有液相参与的固相烧结导致烧结后的物相种类复杂;以Zn3(VO4)2为代表的ZnxVyOz系列物相增大了材料的空气电阻,不利于气敏性能的改善。1 wt%的微量掺杂和450℃的低温烧结工艺,保证了Zn-V-O复合陶瓷较好的气敏特性。对于纳米Zn-W-O体系材料而言,与纯纳米ZnO相比,30 wt%的重量掺杂和450℃的低温烧结工艺可使材料对乙醇和苯的灵敏度分别提高6倍和4倍。复合陶瓷中的辅相发挥了积极作用,其中WO3升华-冷凝而形成桥接的物理作用以及ZnO与WO3酸碱中心相互的催化作用是获得优异敏感性能的主要原因。另外,极性材料WO3随掺杂工艺的改变而发生多相转变,这种多相共存引起Zn-W-O复合陶瓷的电学不稳定性,从而影响材料的气敏性能。聚氯乙烯(PVC)的热伴生气味检测试验开拓了气敏复合陶瓷的应用范围,Zn-W-O气敏元件的测试效果表明,低掺杂含量、高温烧结的厚膜气敏元件相对来说具有较好的一致性。对30次重复试验进行数据分析,引入标准偏差和相对误差值来评价元件的气敏检测性能。