本工作采用溶胶-凝胶法分别制备了Sn²⁺掺杂TiO₂、La³⁺掺杂TiO₂-20wt%SnO₂和Ce³⁺掺杂TiO₂-20wt%SnO₂的氧化钛复合凝胶及薄膜,利用X射线衍射仪、差热-热重分析仪等测试手段,对TiO₂复合凝胶的相变过程进行研究,同时对金红石的相对含量和晶粒度进行分析,并对TiO₂复合薄膜进行了湿敏特性测试,进一步探讨了离子掺杂的作用机理。研究结果表明,未掺杂的TiO₂凝胶,非晶态在400℃左右开始向锐钛矿转变,锐钛矿在500℃左右开始向金红石转变。Sn²⁺掺杂TiO₂凝胶、La³⁺掺杂TiO₂-20wt%SnO₂凝胶,随着掺杂离子的增加,凝胶向锐钛矿的转变温度、锐钛矿向金红石的转变温度以及SnO₂的结晶温度均呈现先降低后增加再降低的变化趋势。Ce³⁺掺杂TiO₂-20wt%SnO₂凝胶,随着掺杂离子增加,凝胶向锐钛矿的转变温度却呈现先增加后降低再增加的变化趋势,而锐钛矿向金红石的转变温度呈现一直增加的趋势。Sn²⁺、La³⁺、Ce³⁺掺杂抑制了锐钛矿和金红石的生长,且随掺杂量的增加,晶粒度均逐渐减小。离子掺杂对凝胶向锐钛矿的转变和锐钛矿向金红石的转变具有非常的复杂的作用。400℃烧结时,Sn²⁺、La³⁺和Ce³⁺掺杂抑制了凝胶向锐钛矿的转变;500℃烧结时,Sn²⁺掺杂促进锐钛矿向金红石的转变,La³⁺掺杂对锐钛矿向金红石的转变先抑制再促进后抑制的作用,Ce³⁺的掺杂对锐钛矿向金红石的转变起到先促进后抑制的作用;600℃烧结时,Sn²⁺的掺杂对锐钛矿向金红石的转变起到先抑制后促进的作用,La³⁺、Ce³⁺掺杂抑制了锐钛矿向金红石的转变。同时La³⁺、Ce³⁺的掺杂促进了SnO₂晶体的形成。Sn²⁺、La³⁺、Ce³⁺的掺杂不同程度地降低了TiO₂复合薄膜的电阻,改善了电阻-湿度关系的线性度,这种效果与Sn²⁺、La³⁺、Ce³⁺掺杂降低锐钛矿和金红石的晶粒度,在锐钛矿和金红石中引入晶体缺陷以及在薄膜中引入大量相界有关。