本文以激光-感应复合加热法制备的纳米 ZnO 粉末为基础,通过采用降低烧结温度、使用新的烧结热源(激光烧结)研究不同的工艺参数对元件气敏性能的影响,以及使用以不同掺杂 ZnO 为元件组成的传感器阵列对 VOCs 气体进行分类识别。 通过激光-感应复合加热法制备的纳米 ZnO 颗粒。颗粒形貌具有针状特征。对比针状 ZnO,具有多种形态的 ZnO 以及市售颗粒 ZnO 的气敏特性,发现针状ZnO 表现出最好的气敏特性,其次是多种形态的纳米 ZnO,市售的 ZnO 敏感度最低。敏感性能与原始粉末的形态、大小、团聚程度以及烧结而成的厚膜的显微结构密切相关。 对纳米 ZnO 粉末进行了低温烧结和采用激光作为烧结热源进行了烧结。在200℃-550℃低温烧结范围内,随烧结温度提高,纳米 ZnO 晶粒尺寸增大,敏感度下降,300℃时有最高的敏感度。其电阻随烧结温度升高而增大。以激光为热源烧结纯 ZnO 厚膜中。当激光功率为 60W 和 70W 时,随扫描时间延长晶粒长大,厚膜致密化,其敏感度逐步下降.相同扫描时间下,70W 激光烧结厚膜的敏感度显著高于 60W 激光。 使用 ZnO 气敏元件组成传感器阵列,对乙醇、丙酮、苯进行分类识别,能够较好的区分。 本文第一部分综合介绍了纳米 ZnO 气敏材料在气体传感器中的应用,并阐述了本课题研究的目的及意义。第二部分介绍了纳米 ZnO 气敏材料的制备及其气敏特性。第三部分是本文的核心,着重介绍了采用低温烧结和利用激光作为烧结热源制备纳米 ZnO 气敏元件及其气敏性能。第四部分利用所制备的 ZnO 气敏元件组成阵列对 VOCs 气体进行分类识别。