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固体电解质是固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)的重要组成部分之一，其在很大程度上决定SOFC的操作温度。CeO2基电解质作为中温固体氧化物燃料电池最有希望的电解质材料之一，其具有较高的离子电导率和较低的电导激活能。但CeO2基电解质主要缺点是在1500℃下很难致密化，同时高温烧结又大大增加CeO2基电解质的制造成本。过渡金属氧化物作为烧结助剂可以降低材料的烧结温度，改善CeO2基电解质的导电性能。而多晶CeO2基电解质材料的晶界处会聚集很多杂质Si相，将会对电导性产生不利的影响。添加晶界改善剂能明显提高CeO2基电解质材料的导电性。同时，碱土金属与稀土金属共掺的CeO2基电解质中氧空位的浓度增加，进而可以导电的氧离子数目增加，样品的导电性增加。本文以MgO和Nd2O3共掺杂CeO2(NMDC)为研究体系，确定出碱土金属的最佳掺杂比例;同时，对添加过渡金属氧化物改善非纯NMDC-SiO2体系的电导性也有一定的研究。本论文的主要研究内容如下: 采用溶胶-凝胶法制备Ce0.8Nd0.2-xAexO2-δ（x，摩尔分数）高纯和非纯Ce0.8Nd0.2-xAexO2-δ0.1％(w)SiO2+ xMOs(w，质量分数)。X-射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)测试其结构，交流阻抗谱测试导电性能。结果表明: (1) Ce0.8Nd0.2-xMgxO2-δ(x=0，0.05，0.10，0.15，0.20)系列样品均呈现立方萤石结构，当x≤0.10时不存在杂质相，当x＞0.10时出现杂质相。FE-SEM测试表明少量MgO的添加可降低样品的孔隙率，有效的提高样品的致密度;而MgO含量较多时，孔隙率增大，不利于致密性的提高，因而不利于导电性的提高。样品Ce0.8Nd0.1Mg0.1O2-δ具有最小的晶界电阻和总电阻、相对较小的总电导的活化能，因而其具有最大的总电导率。Ce0.8Nd0.2-xMgxO2-δ样品中Mg的最佳掺杂量为x=0.10，即Nd和Mg的最佳比例为1∶1。 (2) Ce0.8Nd0.1Ae0.1O2-δ(Ae=Mg、Ca、Sr)样品都呈立方萤石结构，没有其他杂质相存在。FE-SEM测试表明，CaO的添加导致样品孔隙度升高，致密度降低，因而电导率降低;SrO的添加促进晶粒生长，有助于样品的烧结，但样品晶粒尺寸分布不均匀。样品Ce0.8Nd0.1Mg0.1O2-δ具有最小的晶界电阻、总电阻和相对较小的总电导活化能，因而其具有较大的总电导率。 (3)非纯Ce0.8Nd0.1Mg0.1O2-δ-Si+xMO体系的样品都是立方萤石结构。FE-SEM测试表明ZnO或Fe2O3均能促进晶粒的增长，使样品更加致密，进而降低烧结温度。样品Ce0.8Nd0.1Mg0.1O2-δ-Si具有最小的晶界电导和总电导，添加的ZnO或Fe2O3对于晶界处的杂质硅起到有效的清除或抑制作用，能有效改善其晶界电导率，进而提高总电导率。