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固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种将化石或碳氢燃料转换成清洁电能的新兴技术,在移动电源、交通运输、分布电站和集中电站等领域有着广泛的应用前景。在多种不同结构设计的SOFC中,平板式SOFC由于制备成本低廉、功率密度高而更加受到青睐,是最具有商业化应用前景的SOFC类型。在阳极支撑平板式SOFC中,Ni-YSZ (Y2O3稳定的Zr02)金属陶瓷是目前最常用的阳极材料,它通常是由室温的NiO-YSZ陶瓷复合材料在还原气氛的电堆运行过程中还原而得。然而,当电堆装配时,电池的支撑体是NiO-YSZ复合陶瓷而不是Ni-YSZ金属陶瓷。与其他陶瓷材料一样,NiO-YSZ复合陶瓷有着固有的脆性,易断裂。因此,它作为阳极支撑体面临的问题是在电堆组装过程中的压力荷载易导致单电池破裂,从而导致燃料和氧化气体互串、电池失效、电堆性能衰减等的情况的发生。为了解决上述问题,本文研究选用LaNbO4作为增韧的第二相材料添加到NiO-YSZ中,用来提高在室温中电池装配时阳极支撑体的断裂韧性。因为LaNbO4是一种铁弹材料,室温中单斜相的LaNbO4存在着两个不同晶体取向的畴结构,它们是被以{204}Ⅰ/{402}Ⅱ晶面族上的晶面分界隔开的。并且其畴界具有很高的移动性,在外应力的作用下能发生畴结构的相互转换,这一机制有可能增韧陶瓷。本文为此展开了以下几个方面的研究工作：LaNbO4粉末的制备与表征；LaNbO4与NiO-YSZ化学相容性分析；LaNbO4-NiO-YSZ复合陶瓷机械性能测定；LaNbO4在复合陶瓷中的畴转增韧机理探讨；多孔LaNbO4-NiO-YSZ阳极支撑体导电、力学和热膨胀性能评估与优化。主要研究的结果和结论如下：1)采用固相合成法制备LaNbO4晶体,经过48小时球磨可得平均粒径大约是1.5μm,粒径分布均匀的LaNbO4粉体。2) LaNbO4,NiO和YSZ晶粒均匀分布在复合陶瓷中,其微观结构因LaNbO4含量的增加被细化。而且它们化学相容性好并且结构稳定,在常压下1500℃烧结6小时后没有新相生成。3) LaNbO4的加入对LaNbO4-NiO-YSZ复合陶瓷烧结性能基本无影响。尽管LaNbO4的添加会使复合陶瓷的硬度和弹性模量减小,但复合陶瓷的断裂强度大小不随LaNbO4的加入而发生太大改变,而是由其内部随机出现的缺陷尺寸所决定的。4) NiO-YSZ复合陶瓷加入LaNbO4后,其断裂韧性随着LaNbO4含量的增加而增加。对于LaNbO4含量为30wt%的复合陶瓷,其断裂韧性KIC为3.1MPam1/2,较NiO-YSZ提高了42%。增韧效应主要来自于微观结构中晶粒的细化作用、断裂模式改变导致裂纹偏转以及单斜相LaNbO4畴结构转换。5)首次采用透射电镜原位拉伸的方式,观察到LaNbO4-NiO-YSZ复合陶瓷中LaNbO4内部畴结构的形貌在受力前后有着明显的变化；其畴转换的驱动力来源于两种不同取向的畴域之间的吉布斯自由能差。LaNbO4的畴转换增韧机理是通过畴结构的转换松弛积聚在裂纹尖端的应力,阻碍了裂纹的扩展,从而提高了复合陶瓷的断裂韧性。6)多孔阳极支撑体LaNbO4-NiO-YSZ (LNY)比较传统的NiO-YSZ阳极支撑体,有着较好的在电堆装配时的力学性能,以及兼容的热膨胀系数和适宜的高电导率。其还原前后热膨胀系数随着LaNbO4的添加而降低,其值更为接近传统YSZ电解质；LaNbO4-Ni-YSZ的电导率取决于Ni的含量并表现出金属导电行为；将LaNbO4-NiO-YSZ用作阳极支撑体使用时,优化其中NiO, YSZ和LaNbO4含量比例,在温度低于900℃时,导电率大于456.17Scm-1。