本文通过采用第一性原理结合热力学的计算方法,对金红石相和萤石相(Ru_1-x,Ce_x)O₂固溶体的结构以及相分离的本质进行了分析和讨论。采用基于DFT的计算方法,对金红石和萤石(Ru_1-x,Ce_x)O₂进行结构优化,获得了其结构参数和基态总能以及体系的形成能。在结构优化的基础上进行了电子结构分析。进而运用热力学理论模型,研究了金红石和萤石(Ru_1-x,Ce_x)O₂的热力学稳定性,得出了(Ru_1-x,Ce_x)O₂体系的溶解度间隙曲线以及RuO₂-CeO₂二元相图。本文采用溶胶凝胶法制备了Ru_0.6Ce_0.4O₂样品,并对样品进行XRD和原位TEM表征。结论如下:1.计算得到的金红石和萤石RuO₂（CeO₂）的点阵参数值与其他文献的计算值以及标准卡片值对比,相对误差很小。能带分析表明金红石RuO₂具有金属特性,萤石RuO₂为间接带隙半导体,带隙为0.88eV。金红石CeO₂为直接带隙半导体,其带隙为2.129 eV。萤石CeO₂是间接带隙半导体,带隙为2.62 eV。2.对金红石和萤石(Ru_1-x,Ce_x)O₂,体系的点阵常数a,b,c 随成分x单调递增。随Ce代位Ru的含量x的增加,金红石相和萤石相的单胞体积V0随之增大,略微偏离Vegard关系,且金红石相偏离较大。金红石和萤石(Ru_1-x,Ce_x)O₂的系统总能都是随着掺杂量增加而下降,但明显高于RuO₂和CeO₂机械混合物的总能,表明存在spinodal分解的可能性。4.对金红石或萤石(Ru_1-x,Ce_x)O₂,Ω与温度无关时所获得的BN和SN曲线的临界温度过高。而在Ω采用线性相关、指数相关以及线性与指数平均的方法修正时,体系的Spinodal和Binodal曲线较合理。5.三种方法修正得到(Ru_1-x,Ce_x)O₂固溶体的平衡分解曲线表明,在同一温度下,CeO₂在RuO₂中的溶解能力大于RuO₂在CeO₂中的溶解能力。6.相图表明,在1173 K的温度以下,Ru_1-xCe_xO₂固溶体为亚稳态,容易发生准调幅分解。本文对此进行了实验验证。7.用相同研究方法对IrO₂-CeO₂体系的计算表明IrO₂-CeO₂体系的固溶度很低,与实验相符。表明本文的研究方法对其他体系也有一定的适用性。对比得到,IrO₂在CeO₂中的固溶度小于CeO₂在IrO₂中的固溶度,CeO₂在RuO₂中的固溶度比在IrO₂的固溶度低,RuO₂在CeO₂的固溶度比IrO₂在CeO₂中的固溶度低。