本文采用高温固相反应法成功制备了(Sm_1–xY_x)₂Zr₂O₇、(Sm_1–xDy_x)₂Zr₂O₇、(Gd_1–xEu_x)₂Zr₂O₇、Gd₂(Zr_1–xNb_x)₂O7+x、(Sm_1–xCa_x)₂Zr₂O₇–x与Sm₂（Zr1–xTix）₂O₇掺杂稀土锆酸盐陶瓷。采用X射线衍射、激光拉曼光谱、扫描电镜和高分辨透射电镜等手段表征了掺杂稀土锆酸盐的组织结构与有序无序转变;采用交流阻抗谱测试了掺杂稀土锆酸盐的电导率,通过氧浓差电池或者对比不同氧分压条件下的电导率阐明了其导电机理;最后研究了掺杂稀土锆酸盐与电极（阴极与阳极）材料之间的化学相容性。未掺杂稀土锆酸盐陶瓷A2Zr₂O₇的有序度随稀土阳离子半径的减小逐渐降低。Sm₂Zr₂O₇和Eu₂Zr₂O₇陶瓷为有序的烧绿石相,而Gd₂Zr₂O₇和Dy2Zr₂O₇陶瓷为无序的缺陷型萤石相。当阳离子半径比值r(A³⁺)/r(Zr⁴⁺)小于1.46、且与48f位置氧运动有关的拉曼特征峰的峰形明显宽化时,未掺杂稀土锆酸盐表现为无序的缺陷型萤石相。与其它几种未掺杂稀土锆酸盐的电导率相比,有序度相对较低的烧绿石相Eu₂Zr₂O₇陶瓷具有最大的晶粒电导率（1.03×10–2S·cm–1, 1173K）。随着Y³⁺、Dy³⁺和Eu³⁺掺杂离子含量的增加,(Sm_1–xY_x)₂Zr₂O₇、（Sm1–xDyx）₂Zr₂O₇和(Gd_1–xEu_x)₂Zr₂O₇掺杂稀土锆酸盐固溶体会发生结构的有序无序转变。这些固溶体的晶体结构由A2Zr₂O₇中的阳离子半径比值r(A³⁺)/r(Zr⁴⁺)决定,其有序度随A³⁺与Zr⁴⁺离子半径差异的减小而降低。当阳离子半径比值大于1.46、且与48f位置氧运动有关的拉曼特征峰的峰形尖锐时,掺杂稀土锆酸盐表现为有序的烧绿石相;当阳离子半径比值小于1.46、且与48f位置氧运动有关的拉曼特征峰的峰形明显宽化时,不同离子半径阳离子掺杂的稀土锆酸盐转变为无序的缺陷型萤石结构;HRTEM与Raman光谱结果表明在有序的烧绿石相固溶体中存在短程无序化现象,而在位于相边界处的缺陷型萤石相中存在短程有序化现象。由于Ca²⁺与Ti⁴⁺在烧绿石相Sm₂Zr₂O₇中的固溶度很低,随不同价态离子掺杂量的增加,在烧绿石相晶界处会逐渐析出第二相。当(Sm_1–xCa_x)₂Zr₂O₇–x中Ca²⁺含量超过0.025时,在烧绿石相固溶体晶界处生成钙钛矿型第二相CaZrO₃。而当Sm₂（Zr1–xTix）₂O7中Ti⁴⁺含量大于0.3时,在烧绿石相固溶体晶界处析出正交型第二相Sm₂TiO₅。对缺陷型萤石相Gd₂Zr₂O₇而言,少量Nb⁵⁺掺杂使固溶体结构从缺陷型萤石相转变为烧绿石相,但没有发现第二相析出。(Sm_1–xY_x)₂Zr₂O₇、(Sm_1–xDy_x)₂Zr₂O₇和(Gd_1–xEu_x)₂Zr₂O₇掺杂稀土锆酸盐固溶体的晶粒电导率与单胞自由体积和结构的有序化程度有关。当位于无序的缺陷萤石相界内,晶粒电导率随单胞自由体积的增加而增大;当位于相边界处有序度较低的烧绿石相界内时,晶粒电导率随单胞自由体积与结构的有序化程度同时增加而增大;而当位于有序度相对较高的烧绿石相界内时,晶粒电导率受结构的有序化程度控制,随结构的有序化程度增加而降低。因此,在位于烧绿石相与缺陷型萤石相的边界附近有序度较低的烧绿石相的晶粒电导率最大。（Sm0.7Dy0.3）₂Zr₂O₇固溶体在1173K时最大的晶粒电导率为1.10×10–2S·cm–1。(Sm_1–xCa_x)₂Zr₂O₇–x和Sm₂（Zr1–xTix）₂O7体系的晶粒电导率随着掺杂组元含量的增加而降低,主要是由于在烧绿石相晶界处生成了电导率更低的惰性第二相CaZrO₃和Sm₂TiO₅。对于Gd₂(Zr_1–xNb_x)₂O7+x体系,Gd₂（Zr0.9Nb0.1）₂O7.1固溶体的晶粒电导率与纯Gd₂Zr₂O₇相比略有升高,主要是由于结构从缺陷型萤石相转变为烧绿石相,然而当Nb⁵⁺含量继续增加时,结构有序化程度的增加和可移动氧空位数量的减少造成了晶粒电导率逐渐下降。(Sm_1–xY_x)₂Zr₂O₇与(Sm_1–xDy_x)₂Zr₂O₇固溶体在氢气与空气气氛下的晶粒电导率相差不大,为氧离子导体;（Gd0.4Eu0.6）₂Zr₂O₇固溶体在氧分压1.0×10?4–1.0atm范围之间的晶粒电导率几乎与氧分压无关,为氧离子导体,氧离子迁移数接近99%;Gd₂(Zr_0.9Nb_0.1)₂O7.1固溶体在湿氢气气氛下的电导率比空气气氛下的高,不是纯氧离子导体,但没有引入电子电导,在湿氢气气氛下引入了质子传导。在323–1473K温度区间时,掺杂稀土锆酸盐固溶体（Sm0.9Y0.1）₂Zr₂O₇与(Gd_0.4Eu_0.6)₂Zr₂O₇的平均热膨胀系数分别为10.85×10–6K–1与10.62×10–6K–1。在1673–1873K之间,这些掺杂稀土锆酸盐与阳极材料NiO之间不发生化学反应;在1173–1473K温度区间时,它们与阴极材料La0.7Sr0.3MnO₃之间也没有发生化学反应。(Sm_0.9Y₎（0.1）)₂Zr₂O₇和（Gd0.4Eu0.6）₂Zr₂O₇与阴极材料La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3–δ在温度为1073K时不发生化学反应,但在温度高于1173K时会发生化学反应生成SrZrO3相。