随着全球气候变化和环境污染加剧,船舶航运业急需开发一种低碳、低污染的能源动力方案。固体氧化物燃料电池（Solid oxide fuel cell,SOFC）由于其绿色环保及高效率等特征,成为最佳候选者之一。多孔电极作为SOFC的重要组成部分,烧结过程对其微结构及力学等性能起到决定性作用。但现有烧结过程的实验研究难以动态表征烧结体微结构的演化机制。为了理解电极材料粉末的烧结机制和烧结过程特性,本文开展了适用于SOFC阳极钛基钙钛矿材料（La0.3Sr0.7TiO3,LST）以及复合Ce0.8Gd0.203-δ（GDC）材料的烧结过程和特性演化的模拟工作。本文采用分子动力学（Molecular dynamics,MD）方法对LST纳米颗粒的烧结演化过程进行建模和计算模拟,首先探索了尺寸为3.5 nm的两个LST颗粒之间的烧结过程,重点研究了烧结过程中LST纳米颗粒内部原子的迁移规律以及烧结温度、颗粒尺寸等因素对烧结演化的影响。研究发现表面元素扩散是LST纳米颗粒的主要烧结机制,LST纳米颗粒初期的接近过程不受烧结温度的影响,主要由库伦力驱动;烧结温度越高,最终的烧结度越大;粒径增大会导致纳米颗粒表面能的减弱,从而减缓烧结过程,但不会改变颗粒之间最终烧结程度,即内部烧结机理没有改变。而后,对LST-GDC复合阳极烧结的多孔结构进行了重构模拟。针对1400℃的实验烧结过程进行了较大规模的分子动力学建模,模拟了 LST与GDC多纳米颗粒之间的烧结过程及最终形成的稳定多孔结构。模拟结果表明,LST纳米颗粒中的原子扩散比GDC纳米颗粒中的原子扩散强,烧结的初始阶段是三相界面区域（Tripe-Phase Boundary,TPB）形成的重要阶段;较高的烧结温度有利于增加催化剂颗粒的三相界面长度,但不利于增加催化剂颗粒的有效表面积;相比之下,LST纳米颗粒比GDC可提供更大的比表面积。此外,计算了烧结微结构的热膨胀系数、体积热容和导热系数等重要的热物性参数。为获取材料真实的微结构和热物性参数用于验证分子动力学模型的准确性,本文采用溶胶-凝胶法和固态烧结方法分步合成了 LST及LST-GDC复合粉末,利用 X 射线衍射（X-Ray diffraction,XRD）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscope,SEM）等手段表征了 LST-GDC粉末的微结构并对该样品进行了导热系数、体积热容和热膨胀系数性能测试。通过将三种热物性参数的模拟结果与实验数据进行对比发现,两者具有较高的吻合度。在此基础上进一步预测了热物性参数在不同烧结温度及电池升温过程中的变化规律。本论文开发的方法和取得的结果可以为电极材料的开发、高催化活性电极制备和良好热物性参数性能匹配的微结构表征提供理论指导。