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固体氧化物燃料电池(SOFC)是直接将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置,能量转化效率极高,具有十分广泛的应用。但是SOFC的工作温度较高,对材料的在高温下的各项稳定性要求较高,极大地限制了它的应用,因此寻找在中低温条件下具有较高离子导电率的新型电解质材料,成为SOFC领域的研究重点之一。近期研究发现,钛酸钠铋(Na0.5Bi0.5TiO3,NBT)系列材料在中低温条件下,具有较高的离子电导率是一种非常具有潜力的电解质材料,但是与其相关的研究仍有待深入。本论文主要研究和优化了 NBT系列电解质材料的溶胶-凝胶制备方法,利用优化后的方法制备了 A位Bi缺失、B位Mg掺杂的NBT系列材料,并与固相法进行对比。主要利用X射线衍射分析、扫描电子显微镜、交流阻抗谱以及差热和热重等表征技术,对材料的物相结构、微观形貌、导电性等相关性能进行表征。采用溶胶—凝胶法NBT粉体材料,并着重研究了溶胶-凝胶法中pH和干燥方法对制得的材料的影响,经过不断优化后发现,采用柠檬酸-硝酸法能够在5.5～9.5的pH范围,利用微波辅助干燥,650℃煅烧后可得到纯净钙钛矿结构的NBT,制备过程更加简单可控。与固相法对比,柠檬酸—硝酸法制备NBT材料时,由于所有的原料均以离子的形式处于液态环境中,能够实现原子、分子级别的混合,提高了原料的均匀性,同时该方法也降低了煅烧温度,减少了 Bi的烧损。两方面共同作用使得材料的化学计量比更为准确,是更为理想的制备NBT材料的方法。以优化后的方法制备的A位Bi缺失的Na0.5Bi0.5-xTiO3-δ(0.01≤x≤0.1)材料,在研究范围内,Bi缺失并未对材料的主体的钙钛矿结构造成影响。随着Bi缺失量的增加,烧结后样品的总电导率也随之增大:600℃时,Na0.5Bi0.4TiO3-δ的总电导率为4.3×10-3 S/cm,约为正化学计量比的NBT(2.58×10-4S/cm)的15倍,表明Bi缺失能够大幅度提高材料的总电导率。另外还发现煅烧温度的提高也能引起材料总电导率的增大:以Na0.5Bi0.49Ti03-δ为例,其在600℃的总电导率由1.79×10-3S/cm(粉末煅烧温度为650℃)升至2.15× 10-3 S/cm(粉末锻烧温度为850℃),提高了 20%。B位Mg掺杂的Na0.5Bi0.49Ti1yMgyO3-δ(0.02≤y≤0.08),在本论文研究的Mg掺杂范围内,掺杂后的材料依然保持纯净的钙钛矿结构。Mg掺杂后材料的电导率增大:600℃条件下,Na0.5Bi0.49Ti0.92Mg0.08O3-δ的电导率为3.22X 10-3S/cm,约为 Na0.5Bi0.5Ti03 的 12 倍,接近未掺杂的 Na0.5Bi0.49TiO3-δ的 2倍。