K₂NiF₄型类钙钛矿结构材料具有特殊的层状结构、较高的氧化还原能力,且具有混合电导的催化性能。在新能源材料的研发等方面,其引起了人们的高度关注。它作为中温固体氧化物燃料电池（IT?SOFCs）中非常有潜力的一类阴极材料。采用Na,Ca,Co分别对Nd₂FeO_4+δ复合氧化物进行掺杂改性,成功制备了Nd₂FeO_4+δ系列样品,并对样品进行多种表征测试和电化学性能评价。采用柠檬酸-硝酸盐法制备了Nd₂FeO_4+δ系列材料。结果表明,选取合理的焙烧温度对Nd₂FeO_4+δ系列材料尤为关键。XRD测试的结果表明:Nd₂FeO_4+δ材料形成K₂NiF₄结构类钙钛矿单一物相的合适焙烧温度应选择1000℃。SEM分析结果表明:样品颗粒之间的堆积比较松散,存在大量空隙结构。电化学性能测试结果表明,与IT-SOFC类Sm_0.2Ce_0.8O_1.9（SDC）电解质的共烧结温度为900℃。采用Na⁺对Nd₂FeO_4+δ进行了A位掺杂改性。XRD测试结果表明,在Nd_2-xNa_xFeO_4+δ（x=0.3-1）系列材料中,1000℃下焙烧5h后,除x=1比例外,其它掺杂比例均形成了K₂NiF₄结构类钙钛矿单一物相。在[FeO₆]八面体晶体结构中,Na的掺杂使得Fe-O₁键和Fe-O₂的键长变短,Fe-O₂键和Fe-O₁键长之比较低。结果表明[FeO₆]结构的对称性变强,在岩盐层中,Na的掺杂使得Nd/Na-O₂×（1）键长变长,表明岩盐层之间的间距变宽。从热膨胀系数（TEC）看:NNaF1406比例的平均TEC与SDC、CGO等IT-SOFC匹配较好。并且1050℃焙烧24 h结果表明:Nd_1.2Na_0.8FeO_4+δ?SDC高温兼容性好,无不良化学反应。随掺杂Na比例的增加,当掺杂比例为x=0.6时,在750℃测试温度下,与未掺杂的Nd₂FeO_4+δ样品的极化电阻（1.1072Ω?cm²）比较,Nd_1.4Na_0.6FeO_4+δ的极化电阻（0.477Ω?cm²）降低了56.9%。当掺杂比例进一步加大（x>0.6）,极化电阻有变大的趋势。其中,在指定的电流密度(20 mA?cm^-2)作用下,Nd_1.4Na_0.6FeO₄材料的阴极过电位最小（0.021 V）。采用Ca²⁺对Nd₂FeO_4+δ进行了A位掺杂改性。XRD测试结果表明:在Nd_2-xCa_xFeO_4+δ（x=0.3-1）系列材料中,相同温度条件（1000℃）下焙烧5h后,均为K₂NiF₄型类钙钛矿结构的单一物相。在[FeO₆]八面体晶体结构中,Ca的掺杂使得Fe-O₁键和Fe-O₂的键长变短,Fe-O₂键和Fe-O₁键长之比较低。结果表明[FeO₆]结构的对称性变强,在岩盐层中,Ca的掺杂使得Nd/Ca-O₂×（1）键长变长,结果表明:岩盐层之间的间距变宽,此外Ca²⁺的掺杂使得Nd₂FeO_4+δ的非化学计量氧降低,且粉体中Fe³⁺的含量增加。并且1050℃焙烧24 h结果表明NdCaFeO₄?SDC高温兼容性好,无不良化学反应。对该系列材料进行非化学计量氧含量（δ）测试,结果表明:随掺杂Ca元素比例的增加,当到达x=1比例时,类型由间隙氧向空位氧发生了转变。电化学性能方面,随Ca增加,当x=0.8时,在750℃测试条件下,与未掺杂的Nd₂FeO_4+δ样品的极化电阻（1.1072Ω?cm²）比较,Nd_1.2Ca_0.8FeO_4+δ极化电阻（0.4506Ω?cm²）降低了59.3%。随Ca²⁺掺杂比例（x>0.8）增大,Nd_2-xCa_xFeO_4+δ系列样品的极化电阻逐渐变大。在同等的条件(20 mA?cm^-2)下,该材料的阴极过电位最小（0.026 V）。采用B位Co²⁺对Nd₂FeO_4+δ系列材料进行了掺杂改性,结果表明:在Nd₂Fe_1-yCo_yO_4+δ（x=0.05-0..3）系列材料中,相同温度条件（1000℃）下焙烧5h后焙烧5h后,均形成了K₂NiF₄结构的单一物相。NFC7525样品的平均TEC与SDC、CGO等IT-SOFC匹配较好。且1050℃焙烧24 h,结果表明:结果表明,Nd₂Fe_0.7Co_0.3O₄?SDC高温兼容性好,无不良化学反应。在Nd₂Fe_1-yCo_yO_4+δ（y=0.05-0.3）,随着掺杂比例的加大,对该系列材料进行非化学计量氧含量（δ）测试,结果表明:随Co²⁺增加,δ值一直减少且所有数值均为正值,说明所有Co²⁺掺杂样品均为间隙氧类型材料。电化学性能方面,当x=0.25时,在750℃测试条件下,与未掺杂的Nd₂FeO_4+δ样品的极化电阻（1.1072Ω?cm²）比较Nd₂Fe_0.75Co_0.25O_4+δ极化电阻（0.1808Ω?cm²）降低了83.670%。随Co²⁺（x>0.25）增大,Nd₂Fe_1-yCo_yO_4+δ系列样品的极化电阻却逐渐增大。在相同条件(20 mA?cm^-2)下,该材料的阴极过电位最小（0.016 V）。本文通过不同的元素对Nd₂FeO_4+δ系列材料进行了掺杂改性,从而,获得综合性能良好的掺杂材料。为IT?SOFCs发展,提供了可供备选的阴极材料。