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一种GDC固体电解质块体的制备方法、GDC固体电解质块体及低温工作型GDC基氧气传感器，本发明公开了一种具有取向纳米纤维堆积结构的GDC固体电解质块体的制备方法，包括以下步骤：（1）配制含铈源和钆源的均相纺丝液；（2）采用静电纺丝工艺得到前驱体纳米纤维膜；（3）将前驱体纳米纤维膜经预烧结与烧结得到GDC纳米纤维薄片；（4）将GDC纳米纤维薄片裁剪后以纤维取向交叉的方式层叠压制成型并烧结，得到具有取向纳米纤维堆积结构的GDC固体电解质块体。本发明还公开了一种具有取向纳米纤维堆积结构的GDC固体电解质块体。本发明还公开了具有该GDC固体电解质块体的电位型氧气传感器。本发明具有基于该GDC固体电解质块体构建的电位型氧气传感器，在400℃工作温度下能稳定输出符合能斯特方程的电势信号的优点。