鈣鈦礦結構類型的功能材料的結構單元和結構演變

薄樹峰 孔晟宇 王利利

摘 要：對于鈣鈦礦形成的密集堆積的層次，關鍵是A位陽離子和氧負離子的互相反應之后所造成的結果，其中A位陽離子的價位發生改變時，就會被氧化與B位的陽離子進行價位疊加，有著重要的影響。對于十四種它的結構中缺乏氧離子，但也可以組成很多化合物的功能材料。這一演變的過程為今后結構的設計與研究提供了充分的結論知識。

關鍵詞：鈣鈦礦；功能材料；結構單元；結構演變

對于鈣鈦礦的這種物質，基本上都是具有形狀的，且處于多面體，并且在色彩上的變化也是十分奇特的，都是有鮮亮的色彩逐漸走向暗淡，但具有一定的亮度。主要是將土壤中的一些元素進行提純，將它們的價值發揮出來，進行一定的開采。在立方體晶體常具橫向晶棱的紋理，是由于溫度的變化，從高到低的轉變過程，所形成的產物，也就是聚片雙晶。系常成副礦物見在堿性巖中，一般情況下，都是聚集在巖石中，產生蝕變，多半會和磁鐵發生共鳴。

一、鈣鈦礦結構類型的功能材料的結構單元

（一）鈣鈦礦的結構組成

它理想狀態的情況下，就是由A和B的離子進行結合成為結構點，形成的空間形狀的晶體，組織合成為氧化物，其中單元的晶胞有很多種情況，對于一些出現不一樣結構的晶體有著不一樣的影響。如果從B位陽離子的各種配位的每一面的情況來觀察，從不同的角度去構思，就會發現鈣欽礦的結構是由BOA八面體一起共用一個頂點，并組合成了一種三維網格的形狀，形成虛擬的空間狀態。而其中一種離子A填充量也就是在表面上合成的十二面體空穴里。因此，在原子的堆積物中我們可以清楚的了解到，它是由兩種不同的原子形成的，必須要進行不同方位的觀察，看它們是否聚集在同一個形體上，使用陰影勾畫出來。

（二）離子的排列情況

對于一些離子的情況，我們可以通過觀察并進行隨時的記錄。就像某一種顏色的側立面我們可以用字母來作為一個層面的表示，而其其中所含有的顆粒狀的表面為俘懇和俘層，則也屬于在一個表面層上。關于它們的關系，夾雜著其中某一層的陽離子，而且層間的八面體空穴中還表示出了氧和a離子一起排列的情況，非常清楚的顯示可能出現的幾種情況，第一，每個A陽離子周圍環繞著6個氧陰離子；第二，由三個氧陰離子組合而成的小正三角形處于一個較大的正三角形中，而這個三角形是由位置相近的三個A陽離子構成的；第三，對于在聚集物中形成的基本陽離子A，始終存在于單元的三角形內。以它為重心，圍繞著周圍，形成了一個不規則的堆積層，于是就造成了負電荷的聚集地區，要想將其中所含的陽離子保持穩定性，就需要利用數學理論，使用三角形的穩定性來控制，而附在外部的另一重離子B，則需要與離子A的結點為主體，形成有形狀的堆垛，在這一層中，需要一些堆垛和空間結構的配位將單元中的氧離子進行旋轉，形成堆積狀，雖然離子B以陽性的狀態存在于其中，但是它仍然屬于金屬中的過渡一類，而其中的電子軌道由于交纏雜一起，導致在軌道上的離子與氧元素進行結合，將A離子的陽性狀態和其中所存在的陰離子進行反應，形成了密堆層，但其實在真實的情況下，上面必須存在著由氧元素所組成的穩定形狀，再和上面所依附的離子A和離子B，并且讓他們都是陽離子的價態，形成陣列，然后在其中進行交叉匯合，進而形成了鈣鈦礦其中所擁有的單元晶體的另一種形態。

二、鈣鈦礦結構類型的功能材料的結構演變

（一）氧空位的形成和鈣欽礦結構的演變

它的研究最終得出的形狀有四種情況，其一，就是在一個密集層中，它們都有屬于自己的形狀和特點，尤其是在最根本的元素上，A陽離子與氧陰離子是其中的重要支持，并且對全局有著重要的影響。雖然它們也有形成離子鍵的特點，但是其中的陽離子A是具有變化性的，它可以改變當時的氧元素的價態變化，可以讓氧處于空位的形態，所以在進行結構演變時，必須要重點考慮這一個因素，以免發生不必要的問題；其二，在其中的影響因素很多，包含著多種物質，就像離子B也是影響因素之一，它可以改變電子軌道中現有的組合狀態，并且讓最終的結構發生改變，并且大部分的金屬元素都具有改變價態的能力，

就是為了適應周圍氧離子環境的變化，B離子必須調整其電子軌道的組合狀態，即價態發生變化，多數過渡金屬恰巧具有此能力，特別是其中所蘊含的其他化學元素，就像Co Ni Cr等元素都會隨著B陽離子價態的變化隨之會改變其配位數，導致其中的空間結構發生演變，配位的形狀也隨之而變化。就像一種物質，也就是M礦，它的形狀配位和造型都是處于多邊形的狀態，而其中的變化，就會導致離子B受氧化的影響，進而發生價態的嚴重變化，又形成了一種未知的結構元素。又或者是Sr Co的價態發生了變化，促進了氧空位的形成并引起Co價態改變，從少許的Co到Coy"和Cos"混合狀的價態；其三，雖然這兩種離子都各有所長，但離子A所包含的結構更為復雜，就像當收到氧元素的侵入時，它的價態就會隨之而改變，并且，也會對離子B氧化物造成一定的影響，改變它們兩個之間的功能，影響它們的反應情況。而上面所提的M礦，除了一些功能以外，重點是它是屬于混合結構的價態。

（二）其中氧元素缺乏的某些功能材料

對于其中所形成的立方點陣，主要是由三個氧化物所結合而成，在晶體形狀的結構上進行交叉，形成穩定之勢，雖然其中的多種鈣鈦礦的結構晶胞可以形成許多氧化物，但是關于最基本的單元，必須要通過它們的某些結構功能，進行操作，讓它們聚集在一起，從而形成各種不一樣的氧化物，具備不同的功能。例如高溫超導氧化物，它的形成主要是高溫材料通過溫度的升高進行轉變，而且其中大量的成分都是以銅為主的多元金屬氧化物，其含氧量難以確定范圍值。

三、結語

通過以上的這些內容，我們可以進行深入的理解，鈣鈦礦的結構中相關的各種氧化物的材料結構中都具有一定的聯系，并且能夠更好的使用氧化物的功能材料，雖然現在已經制作出了許多氧化物的功能材料，但是結構單元與結構演變的思想，還是需要我們進一步的進行設計和開發，并制作出更多新型的材料，更多與鈣鈦礦結構相關的氧化物的功能材料。

參考文獻：

[1]孫尚梅，鄭云先.鈣鈦礦結構類型功能材料的制備方法概述[J].延邊大學學報（自然科學版），2008，（02）：117120.