鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類型的功能材料的結(jié)構(gòu)單元和結(jié)構(gòu)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(guān)鍵是A位陽離子和氧負(fù)離子的互相反應(yīng)之后所造成的結(jié)果，其中A位陽離子的價(jià)位發(fā)生改變時(shí)，就會(huì)被氧化與B位的陽離子進(jìn)行價(jià)位疊加，有著重要的影響。對于十四種它的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究提供了充分的結(jié)論知識。

關(guān)鍵詞：鈣鈦礦；功能材料；結(jié)構(gòu)單元；結(jié)構(gòu)演變

對于鈣鈦礦的這種物質(zhì)，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(jìn)行提純，將它們的價(jià)值發(fā)揮出來，進(jìn)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(zhuǎn)變過程，所形成的產(chǎn)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(chǎn)生蝕變，多半會(huì)和磁鐵發(fā)生共鳴。

一、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類型的功能材料的結(jié)構(gòu)單元

（一）鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)組成

它理想狀態(tài)的情況下，就是由A和B的離子進(jìn)行結(jié)合成為結(jié)構(gòu)點(diǎn)，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(xiàn)不一樣結(jié)構(gòu)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(gòu)思，就會(huì)發(fā)現(xiàn)鈣欽礦的結(jié)構(gòu)是由BOA八面體一起共用一個(gè)頂點(diǎn)，并組合成了一種三維網(wǎng)格的形狀，形成虛擬的空間狀態(tài)。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(jìn)行不同方位的觀察，看它們是否聚集在同一個(gè)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(jìn)行隨時(shí)的記錄。就像某一種顏色的側(cè)立面我們可以用字母來作為一個(gè)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(gè)表面層上。關(guān)于它們的關(guān)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(xiàn)的幾種情況，第一，每個(gè)A陽離子周圍環(huán)繞著6個(gè)氧陰離子；第二，由三個(gè)氧陰離子組合而成的小正三角形處于一個(gè)較大的正三角形中，而這個(gè)三角形是由位置相近的三個(gè)A陽離子構(gòu)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(nèi)。以它為重心，圍繞著周圍，形成了一個(gè)不規(guī)則的堆積層，于是就造成了負(fù)電荷的聚集地區(qū)，要想將其中所含的陽離子保持穩(wěn)定性，就需要利用數(shù)學(xué)理論，使用三角形的穩(wěn)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(jié)點(diǎn)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(jié)構(gòu)的配位將單元中的氧離子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，形成堆積狀，雖然離子B以陽性的狀態(tài)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(dǎo)致在軌道上的離子與氧元素進(jìn)行結(jié)合，將A離子的陽性狀態(tài)和其中所存在的陰離子進(jìn)行反應(yīng)，形成了密堆層，但其實(shí)在真實(shí)的情況下，上面必須存在著由氧元素所組成的穩(wěn)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(jià)態(tài)，形成陣列，然后在其中進(jìn)行交叉匯合，進(jìn)而形成了鈣鈦礦其中所擁有的單元晶體的另一種形態(tài)。

二、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類型的功能材料的結(jié)構(gòu)演變

（一）氧空位的形成和鈣欽礦結(jié)構(gòu)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(gè)密集層中，它們都有屬于自己的形狀和特點(diǎn)，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(diǎn)，但是其中的陽離子A是具有變化性的，它可以改變當(dāng)時(shí)的氧元素的價(jià)態(tài)變化，可以讓氧處于空位的形態(tài)，所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)演變時(shí)，必須要重點(diǎn)考慮這一個(gè)因素，以免發(fā)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(zhì)，就像離子B也是影響因素之一，它可以改變電子軌道中現(xiàn)有的組合狀態(tài)，并且讓最終的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，并且大部分的金屬元素都具有改變價(jià)態(tài)的能力，

就是為了適應(yīng)周圍氧離子環(huán)境的變化，B離子必須調(diào)整其電子軌道的組合狀態(tài)，即價(jià)態(tài)發(fā)生變化，多數(shù)過渡金屬恰巧具有此能力，特別是其中所蘊(yùn)含的其他化學(xué)元素，就像Co Ni Cr等元素都會(huì)隨著B陽離子價(jià)態(tài)的變化隨之會(huì)改變其配位數(shù)，導(dǎo)致其中的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生演變，配位的形狀也隨之而變化。就像一種物質(zhì)，也就是M礦，它的形狀配位和造型都是處于多邊形的狀態(tài)，而其中的變化，就會(huì)導(dǎo)致離子B受氧化的影響，進(jìn)而發(fā)生價(jià)態(tài)的嚴(yán)重變化，又形成了一種未知的結(jié)構(gòu)元素。又或者是Sr Co的價(jià)態(tài)發(fā)生了變化，促進(jìn)了氧空位的形成并引起Co價(jià)態(tài)改變，從少許的Co到Coy"和Cos"混合狀的價(jià)態(tài)；其三，雖然這兩種離子都各有所長，但離子A所包含的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，就像當(dāng)收到氧元素的侵入時(shí)，它的價(jià)態(tài)就會(huì)隨之而改變，并且，也會(huì)對離子B氧化物造成一定的影響，改變它們兩個(gè)之間的功能，影響它們的反應(yīng)情況。而上面所提的M礦，除了一些功能以外，重點(diǎn)是它是屬于混合結(jié)構(gòu)的價(jià)態(tài)。

（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(diǎn)陣，主要是由三個(gè)氧化物所結(jié)合而成，在晶體形狀的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行交叉，形成穩(wěn)定之勢，雖然其中的多種鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)晶胞可以形成許多氧化物，但是關(guān)于最基本的單元，必須要通過它們的某些結(jié)構(gòu)功能，進(jìn)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(dǎo)氧化物，它的形成主要是高溫材料通過溫度的升高進(jìn)行轉(zhuǎn)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(jié)語

通過以上的這些內(nèi)容，我們可以進(jìn)行深入的理解，鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)中相關(guān)的各種氧化物的材料結(jié)構(gòu)中都具有一定的聯(lián)系，并且能夠更好的使用氧化物的功能材料，雖然現(xiàn)在已經(jīng)制作出了許多氧化物的功能材料，但是結(jié)構(gòu)單元與結(jié)構(gòu)演變的思想，還是需要我們進(jìn)一步的進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，并制作出更多新型的材料，更多與鈣鈦礦結(jié)構(gòu)相關(guān)的氧化物的功能材料。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫尚梅，鄭云先.鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類型功能材料的制備方法概述[J].延邊大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，（02）：117120.