钙钛矿结构类型的功能材料的结构单元和结构演变

薄树峰 孔晟宇 王利利

摘 要：对于钙钛矿形成的密集堆积的层次，关键是A位阳离子和氧负离子的互相反应之后所造成的结果，其中A位阳离子的价位发生改变时，就会被氧化与B位的阳离子进行价位叠加，有着重要的影响。对于十四种它的结构中缺乏氧离子，但也可以组成很多化合物的功能材料。这一演变的过程为今后结构的设计与研究提供了充分的结论知识。

关键词：钙钛矿；功能材料；结构单元；结构演变

对于钙钛矿的这种物质，基本上都是具有形状的，且处于多面体，并且在色彩上的变化也是十分奇特的，都是有鲜亮的色彩逐渐走向暗淡，但具有一定的亮度。主要是将土壤中的一些元素进行提纯，将它们的价值发挥出来，进行一定的开采。在立方体晶体常具横向晶棱的纹理，是由于温度的变化，从高到低的转变过程，所形成的产物，也就是聚片双晶。系常成副矿物见在碱性岩中，一般情况下，都是聚集在岩石中，产生蚀变，多半会和磁铁发生共鸣。

一、钙钛矿结构类型的功能材料的结构单元

（一）钙钛矿的结构组成

它理想状态的情况下，就是由A和B的离子进行结合成为结构点，形成的空间形状的晶体，组织合成为氧化物，其中单元的晶胞有很多种情况，对于一些出现不一样结构的晶体有着不一样的影响。如果从B位阳离子的各种配位的每一面的情况来观察，从不同的角度去构思，就会发现钙钦矿的结构是由BOA八面体一起共用一个顶点，并组合成了一种三维网格的形状，形成虚拟的空间状态。而其中一种离子A填充量也就是在表面上合成的十二面体空穴里。因此，在原子的堆积物中我们可以清楚的了解到，它是由两种不同的原子形成的，必須要进行不同方位的观察，看它们是否聚集在同一个形体上，使用阴影勾画出来。

（二）离子的排列情况

对于一些离子的情况，我们可以通过观察并进行随时的记录。就像某一种颜色的侧立面我们可以用字母来作为一个层面的表示，而其其中所含有的颗粒状的表面为俘恳和俘层，则也属于在一个表面层上。关于它们的关系，夹杂着其中某一层的阳离子，而且层间的八面体空穴中还表示出了氧和a离子一起排列的情况，非常清楚的显示可能出现的几种情况，第一，每个A阳离子周围环绕着6个氧阴离子；第二，由三个氧阴离子组合而成的小正三角形处于一个较大的正三角形中，而这个三角形是由位置相近的三个A阳离子构成的；第三，对于在聚集物中形成的基本阳离子A，始终存在于单元的三角形内。以它为重心，围绕着周围，形成了一个不规则的堆积层，于是就造成了负电荷的聚集地区，要想将其中所含的阳离子保持稳定性，就需要利用数学理论，使用三角形的稳定性来控制，而附在外部的另一重离子B，则需要与离子A的结点为主体，形成有形状的堆垛，在这一层中，需要一些堆垛和空间结构的配位将单元中的氧离子进行旋转，形成堆积状，虽然离子B以阳性的状态存在于其中，但是它仍然属于金属中的过渡一类，而其中的电子轨道由于交缠杂一起，导致在轨道上的离子与氧元素进行结合，将A离子的阳性状态和其中所存在的阴离子进行反应，形成了密堆层，但其实在真实的情况下，上面必须存在着由氧元素所组成的稳定形状，再和上面所依附的离子A和离子B，并且让他们都是阳离子的价态，形成阵列，然后在其中进行交叉汇合，进而形成了钙钛矿其中所拥有的单元晶体的另一种形态。

二、钙钛矿结构类型的功能材料的结构演变

（一）氧空位的形成和钙钦矿结构的演变

它的研究最终得出的形状有四种情况，其一，就是在一个密集层中，它们都有属于自己的形状和特点，尤其是在最根本的元素上，A阳离子与氧阴离子是其中的重要支持，并且对全局有着重要的影响。虽然它们也有形成离子键的特点，但是其中的阳离子A是具有变化性的，它可以改变当时的氧元素的价态变化，可以让氧处于空位的形态，所以在进行结构演变时，必须要重点考虑这一个因素，以免发生不必要的问题；其二，在其中的影响因素很多，包含着多种物质，就像离子B也是影响因素之一，它可以改变电子轨道中现有的组合状态，并且让最终的结构发生改变，并且大部分的金属元素都具有改变价态的能力，

就是为了适应周围氧离子环境的变化，B离子必须调整其电子轨道的组合状态，即价态发生变化，多数过渡金属恰巧具有此能力，特别是其中所蕴含的其他化学元素，就像Co Ni Cr等元素都会随着B阳离子价态的变化随之会改变其配位数，导致其中的空间结构发生演变，配位的形状也随之而变化。就像一种物质，也就是M矿，它的形状配位和造型都是处于多边形的状态，而其中的变化，就会导致离子B受氧化的影响，进而发生价态的严重变化，又形成了一种未知的结构元素。又或者是Sr Co的价态发生了变化，促进了氧空位的形成并引起Co价态改变，从少许的Co到Coy"和Cos"混合状的价态；其三，虽然这两种离子都各有所长，但离子A所包含的结构更为复杂，就像当收到氧元素的侵入时，它的价态就会随之而改变，并且，也会对离子B氧化物造成一定的影响，改变它们两个之间的功能，影响它们的反应情况。而上面所提的M矿，除了一些功能以外，重点是它是属于混合结构的价态。

（二）其中氧元素缺乏的某些功能材料

对于其中所形成的立方点阵，主要是由三个氧化物所结合而成，在晶体形状的结构上进行交叉，形成稳定之势，虽然其中的多种钙钛矿的结构晶胞可以形成许多氧化物，但是关于最基本的单元，必须要通过它们的某些结构功能，进行操作，让它们聚集在一起，从而形成各种不一样的氧化物，具备不同的功能。例如高温超导氧化物，它的形成主要是高温材料通过温度的升高进行转变，而且其中大量的成分都是以铜为主的多元金属氧化物，其含氧量难以确定范围值。

三、结语

通过以上的这些内容，我们可以进行深入的理解，钙钛矿的结构中相关的各种氧化物的材料结构中都具有一定的联系，并且能够更好的使用氧化物的功能材料，虽然现在已经制作出了许多氧化物的功能材料，但是结构单元与结构演变的思想，还是需要我们进一步的进行设计和开发，并制作出更多新型的材料，更多与钙钛矿结构相关的氧化物的功能材料。

参考文献：

[1]孙尚梅，郑云先.钙钛矿结构类型功能材料的制备方法概述[J].延边大学学报（自然科学版），2008，（02）：117120.