鈣鈦礦結(jié)構(gòu)及相關(guān)功能材料-展示頁
2024-08-31 01:16本頁面
【正文】 t 稱為容差因子（ Tolerance Factor）。 鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu) O A B 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中基本的 (AO3)4 (111) 面的密堆層 1. 氧八面體共頂點連接 ， 組成三維網(wǎng)絡(luò) ， 根據(jù) Pauling的配位多面體連接規(guī)則 ， 此種結(jié)構(gòu)比共棱 、 共面連接穩(wěn)定 。 Ca2+ O2 Ti 4+ 1）鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)通式可用 ABO3來表達，晶體結(jié)構(gòu)為立方晶系，是一種復合金屬氧化物。第二章 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)及相關(guān)功能材料 鈣鈦礦結(jié)構(gòu) 壓電及鐵電材料 巨磁阻及龐磁阻效應(yīng) 其它應(yīng)用 參考書目： 王中林，康振川。功能與智能材料 結(jié)構(gòu)演化與結(jié)構(gòu)分析，科學出版社， 2022（第三章） 鈣鈦礦結(jié)構(gòu) （ Perovskite） 當前壓電、超導、磁電阻、催化、離子導體等多種功能材料中，具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料占重要比例，因此鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料也是當前材料科學研究領(lǐng)域的熱點之一。 典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料為 CaTiO3 A 位離子：一般為堿土或稀土離子 rA B 位離子，一般為過渡金屬離子rB 以 CaTiO3為例討論其配位關(guān)系 Ca2+ Ti4+ O2 結(jié)構(gòu)描述 Ca2+ 位置 O2 位置 Ti4+ 位置 CNCa2+ = 12 (O) CNO2 = 6 (4A+2B) CNTi4+ = 6 (O) O2和半徑較大的 Ca2+共同組成立方緊密堆積 (面心結(jié)構(gòu) )， Ti4+填充在位于體心的八面體間隙中。 2. 共頂連接使氧八面體網(wǎng)絡(luò)之間的空隙比共棱 、 共面連接時要大 ， 允許較大尺寸離子填入 ， 即使產(chǎn)生大量晶體缺陷 ， 或者各組成離子的尺寸與幾何學要求有較大出入時 ， 仍然能夠保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；并有利于氧及缺陷的擴散遷移 。 t =1時為理想的結(jié)構(gòu)，此時 A、 B、 O離子相互接觸。 tRRRR OBOA ???? )(22）結(jié)構(gòu)特點： 4. t=~， ABO3化合物為鈣鈦礦結(jié)構(gòu)； t 時，以鐵鈦礦形式存在； t，以方解石或文石型存在。 6. 正、負離子電價之間應(yīng)滿足電中性原則， A、 B位正離子電價加和平均為 (+6)便可。 簡單的： A1+B5+O3， A2+B4+O3， A3+B3+O3 復雜的： A(B?1xB?x)O3, (A?1xA?x)BO3, (A?1xA?x)(B?1yB?y)O3 3）功能特性的起源 ? 正離子和 /或負離子偏離化學計量 ? 正離子構(gòu)型畸變 ? 混合價 Ca2+ Ti4+ O2 以上均可以通過對基本化學相進行正離子摻雜來實現(xiàn)。 壓電及鐵電材料 電介質(zhì)的極化 電極化： 電介質(zhì)在外電場作用下，介質(zhì)內(nèi)的正負電荷重心發(fā)生分離，形成電偶極子的過程。 自發(fā)極化： 在無外電場作用的時候，晶體的正負電荷中心不重復而呈現(xiàn)電偶極矩的現(xiàn)象稱為自發(fā)極化 。 例：由熱運動引起的自發(fā)極化 自發(fā)極化主要是由晶體中某些離子偏離了平衡位置，使單位晶胞中出現(xiàn)了偶極矩，偶極矩之間的相互作用使偏離平衡位置的離子在新的位置上穩(wěn)定下來，同時晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了畸變。 176。 壓電和熱釋電效應(yīng) ? 在機械應(yīng)力的作用下介質(zhì)發(fā)生極化 ， 形成晶體表面電荷的效應(yīng)稱為 壓電效應(yīng) 。 逆壓電效應(yīng)也稱 電致伸縮效應(yīng) 。 具有壓電效應(yīng)的晶體稱為壓電體 。 ? 鐵電晶體中存在著自發(fā)極化方向不同的小區(qū)域，
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