第二章 晶体结构 - 2.3.8钙钛矿型晶体结构分析_06.15_CG

材料科学基础
第 2 章
2.3.8钙钛矿的晶体结构分析
钙钛矿型晶体结构属于复合氧化物钙钛矿属立方晶系，面心立方格子B离子占据立方体体心位置
A 离子占据立方体角顶位置
O 离子占据立方体面心位置3有缘学习更多驾卫星ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）
结构通式
ABO3，其中A代表二价金属离子，B代表四价金属离子。

它是一种复合氧化物结构，该结构也可以是A为一价金属离子，B为五价金属离子。

3
CaTiO3（钙钛矿型）晶体结构化学式
CaTiO3
晶体结构
立方晶系，
a0=0.385nm
立方面心格子Ca2+ O2- Ti4+
Z=4
CaTiO3（钙钛矿型）晶体结构
Ti4+配位
CN=6
与6个氧离子配位，构成[TiO
6
]八面体配位，共顶连接
O2-配位
CN=6
与4个钙离子和2个
钛离子配位，构成
[OCa4TiO6] 配位Ca2+配位
CN=12
与12个氧离子配位，
构成[CaO
12
] 配位
为什么与O离子配位的分别是4个
Ca2+，2个Ti4+？
箭头所指的氧离子与立方体（010）
面上的4个Ca2+配位，2个立方体体心位置
的Ti4+配位。

Ca2+ O2- Ti4+
为什么Ca离子的配位数为12？
箭头所指钙离子与每个立方体3个
面心位置的氧离子配位
角顶上钙离子被周围8个立方体公用
周围共有3 ×8=24个氧离子
氧离子在面心位置，为相邻两个立
方体公用，故CN=24 ÷2=12个
Ca2+ O2- Ti4+
Ca2+ O2- Ti4+钙钛矿结构中氧离子电价是否平衡？如何验证？
箭头所指氧离子与立方体（010）面上的4个Ca2+配位，2个立方体体心位置的Ti4+配位。

根据静电价规则
电价平衡
钙钛矿中半径关系
r O ——O 离子半径
r A ——A离子半径
r B ——B 离子半径
半径有容差因子t=0.77-1.10
CaTiO 3（钙钛矿型）晶体结构
钙钛矿晶体结构中离子半径关系
钙钛矿型结构晶体举例
氧化物（1+5）氧化物（2+4）氧化物（3+3）氟化物
（1+2）
NaNbO
3CaTiO
3
SrZrO
3
CaCeO
3
YAlO
3
KMgF
3
KNbO
3SrTiO
3
BaZrO
3
BaCeO
3
LaAlO
3
KNiF
3
NaWO
3BaTiO
3
PbZrO
3
PbCeO
3
LaCrO
3
KZnF
3
PbTiO
3
CaSnO
3
BaPrO
3
LaFeO
3
CaZrO
3
BaSnO
3
BaHfO
3
LaMnO
3
在不同温度时存在晶型转变
结构特点
结构畸变
结构畸变
立方晶系（高温）
四方晶系
正交晶系
CaTiO 3（钙钛矿型）晶体结构
性能与用途
①性能
②用途重要的功能材料，可通过掺杂改善其性能
钙钛矿型BaTiO
3
，是典型的铁电材料，在居里温度以下有良好的铁电性能，是一种很好的光折变材料，可用于光储存。

CaTiO3（钙钛矿型）晶体结构。