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本文第一章简要介绍了混合导体透氧膜材料的基本概念、氧渗透原理、研究概况和最新进展，以及与之相关的基本结构模型。
第二章中设计、合成出具有brownmillerite结构类型的Sr0.9Ca0.1Co0.89Fe0.11O3-δ(SCCFO)和六方2H型结构的SrCoO3-δ(SCO)材料体系，对比研究了材料中的相变、氧渗透率和电导率。发现在高温下它们具有很高的氧渗透率，随着温度降至某个特征温度，材料会完全失去氧渗透性能。
第三章，研究了在SrCoO3-δ体系中Ge4+、Mo6+离子和Fe3+离子等对Co3+离子的掺杂替代作用。结果表明，高价态、高配位数和强共价性的Ge4+、Mo6+掺杂虽对SrCoO3-δ的高温结构相无明显的稳定化作用，却可明显改善透氧膜材料的机械性能和化学稳定性。相比而言，Fe3+离子掺杂对其高温结构相具有一定的稳定化作用，它的稳定化作用可能与Fe3+离子的高自旋状态有关。实验还发现，单一掺杂Fe3+的SrCoO3-δ存在brownmillerite结构到立方钙钛矿结构的相变，而利用Fe3+和Ge4+或Mo6+在SrCoO3-δ体系中的协同掺杂可更有效地抑制体系中相变的发生。据此，SrMo0.1Fe0.1Co0.8O3-δ(SMCFO)等材料在中低温区域可能会有潜在的应用价值。