本文采用高温固相法合成了几种新的A8B7O24-型六方钙钛矿氧化物，主要包括第一例具有长周期的14层孪生型结构和多个8层位移型或者孪生型的六方钙钛矿。结合X射线衍射(同步辐射/XRD)、中子衍射(NPD)、选区电子衍射和扫描透射电子显微镜等手段对材料进行物相分析和结构解析，利用磁化率和X-光电子能谱(XPS)数据分析材料中元素的化合价以及磁学性质，利用X-射线能量散射谱(EDS)进行元素分析，并研究了化合物的导电和微波介电性质及对紫外可见光的吸收性质，还重点分析了8层六方钙钛矿氧化物的结构、微波介电性能以及结构与性能之间的关系。主要的研究的成果包括以下几部分：　　一、合成了化学式为Ba8MnTa6O24物质，得到的不是类似8层孪生型Ba8ZnTa6O24这样的结构，而是14层(Ba14Mn1.75Ta10.5O42)孪生型结构，是迄今为止获得的第一例具有14层孪生型结构的化合物：其中BaO3层沿c轴按着(cccccch)2方式进行排列。利用NPD数据，同步辐射 XRD数据，扫描透射-高角环形暗场像(STEM-HAADF)，和基于电子能量损失能谱(EELS)和EDS的元素映射等互补手段对该结构进行原子级成像，确认了该14层孪生型结构并观察到高自旋的d5 Mn2+阳离子在含d0 Ta5+的框架中呈有序地分布。该工作说明联合的STEM-HAADF及元素映射对于发现材料的阳离子有序和结构解析是一个强大的表征手段。大离子半径和高自旋的Mn2+的存在以及Ta-空位二聚体的形成是14层孪生型结构稳定的重要因素。和8层孪生型结构 Ba8ZnTa6O24相比，14层结构表现出低的品质因子和比较宽的紫外可见吸收并表现出微弱的光解水的催化活性。　　二、合成了Ba8MnNb6O24物质，结合NPD数据、XRD数据和选区电子衍射对其进行物相分析和结构解析，证实Ba8MnNb6O24(BMN)是一个8层的位移型六方钙钛矿，并表明在BMN结构中Mn2+离子是呈纳米级的长程有序，Mn2+层被NbO6形成的共顶点连接的八面体层分离，间距1.9 nm，这种离子的长程有序与B位空位的长程有序和高电荷的Nb5+的二阶姜泰勒效应之间有非常紧密的关系。利用磁化率数据和XPS数据，证实了Mn元素的化合价为+2价，且表现高自旋。BMN的微波介电损耗非常高(ε~38,Qf~978 GHz和τf~20 ppm/℃)，这可能归结于高自旋磁性离子Mn2+的存在。在紫外可见吸收光测试中，与8层位移型结构Ba8ZnNb6O24相比，BMN表现出比较强对光的吸收。对BMN进行了第一性原理计算结果表明BMN是一个间接半导体，它的导带只有Mn-3d轨道贡献，价带是由Nb-3d和O-2p轨道共同贡献，是一个典型的Mott-Hubbard绝缘体。　　三、在空气中合成了含有Fe2+的8层孪生型的六方钙钛矿Ba8FeTa6O24。密度~90％的Ba8FeTa6O24陶瓷片的微波介电性质如下：介电常数εr~21，品质因子Qf~26000-29000 GHz和正的谐振频率温度系数τf~64 ppm/℃。在空气气氛中合成了含Fe3+的8层的孪生型六方钙钛矿Ba8Fe4-xTa4+0.6xO24(x=3.2~3.4)。只获得了密度~65%的Ba8Fe4-xTa4+0.6xO24(x=3.2~3.4)陶瓷片，其介电常数ε~16-18，Qf~5600-7900 GHz和τf~23 ppm/℃。Ba8FeTa6O24和Ba8Fe4-xTa4+0.6xO24(x=3.2~3.4)都是孪生型结构，但是微波介电性质相差这么大，除了与B位阳离子的有序/无序和B位离子的化合价态相关以外，还与陶瓷的密度相关的。　　四、尝试在不同的气氛中进行Ba8FeNb6O24的合成，最终在95%N2+5%H2气氛中得到单一8层位移型六方物相。磁化率和XPS数据共同证实在Ba8FeNb6O24结构中Fe的化合价是+2价。交流阻抗测试结果说明Ba8FeNb6O24是一个半导体。紫外可见吸收光的结果表明Ba8FeNb6O24样品在可见光范围内呈现较强的吸收，但是没有光催化的活性。　　五、合成了8层的六方物相Ba8CuNb6O24，其XRD粉末衍射数据表明Ba8CuNb6O24是8层的孪生型结构，而不是位移型结构，这可能与Cu2+的电子构型有关。Ba8CuNb6O24表现出类似于Ba8CuTa6O24一样异常高的介电损耗。交流阻抗的测试证实了样品具有电性质不均匀的微观结构，具体表现为：漏电的晶粒和更绝缘的晶界，这两类因素诱导Ba8CuNb6O24陶瓷片产生内部阻挡层电容效应。这种微观结构跟样品在烧结过程中出现部分Cu2+还原成Cu+以及在降温过程中晶界Cu+的重新被氧化是相关的。XPS数据证实在Ba8CuNb6O24样品中有Cu+存在。在Ba8CuNb6O24样品中，漏电的晶粒，Cu+和氧缺陷的存在是导致介电损耗比较高的原因。　　六、合成了一个新的8层六方钙钛矿 Ba8NiNb6O24,结合选区电子衍射、高分辨透射电镜和同步辐射XRD数据进行物相分析和结构解析,结果表明Ba8NiNb6O24为孪生型结构。与钽酸盐的孪生型六方钙钛矿Ba8MTa6O24(M= Zn, Co, Ni)相比，Ba8NiNb6O24中共面八面体的空位和阳离子表现出更加的无序。通过与Ba8CoNb6O24和Ba8ZnNb6O24结构的对比，阐述了比(Zn/Co)2+更小的离子 Ni2+因与 Nb5+的之间形成更小的尺寸导致Ba8NiNb6O24形成 B位离子/空位更加无序的孪生型结构。Ba8NiNb6O24陶瓷表现出高的介电常数ε~40，中等的品质因子Qf~41319GHz和比较大的温度谐振频率系数τf~60 ppm/℃。与孪生型Ba8MTa6O24的品质因子相比，Ba8NiNb6O24表现出比较低的品质因子，这可能是因为在共面八面体二聚体之间B位阳离子和空位的更无序。　　从上面的研究结果可以看出：8层孪生型-位移型六方钙钛矿构型的选择与B位离子的有序/无序，B位离子的化合价，二阶姜泰勒效应，离子尺寸以及静电排斥力是紧密相关的，但是具体这些因素是怎么影响孪生型-位移型六方钙钛矿结构的选择，还有待于进一步的研究。