CaCO₃粉体常见的晶型有三种:方解石、文石及球霰石,其常见形貌分别为立方（菱方）、棒状和球形。本论文通过加热碳酸氢钙（Ca（HCO₃）₂）饱和溶液使其进行热分解,研究了热分解产物CaCO₃的晶相组成以及不同反应参数对其影响,探索了静置状态下制备的超结构CaCO₃的晶型和形貌及其形成和生长机理。论文首先在搅拌的条件下,研究了时间、温度以及不同分子量聚乙二醇（PEG）及其添加量对Ca（HCO₃）₂热分解制备的CaCO₃组成的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对CaCO₃的晶型和形貌进行了分析和观察,总结了时间、温度以及不同分子量PEG对分解产物晶相组成的影响。研究发现,机械搅拌下,未添加PEG时,热分解制备的CaCO₃包含方解石和文石,随着时间的增加和温度的升高,产物以稳态方解石为主;添加PEG可使产物中文石相成分增加,添加PEG分子量越大,对文石相的生成更有利。并在分解温度为90°C、分解时间为60 min得到的样品中发现了极少量疑似具有超结构的CaCO₃颗粒。然后改善超结构的形成条件,即在Ca（HCO₃）₂热分解过程中将机械搅拌改为静置状态,成功地制备了超结构CaCO₃,并通过改变表面活性剂的种类和数量,获得了多种形态的超结构。采用XRD、SEM、TEM并结合高分辨和电子衍射等表征方法对超结构的晶相和形貌进行了分析和观察,提出了超结构形成的三种路径以及雪花状、刺球状和伞状CaCO₃超结构的形成机理。先形成的高活性球霰石圆团在外层转变方解石相,然后溶液中的Ca2+和CO₃2-沿着圆团外围六条棱边结晶成方解石相,并对称生长成骨架,最后由方解石、球霰石以及不定形态CaCO₃组成的多相颗粒填充在骨架间,从而形成完整的雪花状。刺球状与雪花状相似,球霰石圆团向文石相转变并以文石相结晶生长,逐渐发展成为刺球状超结构。伞状结构中球霰石圆团外围并不发生相转变,而是继续以球霰石相结晶生长,先发展成为多片状,最后片状层叠为伞状超结构。论文成功的以Ca（HCO₃）₂溶液为原料,用热分解法制备出不同晶相组成、不同形貌的CaCO₃,并通过表面活性剂调节产物的组成和颗粒形貌,为制备不同物相组成和不同形貌的CaCO₃提供了一条可行途径。通过改变实验参数,制备出多种超结构CaCO₃,并提出其形成过程和机理,为更多超结构CaCO₃的形成提供依据,并为其他物质超结构的制备提供了理论依据。