三酸化ビスマス (Bi2O3) は、 、 、 、 δ の 4 つの結晶形で存在します。この形態は室温で最も安定であり、黄色の単斜晶系の結晶系を示します。 729度まで温度が上昇すると立方晶蛍石構造を持つδ型に変化し、優れた酸素イオン伝導性を示します。
結晶構造の観点から見ると、三酸化ビスマスの多結晶性により、さまざまな温度条件下での物理的および電気化学的特性が決まります。
-Bi₂O₃ (低温-安定期)
構造タイプ: 単斜晶系、室温で最も安定な構造。
物理的特徴: 淡黄色から褐色がかった黄色の粉末または結晶として現れ、相対密度は約 8.9、融点は約 825 度です。{0}}
電気伝導度: 酸素イオンは電気伝導度が低いですが、電子セラミックスの基本添加剤として広く使用されています。
-Bi₂O₃ (高温-準安定相)
構造タイプ: 正方晶系、通常は約 650 度で形成されます。
外観: 明るい黄色からオレンジ色の結晶、相対密度 8.55、融点約 860 度。
安定性: 冷却しても準安定状態を保ちますが、長期保存するとすぐに準安定相に変化します。{0}}
-Bi₂O₃ (高温-準安定相)
構造タイプ: 約 639 度で形成された体心立方格子-。
発生条件：δ相の冷却過程で生成。比較的まれであり、ほとんど研究されていません。
δ-Bi₂O₃ (高温-安定相)
構造タイプ: -面中心立方晶蛍石鉱物構造、729 度以上で安定、824 度で融解。
主な特徴: 結晶格子内の酸素イオン サイトの約 1/4 が空いており、その結果、非常に高い酸素イオン伝導率 (最大 1 S/cm) が得られ、固体電解質材料の研究のホットスポットとなっています。-。
用途：固体酸化物形燃料電池（SOFC）や酸素センサーなどのエネルギーデバイスに適しています。
