โครงสร้างของบิสมัทไตรออกไซด์

บิสมัทไตรออกไซด์ (Bi₂O₃) มีอยู่ในรูปแบบผลึกสี่รูปแบบ: , , และ δ แบบฟอร์มจะเสถียรที่สุดที่อุณหภูมิห้อง โดยแสดงระบบผลึกโมโนคลินิกสีเหลือง เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 729 องศา อุณหภูมิจะเปลี่ยนเป็นรูปแบบ δ ซึ่งมีโครงสร้างลูกบาศก์ฟลูออไรต์และมีค่าการนำไฟฟ้าของออกซิเจนไอออนที่ดีเยี่ยม

จากมุมมองของโครงสร้างผลึก ธรรมชาติโพลีคริสตัลไลน์ของบิสมัทไตรออกไซด์จะเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีไฟฟ้าภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน:

-Bi₂O₃ (ต่ำ-เฟสเสถียรของอุณหภูมิ)

ประเภทโครงสร้าง : ระบบโมโนคลินิก รูปแบบเสถียรที่สุดที่อุณหภูมิห้อง

ลักษณะทางกายภาพ: ปรากฏเป็นผงหรือผลึกสีเหลืองอ่อนถึงน้ำตาล- มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ประมาณ 8.9 และมีจุดหลอมเหลวประมาณ 825 องศา

การนำไฟฟ้า: ไอออนของออกซิเจนมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ แต่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารเติมแต่งพื้นฐานในเซรามิกอิเล็กทรอนิกส์

-Bi₂O₃ (สูง-เฟสที่เปลี่ยนอุณหภูมิได้)

ประเภทโครงสร้าง: ระบบคริสตัล Tetragonal โดยทั่วไปจะก่อตัวประมาณ 650 องศา

ลักษณะที่ปรากฏ: ผลึกสีเหลืองสดใสถึงสีส้ม ความหนาแน่นสัมพัทธ์ 8.55 จุดหลอมเหลวประมาณ 860 องศา

ความเสถียร: ยังคงสามารถแพร่กระจายได้เมื่อเย็นตัวลง แต่จะเปลี่ยนเป็นระยะได้ทันทีเมื่อ{0}}จัดเก็บข้อมูลระยะยาว

-Bi₂O₃ (สูง-เฟสที่เปลี่ยนอุณหภูมิได้)

ประเภทโครงสร้าง: โครงตาข่ายลูกบาศก์ลูกบาศก์ตรงกลาง- ก่อตัวที่ประมาณ 639 องศา

เงื่อนไขการเกิดขึ้น: เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการทำความเย็นของเฟส δ; ค่อนข้างหายากและมีการศึกษาน้อย

δ-Bi₂O₃ (เฟสเสถียรของอุณหภูมิสูง-)

ประเภทโครงสร้าง: โครงสร้างแร่ลูกบาศก์ฟลูออไรต์ที่อยู่ตรงกลางหน้า- มีความเสถียรเหนือ 729 องศา ละลายที่ 824 องศา

ลักษณะหลัก: ประมาณ 1/4 ของตำแหน่งไอออนออกซิเจนในโครงตาข่ายว่าง ส่งผลให้ค่าการนำไฟฟ้าของไอออนออกซิเจนสูงมาก (สูงถึง 1 S/cm) ทำให้เป็นจุดศูนย์กลางการวิจัยในวัสดุอิเล็กโทรไลต์สถานะ-ที่เป็นของแข็ง

การใช้งาน: เหมาะสำหรับอุปกรณ์ให้พลังงาน เช่น เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ (SOFC) และเซ็นเซอร์ออกซิเจน