बिस्मथ ट्राइऑक्साइड (Bi₂O₃) चार क्रिस्टल रूपों में मौजूद है: , , , और δ। यह रूप कमरे के तापमान पर सबसे अधिक स्थिर होता है, जो पीले मोनोक्लिनिक क्रिस्टल प्रणाली को प्रदर्शित करता है। जब तापमान 729 डिग्री तक बढ़ जाता है, तो यह δ रूप में परिवर्तित हो जाता है, जिसमें घन फ्लोराइट संरचना होती है और उत्कृष्ट ऑक्सीजन आयन चालकता प्रदर्शित होती है।
क्रिस्टल संरचना के दृष्टिकोण से, बिस्मथ ट्राइऑक्साइड की पॉलीक्रिस्टलाइन प्रकृति विभिन्न तापमान स्थितियों के तहत इसके भौतिक और विद्युत रासायनिक गुणों को निर्धारित करती है:
-Bi₂O₃ (निम्न-तापमान स्थिर चरण)
संरचना प्रकार: मोनोक्लिनिक प्रणाली, कमरे के तापमान पर सबसे स्थिर रूप।
भौतिक विशेषताएं: हल्के पीले से भूरे रंग के -पीले पाउडर या क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है, जिसका सापेक्ष घनत्व लगभग 8.9 और गलनांक लगभग 825 डिग्री होता है।
विद्युत चालकता: ऑक्सीजन आयनों में कम विद्युत चालकता होती है, लेकिन इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिरेमिक में बुनियादी योज्य के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
-Bi₂O₃ (उच्च-तापमान मेटास्टेबल चरण)
संरचना प्रकार: टेट्रागोनल क्रिस्टल प्रणाली, आमतौर पर 650 डिग्री के आसपास बनती है।
उपस्थिति: चमकीले पीले से नारंगी क्रिस्टल, सापेक्ष घनत्व 8.55, गलनांक लगभग 860 डिग्री।
स्थिरता: ठंडा होने पर मेटास्टेबल रहता है, लेकिन लंबी अवधि के भंडारण के दौरान आसानी से चरण में परिवर्तित हो जाता है।
-Bi₂O₃ (उच्च-तापमान मेटास्टेबल चरण)
संरचना प्रकार: शरीर-केन्द्रित घन जाली, लगभग 639 डिग्री पर निर्मित।
घटना की स्थिति: δ चरण की शीतलन प्रक्रिया के दौरान गठित; अपेक्षाकृत दुर्लभ और कम अध्ययन किया गया।
δ-Bi₂O₃ (उच्च-तापमान स्थिर चरण)
संरचना का प्रकार: चेहरा केन्द्रित घन फ्लोराइट खनिज संरचना, 729 डिग्री से ऊपर स्थिर, 824 डिग्री पर पिघलती है।
मुख्य विशेषताएं: क्रिस्टल जाली में लगभग 1/4 ऑक्सीजन आयन स्थल खाली हैं, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक उच्च ऑक्सीजन आयन चालकता (1 एस/सेमी तक) होती है, जो इसे ठोस अवस्था इलेक्ट्रोलाइट सामग्री में एक अनुसंधान हॉटस्पॉट बनाती है।
अनुप्रयोग: ठोस ऑक्साइड ईंधन सेल (एसओएफसी) और ऑक्सीजन सेंसर जैसे ऊर्जा उपकरणों के लिए उपयुक्त।
