Trioxidul de bismut (Bi₂O₃) există în patru forme cristaline: , , și δ. Forma este cea mai stabilă la temperatura camerei, prezentând un sistem de cristal monoclinic galben. Când temperatura crește la 729 de grade, se transformă în forma δ, care are o structură cubică de fluorit și prezintă o conductivitate excelentă a ionilor de oxigen.
Din perspectiva structurii cristaline, natura policristalină a trioxidului de bismut determină proprietățile sale fizice și electrochimice în diferite condiții de temperatură:
-Bi₂O₃ (faza stabilă la temperatură joasă-)
Tip structura: Sistem monoclinic, cea mai stabila forma la temperatura camerei.
Caracteristici fizice: apare ca o pulbere sau cristale galben pal până la maroniu-galben, cu o densitate relativă de aproximativ 8,9 și un punct de topire de aproximativ 825 de grade .
Conductivitate electrică: Ionii de oxigen au conductivitate electrică scăzută, dar este utilizat pe scară largă ca aditiv de bază în ceramica electronică.
-Bi₂O₃ (faza metastabilă cu temperatură înaltă-)
Tip de structură: sistem de cristal tetragonal, se formează de obicei la aproximativ 650 de grade.
Aspect: cristale de culoare galben strălucitor până la portocaliu, densitate relativă 8,55, punct de topire aproximativ 860 grade .
Stabilitate: rămâne metastabilă la răcire, dar se transformă cu ușurință în fază pe termen lung{0}}de stocare.
-Bi₂O₃ (faza metastabilă cu temperatură înaltă-)
Tip de structură: zăbrele cubică centrată pe corp-, formată la aproximativ 639 de grade .
Condiții de apariție: Se formează în timpul procesului de răcire a fazei δ; relativ rar şi puţin studiat.
δ-Bi₂O₃ (faza stabilă la temperatură înaltă{{1})
Tip de structură: structură minerală fluorit cubic centrat pe față-, stabilă peste 729 de grade , topindu-se la 824 de grade .
Caracteristici de bază: Aproximativ 1/4 din situsurile ionilor de oxigen din rețeaua cristalină sunt libere, ceea ce duce la o conductivitate extrem de ridicată a ionilor de oxigen (până la 1 S/cm), făcându-l un punct fierbinte de cercetare în materialele electrolitice în stare solidă-.
Aplicații: Potrivit pentru dispozitive energetice, cum ar fi celulele de combustibil cu oxid solid (SOFC) și senzorii de oxigen.
