PHASE STABILITY AND CONDUCTIVITY OF DELTA-Bi2O3 WITH MIXTURE OF YTTRIUM AND YTTERBIUM OXIDES

چكيده در اين تحقيق به منظور پايدار نمودن فاز مكعبي (ٍِdelta-Bi2O3 )، اكسيد بيسموت با مقادير مختلف 8، 10، 12 و 18 درصد مولي افزودني همزمان دو اكسيد ايتريم و ايتربيوم و به روش حالت جامد آلاييده شد. نمونه هاي مورد نظر به كمك پرس ايزواستاتيك شكل داده شده و سپس در دماي C° 850 به مدت 24 ساعت تف جوشي شدند. آناليز پراش پرتو ايكس نشان داد كه نمونه هاي حاوي 12 و 18 درصد مولي اكسيد ايتريم و ايتربيوم شامل تك فاز مكعبي(delta-Bi2O3 ) بوده و نمونه هاي حاوي 8 و 10 درصد مولي اكسيد ايتريم و ايتربيوم شامل فاز تتراگونال مي باشد. همچنين، بررسي اثر فرآيند پيرسازي روي نمونه ها در دماي C°600 نشان داد كه پس از گذشت زمان، فاز مكعبي به تتراگونال تبديل مي شود. نتايج حاصل از اندازه گيري هدايت يوني نمونه ها نيز نشان داد كه نمونه هاي حاوي 12 درصد مولي افزودني (88 درصد مولي اكسيد بيسموت با 8 درصد مولي اكسيد ايتريم و 4 درصد مولي اكسيد ايتربيوم) بالاترين مقدار هدايت يوني را دارا مي باشد.

Abstract In this research Bi2O3 was doped with mixtures of 8, 10, 12 and 18 mol% of Y2O3 and Yb2O3 in order to stabilize the delta-Bi2O3 phase using solid state reaction technique. Experimental samples were fabricated by isostatic pressing and sintering at 850°C for 24 h. X-ray diffraction analysis detected cubic phase (delta-Bi2O3) as the sole stable crystalline phase in samples including 12 and 18 mol% of Y2O3 and Yb2O3. The tetragonal phase was also observed in samples with 8 and 10% mol additives. X-ray diffraction analyses on aged samples at 600 oC with 12 mol% additives revealed that the delta-Bi2O3 phase was transformed to the tetragonal polymorph form. Results of ionic conductivity measurements showed that samples with 12 mol% additives (88 mol% Bi2O3, 8 mol% Y2O3 and 4 mol% Yb2O3) had a higher ionic conductivity than the other samples.