Nouvelles phases du système Bi₂O₃-BiPO₄ I. Description du diagramme de phases

Laboratoire de cristallochimie et physicochimie du solide, URA CNRS 452, école nationale supérieure de chimie de Lille et université des sciences et techniques de Lille Flandres-Artois, BP 108, 59652 Villeneuve d’Asq Cedex, France.

Résumé

L’étude en fonction de la température du système Bi₂O₃ - BiPO₄ par diffractométrie X et analyse thermique différentielle a permis une nouvelle détermination du diagramme des phases d’équilibre. Elle a montré l’existence de cinq solutions solides et de sept composés définis dont deux seulement avaient été signalés. Cinq composés sont à fusion non congruente, les deux autres subissent une décomposition à l’état solide. Une solution solide y observée dans le domaine de composition maximum 0,10 ≤ x ≤ 0,143 (x = BiPO₄/(Bi₂O₃ + BiPO₄) à température ambiante, cristallise dans une maille de type sillénite; elle se transforme successivement en solution solide δ’ puis δ, stables à haute température uniquement.

Deux autres solutions solides ε et σ, de symétrie monoclinique, sont respectivement limitées à l’ambiante aux compositions x = 0,25 et x = 0,30 et présentent une sous- maille commune assimilable à une déformation orthorhombique I de la maille cfc de Bi₂O₃ ; la solution solide ε se transforme en σ au-dessus de 875°C.

Abstract

A reinvestigation of the Bi₂O₃ - BiPO₄ system was done using the routine techniques DTA and X-Ray diffraction versus temperature. We found five solid solutions and seven definite compounds, only two of them being known. Two compounds undergo to a solid phase decomposition, five during the melting process. The solid solution γ observed at room temperature in the range 0.10 ≤ x ≤ 0.143 (x = BiPO₄/(Bi₂O₃ + BiPO₄)), crystallizes with a sillenite type unit cell ; it shows two polymorphic successive transitions. The ε and σ solid solutions, with monoclinic symmetry, and respectively limited at room temperature to x = 0.25 and x = 0.30 ; they have a common orthorhombic subcell which is related to the δ Bi₂O₃ fee form ; the transformation ε → σ occurs at 875°C.