Stabilité et propriétés électriques de phases conductrices anioniques du système Bi₂O₃-CaO-PbO

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-CaO-PbO par diffractométrie X, analyse thermique différentielle et spectrométrie d’impédance a permis de déterminer les domaines d’équilibre de quatre solutions solides. Deux sont de type Bi-Sr-O rhomboédrique (β₁-β₂), une de type fluorine (δ), la dernière adopte une structure type anti α-AgI. Elles dérivent de phases des systèmes Bi₂O₃-CaO et (ou) Bi₂O₃-PbO et comme celles-ci présentent des propriétés de conduction intéressantes. A température ambiante, seule β₂ est stable, mais sa forme haute température β₁ ainsi que 5 peuvent être préservées dans un état métastable par trempe à l’air ; leurs domaines d’existence ainsi que l’étude de leurs comportements thermiques sont présentés.

Abstract

Thermal investigations in the Bi₂O₃-CaO-PbO system by means of X-ray diffraction, D.T.A. and impedance spectroscopy have allowed to determine the equilibrium domains of four solid solutions. Their structures are respectively of the rhomboedral Bi-Sr-O type (β₁ and β₂), fluorite (δ) and anti α-AgI. They directly derive from Bi₂O₃-CaO and (or) Bi₂O₃-PbO system phases and also exhibit attractive conductivity properties. The β₂ phase is the only solid solution which stable down to room temperature. The high temperature β₁ and δ phases are however air quenchable. The existence domains of the quenched phases and their thermal behaviour are presented.