A bizmut-trioxid (Bi2O3) négy kristályformában létezik: , , , és δ. A forma a legstabilabb szobahőmérsékleten, sárga monoklin kristályrendszert mutat. Amikor a hőmérséklet 729 fokra emelkedik, δ formává alakul, amely köbös fluorit szerkezettel rendelkezik, és kiváló oxigénion vezetőképességet mutat.
Kristályszerkezeti szempontból a bizmut-trioxid polikristályos természete meghatározza fizikai és elektrokémiai tulajdonságait különböző hőmérsékleti viszonyok között:
-Bi₂O₃ (alacsony-hőmérsékletű stabil fázis)
Szerkezettípus: Monoklin rendszer, szobahőmérsékleten a legstabilabb forma.
Fizikai jellemzők: Halványsárga-barnás{0}}sárga por vagy kristályok formájában jelenik meg, relatív sűrűsége körülbelül 8,9, olvadáspontja körülbelül 825 fok.
Elektromos vezetőképesség: Az oxigénionok elektromos vezetőképessége alacsony, de széles körben használják az elektronikus kerámiák alapvető adalékanyagaként.
-Bi₂O₃ (magas-hőmérsékletű metastabil fázis)
Szerkezet típusa: Tetragonális kristályrendszer, jellemzően 650 fok körül alakul ki.
Megjelenés: Élénk sárga-narancssárga kristályok, relatív sűrűség 8,55, olvadáspont körülbelül 860 fok.
Stabilitás: Lehűléskor metastabil marad, de a hosszú távú tárolás során{0}}könnyen átalakul fázisba.
-Bi₂O₃ (magas-hőmérsékletű metastabil fázis)
Szerkezet típusa: Test{0}}központú köbös rács, körülbelül 639 fokban kialakítva.
Előfordulási feltételek: A δ fázis lehűlési folyamata során keletkezik; viszonylag ritka és kevéssé tanulmányozott.
δ-Bi₂O₃ (magas-hőmérsékletű stabil fázis)
Szerkezet típusa: arc-központú köbös fluorit ásványi szerkezet, 729 fok felett stabil, 824 fokon olvad.
Alapjellemzők: A kristályrács oxigénion-helyeinek körülbelül 1/4-e üres, ami rendkívül magas oxigénion vezetőképességet eredményez (akár 1 S/cm), így a szilárd állapotú elektrolit anyagok kutatási gócpontja.
Alkalmazások: Alkalmas energetikai eszközökhöz, például szilárd oxid üzemanyagcellákhoz (SOFC) és oxigénérzékelőkhöz.
