Holmiyum trioksit katkılanmış bizmut trioksit polimorflarının sentezlenmesi, karakterizasyonu ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmanın ana amaçları bizmut trioksit-holmiyum trioksit ikili sisteminde bilinmeyen yeni fazların elde edilmesi ve sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik özelliklerinin belirlenmesidir. Açık atmosferde yürütülen tepkimelerde elde edilen ürünler X-ışınları toz difraksiyonu yöntemi ile karakterize edildi. X-ışınları toz difraksiyon sistemi ile alınan toz desenlerinin indekslemeleri yapılarak birim hücre parametreleri saptandı. Sonuç olarak bazı bölgelerde homojen bazı bölgelerde heterojen katı çözeltiler tespit edildi. 0,01<% Ho2O3<0,02 mol aralığında eklenen bazı holmiyum trioksit miktarlarında ?+ß heterojen katı karışımları, 0,02<% Ho2O3<0,09 aralığında ß-Bi2O3 tipinde tetragonal katı çözelti bölgesi ve 0,09<% Ho2O3<0,1 aralığında ß+?-Bi2O3 tipinde heterojen katı çözelti bölgelerinin bulunduğu tespit edildi. Tespit edilen homojen fazlar için dört nokta d.c. elektriksel iletkenlik ölçümü, SEM, EDX ve TG/DTA analizleri yapıldı.Anahtar Kelimeler: Bi2O3, Ho2O3, Katı çözelti, X-ışınları toz difraksiyonu (XRD), Oksijen iyonik iletkenliği

The main aims of this study to determine new phases of bismuth trioxide holmium trioxide binary system and the temperature dependence of the electrical transport properties. The reaction products obtained in an open air athmosphere were characterized by x-ray powder diffractions (XRD). The unit cell parameters were defined from the indexes of the powder diffraction patterns. The ?+ß-Bi2O3, ß-Bi2O3 and ß+?-Bi2O3 crystal system were obtained by doping 0,01<% Ho2O3<0,02 mole, 0,02<% Ho2O3<0,09 mole and 0,09<% Ho2O3<0,1 mole, respectively. Thermal behavior and thermal stability of the phases were investigated by thermal analysis techniques. Surface and grain properties of the related phases were determined by SEM analysis. The emprical formula of the synthesized solid solutions were determined by elemental analysis. The temperature dependence of the electrical properties of ß-Bi2O3 solid solution was measured by four point probe d.c. conductivity method.Keywords: Bismuth trioxide, Bi2O3, Solid oxide electrolyte, XRD, Oxygen ionic conduction, Holmium trioxide, Ho2O3.