Oxidionenleiter werden seit vielen Jahren aufgrund ihrer Anwendung in Geräten mit hohem wirtschaftlichem Interesse wie Festoxidbrennstoffzellen (SOFC), Sauerstoffsensoren, dichten Keramikmembranen zur Sauerstofftrennung und Membranreaktoren zur oxidativen Katalyse zunehmend untersucht. Wismutoxide liegen polymorphe Formen, wie δ-, β- oder γ-Bi2O3, mit großem Potential für solche Anwendungen allein oder in Kombination mit anderen Oxiden vor. Die vorliegende Studie untersucht den Einfluss ausgewählter Ionen (Fe3 +, Sb3 + / Sb5 + und Ta5 +), die als Dotierstoff in α-Bi2O3 eingeführt wurden, und deren Wirkung auf die Struktur und Eigenschaften der bei hoher Temperatur erhaltenen Oxidpolymorphformen. Das Molverhältnis betrug Bi2O3:MxOy 0,95:0,05 mit M = Fe2O3, Sb2O3 bzw. Ta2O5.
Die strukturellen Veränderungen von α-Bi2O3 wurden mittels Pulverröntgenbeugung, REM/EDX-Analyse und Infrarotspektroskopie analysiert. Die strukturellen Veränderungen korrelieren mit den Eigenschaften der Schüttkeramik (Dichte, Porosität) und ihrem elektrischen Verhalten gegenüber der Temperatur. Das Vorhandensein einiger Dotierstoffe (Antimon und Tantal) an Wismutstellen vergrößert und verbessert die Stabilität der polymorphen Formen, was für eine mögliche Anwendung relevant ist.
