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Sillenite相Bi12TiO20材料的结构、电学及形貌特性

DOI：10.1007/s42250-018-0025-5 期刊：Chemistry Africa 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 本研究报道了三元体系Bi2O3-TiO2-MgO的探索。通过800°C固相反应合成了部分组分，并采用粉末X射线衍射进行表征。掺杂(α-Bi2O3)使我们稳定了三种与硅铍石结构同型的组分，其化学式分别为Bi0.9Ti0.1O1.55、Bi0.9Ti0.05Mg0.05O1.5和Bi0.8Mg0.1Ti0.1O1.5。利用FullProf程序通过Rietveld方法对合成材料进行了结构解析，该材料结晶为立方晶系，空间群I23，晶格参数a=10.1723(2)?。通过扫描电子显微镜(SEM)研究了合成组分的形貌特性，烧结样品显示出致密均匀的微观结构，其密度接近理论密度的92%。采用包含电容和Warburg阻抗的多种阻抗模型来解释电学分析的奈奎斯特图谱，其中Bi0.9Ti0.1O1.55在600°C时表现出最高电导率(σ=1.39E-07)。
作者： Hajar AitOulahyane，Leila Loubbidi，Abdeslam Chagraoui，Lamia Bourja，Sylvie Villain，Omar Ait Sidi Ahmed，Abdennajib Moussaoui，Aziz Menichi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

对Bi2O3-TiO2-MgO三元体系的研究，按Ti4++Bi3+比例合成材料以通过XRD确定硅铍石型结构，并探究MgO添加对电导率的影响。

研究成果

在三元体系Bi2O3–TiO2–MgO中成功合成了西伦石相。所合成组合物的电学性能可通过包含恒定相位元件和沃伯格阻抗的阻抗模型进行描述。在600°C下，Bi0.9Ti0.1O1.55表现出最高电导率（σ=1.39E?07）。电学测量结果表明这些材料是良好的绝缘体，可用于工业应用。

研究不足

该组合物的低导电性是由于氧缺陷数量的减少，以及可能存在的Ti4+和Mg2+单相阻止了氧相的循环。

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