Se describen las preparaciones y la caracterización de cinco polimorfos cristalinos de UO3 (α, β, γ, δ, ζ), así como de UO3 amorfo y UO2·9. Se ha realizado un estudio detallado de rayos X de las fases formadas durante la descomposición térmica de las proteínas amorfas y β-UO3. El UO3 amorfo pierde oxígeno para formar UO2 * 94 a 450 ° C; esto puede exhibir la estructura hexagonal de α-UO3 o la estructura ortorrómbica de UO2·9, dependiendo de las condiciones de descomposición. La descomposición adicional conduce a U3O8 en el aire y UO2 * 6 en el vacío. el β-UO3 se descompone directamente en U3U8 o UO2 * 6.

Se ha investigado el sistema UO3-H2O y se ha intentado racionalizar las fases de hidratación descritas anteriormente. Cada una de las fases anteriores de UO3 se ha hidratado bajo una serie de condiciones, y se han identificado cinco hidratos diferentes cristalográficamente: UO3.2H2O, tres formas de UO3.H2O y UO3.0 * 5H2O. Se ha estudiado la descomposición de cada uno y se han identificado los productos UO3. La aplicación de otras técnicas experimentales (D. T. A., absorción infrarroja) ha revelado una gama aún más amplia de hidratos. En particular, un segundo dihidrato (β-UO3.2H2O), preparado a partir de γ-UO3, tiene un patrón de rayos X indistinguible del de α-UO3.2H2O, pero se descompone a una temperatura más baja y muestra un espectro infrarrojo distinto.