铋系超导秀_刘继顺_新浪博客
一、铋的性质

铋,在古汉语中是“矛柄”的意思,现用作化学元素Bi的中译名。

传说在希腊和古罗马时代,人们用铋作盒和箱的底座。但那时却不知道它是一种金属元素。

还有文献说,1450年德国化学家瓦伦丁发现了铋。其名字取自德文白色金属(Wismut),不知道是否与瓦伦丁有关。

1556年德国G.Agricola在《论金属》中,认为锑和铋是两种独立金属,将此名拉丁化为bismntum。

1737年Hellot用火法分析钴矿时曾获得一小块样品,但不知为何物。

1757年法国人Geoffroy和T·Bergman,经分析研究,确定为新元素,定名为bismuth。

1860年以后,人们才开始具工业规模地生产铋。

铋(Bi),元素周期表上排行83,外围电子排布6s26p3,第六周期第ⅤA族,原子量208.98。

金属铋为银白色或微红色有金属光泽的晶体,性脆而硬,{dy}电离能7.289电子伏特,电负性1.9。密度9.8克/厘米3。熔点271.4℃,沸点1560±5℃。

自然界中,铋只有一种同位素209Bi,2003年认定它为放射性同位素,半衰期为(1.9±0.2)十的19次方年,经α衰变为205Tl。另有两种人工放射性同位素207Bi和208Bi,它们分别经电子捕获衰变后,变成207Pb和208Pb 。

铋的化学性质与砷和锑相似,化合价为-3、+1、+3和+5。铋在凝固时体积增大,膨胀率为 3.3%。室温下,铋不与氧气或水反应,加热到熔点以上时能燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成Bi2O3。铋在红热时也可与硫、溴、碘化合。铋粉在氯气内着火,溶于王水。不溶于非氧化性酸,即使浓硫酸和浓盐酸,也只有在共热时才稍有反应。Bi5+价化合物NaBiO5(铋酸钠)是强氧化剂,在分析化学中用于检测Mn。

铋性脆而硬,缺乏延展性,是逆磁性(又称抗磁性)最强的金属,在磁场作用下电阻率增大而热导率降低。除汞外,铋是热导率{zd1}的金属。铋及其合金具有热电效应。铋的硒、碲化合物具有半导体性质。

金属铋用碳还原Bi2O3制得,可用火法精炼和电解精炼制得高纯铋。

二、铋的用途
铋主要用于医药、半导体、超导体、阻燃剂、颜料、化妆品、化学试剂、电子陶瓷等领域,大有取代铅、锑、镉汞等有毒元素的趋势。尤以超导领域的应用,方兴未艾。

1、主要用于制造易熔合金,熔点范围是47~262℃。在消防和电气工业上,将铋与铅、锡、锑 、铟等金属组成的合金,用于自动灭火系统、自动喷水器、锅炉的安全塞和电器保险丝。一旦发生火灾时,一些水管的活塞会“自动”熔化而喷出水来。

2、铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。

3、碳酸氧铋和硝酸氧铋用于xx皮肤损伤和肠胃病。在医疗上应用的铋化合物有酒石酸铋钾、水杨酸盐和铋乳等。

4、铋及其合金常作为铸铁、钢和铝合金的添加剂,以改善合金的切削性能。含锑11%的铋合金用于制造红外线检测计。铋锡和铋镉合金作用作硒整流器的辅助电极。

5、利用铋在磁场作用下电阻率急剧减小的特性作制作磁力测定仪。铋锰合金可制永磁合金。

6、铋的热中子吸收截面很小并且熔点低、沸点高,故超纯铋(99.999%以上)用于核反应堆中作传热介质或冷却剂。

7、碲化铋广泛用于制造热电致冷元件和热发电机的材料,用于太阳能电池。铋银铯合金用于制造光电放大器。硫化银铋用于制造半导体仪器。铋镉温差元件用于报警装置。

8、铋的各种化合物已用作除尘粉、收敛剂、防腐剂、抗酸剂等。

9、铋系超导材料,主要是铋锶钙铜氧2201、2212、2223型氧化物,具有较高的转化温度。目前制造出的铋系高温超导线材,其通电能力超过相同截面积铜导线的100倍以上,进而生产出的超导电缆、超导变压器、超导电机、超导限流器、超导储能系统。据说,具有常规产品无法比拟的重量轻、体积小、能耗低、容量大等优点。

三、铋的毒性
铋中毒大多由于医治腹泻时应用多量次硝酸铋所引起。病儿可有恶心、呕吐、流涎,舌及咽喉部疼痛,xx、腹泻,粪便黑色,并带有血液,还有皮肤、粘膜出血,xx,痉挛等。患者长骨端的X线片,可见白色带与铅中毒病例所见相仿。
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