本文紧接之前发布的铋在电子产品中的作用——序言一文，将简要介绍铋在电子行业中的作用。它分为两个部分，本期将刊登第一部分。
元素性质
铋（原子序数为83，原子量为208）归为金属。通常为灰白色，带有红色色调，可生长成彩色的闪光晶体。它既软又脆。与立方结构的铅和四方结构的锡相比，它是菱形晶体结构。在271°C (520°F)下融化，在1560°C (2840°F)下沸腾。它的密度是9.80g/cm3，比锡(7.31g/cm3)高，比铅(11.34g/cm3)低。
对于传导性，铋的电导率是0.8 (104 Ohm-1 cm-1)，锡为9.1，铅为4.8；铋的导热系数约为8 (w/m-k, 300°K)，锡为66，铅为35。在金属当中，铋的导电性和导热性是最低的。它的热膨胀系数（CTE）为13.4 x 10-6/C，也比锡（22.0）或铅（28.9）的低。在设计焊料材料的CTE时，可利用其热膨胀系数较低的特性。
它的表面张力 (378mN/m, 270°C) 比锡(574mN/m, 232°C)和铅(465mN/m, 327°C)都低，也是非常有用的特性，有助于改善润湿能力。在其他条件都一样的情况下，在含铋的焊料中，可观察到这种改善。当有特定性能要求时，这点被认为是比其他元素都明显的优点。
铋的其他两个特殊属性是，与所有其他金属相比，它有最高的霍尔效应（即在磁场中它的阻抗会增加）；凝固时，铋会膨胀3.32%。
总之，在设计合金时，铋的各种属性使其成为吸引人们注意力的元素。
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原子序数 |
83 |
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原子量 |
208 |
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密度 |
9.80g/cc（20°C） |
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密度 |
10.10g/cc（M.P.） |
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融点 |
271.3°C |
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沸点 |
1565°C |
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表面张力 |
388mN/m（M.P.） |
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CTE |
13.3°C |
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体积膨胀 |
凝固时，铋会膨胀3.32% |
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导热系数 |
0.020cal/cm3/cm/°C/sec |
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晶体结构 |
菱形 |
表1. 铋的属性
自然资源
铋在自然界的含量约与Ag相同。虽然铋在自然界中可以游离金属形式存在，但是它的硫化物和氧化物形成了重要的商业矿产。
铋主要分布在澳大利亚、玻利维亚、加拿大、中国、日本、朝鲜、秘鲁、墨西哥、美国等。但澳大利亚、玻利维亚和中国是唯一有天然铋的陆地。由于缺乏丰富的天然铋藏量，铋通常会含在铜、铅、锡、钨、银和金矿石内。在中国，大部分铋含在钨矿石内。铋主要是通过副产品生产出来的，从历史角度看，它的价格反应了回收成本，以及生产与需求之间的平衡。
2016年量铋的全球矿产量约为10000吨到11000吨，主要来自中国、越南和墨西哥。铋的全球储藏量为37万吨（来源：USGS）。美国在1997年停止了初级精铋的生产，其供给主要依靠进口。
铋的安全数据
铋被全球的科学界公认为是最安全的元素之一。实际上，它一直被认为是无毒的。对它的使用控制是在药物和化妆品应用中。美国EPA/NSF批准用铋替代用于美国饮用水高速切削黄铜中的铅。已经有大量的文献报道了对于铋及其化合物安全性的研究。
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元素 |
PEL（mg/m3） |
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Bi |
无 |
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Zn |
5 |
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Sn |
2 |
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Cu |
1 |
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Sb |
0.5 |
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In |
0.1 |
|
Ag |
0.1 |
表2. 按照美国OSHA – PEL标准，几种元素的毒性排名
应用领域
铋化合物一直用于烧伤绷带包扎、防腐剂粉末及性病治疗。有报道称，采用铋化合物的其他医药领域包括减少几种癌症治疗方法致命毒性的预处理，作为骨移植物的特殊聚合物的添加剂。另外，由于Bi-Ge氧化晶体具有中和致命伽码射线及提高整体成像质量的优点，其在诊断设备中的也有一定的应用。
在化学领域，铋广泛应用于工业有机化学，铋化合物是经常用于保健美容护理品的色素。要求采用无毒黄色、红色或绿色色素的玩具和工业应用也依赖铋化合物。例如，氯氧化铋色素的亮度和光泽是唇膏、指甲油及化妆粉产生珠光效果的有效成分。另外一种铋化合物，枸橼酸铋，有助于改善头发的着色。另外，铋也用于金属漆和玻璃着色产品，以及吸收热量/能量的涂层如太阳光伏板中。
对于金属行业，铋已成功用作钢和铝的润滑剂，可改善高速切削钢和铝的机械加工性。在镀锌时，用铋取代铅可增加槽的流动性及钢的润湿性。铋的此项功能可以实现无铅镀锌，有利于环保。美国军队工程师从2000年初就一直在努力开发军用无铅墨盒。据报道，由于铅污染问题及其导致的空气中铅含量高，已经有1000多个室内军事射击场关闭。因此，发现了铋可以成功取代铅。
对于电子应用，铋化合物可以有效地改善及改变陶瓷材料的属性，如降低加工温度、改善压敏电阻（锌氧化物）的属性。铋的碲化物是一种半导体，是一种绝佳的热电材料。此外，铋也一直应用于电子焊料中，本文的第二部分将对此做出详细介绍。
