铋(Bi)作为常用的压标物质,因为其丰富的高压相变和独特的电子结构特性,一直是高压领域研究的热点。有关Bi的固态相变问题,已经开展了较多的研究,但是对于Bi的相图和相结构仍然存在很多争议,常温下,争议主要集中在Ⅲ相区域。此外,对于物相结构的研究手段较为单一,通常采用X射线衍射(XRD)方法。由于实验技术的困难,目前对Bi的高温熔体的结构认识还较少,有研究证实Bi在常压下存在温致液-液相变,而高压下的液-液相变还需要进一步研究。X射线吸收谱(XAFS)是研究物质结构的另一种有效工具,尤其适合用来研究熔体、非晶等短程有序结构,在很多领域都得到了广泛应用。XAFS方法为Bi的高压相变研究提供了一个新的思路。本文以高压XAFS技术为主要研究手段,辅以XRD和第一性原理计算,对Bi的压致固态相变和高压下的固-液相变、液-液相变进行了研究。我们根据常温下EXAFS函数形状的变化,确定了Bi在常温下的各相转变压力,通过与已有的Bi的相图行进对比,得到Bi在常温下的固态相变顺序为：Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ，所得各相压力区间与以往的实验结果非常吻合。我们重点对争议最多的Ⅲ相结构进行了研究,发现对于Ⅲ相的XRD谱解读较为困难,这也是导致争议持续存在的原因。由XANES谱计算谱与实验谱的对比分析和焓压曲线H-P的计算结果均表明,在已提出的Bi-Ⅲ的三种结构中,McMahon等人最新提出的非公度结构是最合理的。将该结构和其它相的已知结构代入,计算得到的各个相的XANES谱的变化趋势与实验结果吻合良好,进一步验证了该结构的正确性。此外,对EXAFS函数进行傅里叶变换得到的径向结构函数表明,Ⅲ相的最近邻随着压力增大而反常上升,这可能与非公度结构中共价性质的高度各向异性有关。为研究Bi的电子结构,我们计算了Bi的各个相的电子态密度(DOS),结果表明Ⅰ相具有半金属特性,其金属性随压力增大而增大,至V相时,转变为典型的金属结构,这些结果也与已知的实验结果相符合。结合高温技术,我们利用XANES谱研究了Bi在高压下的固-液相变和液-液相变情况。结果显示,在固-液相变过程中,液相保持固相的短程结构,但是其平均价电子能级有所下降,可能是由于金属键断裂导致部分原子的价电子更为局域化。另外,XANES测试给出了Bi在高压下存在液-液相变的直接证据。实验测得的相变温度与以往给出的液-液相变的相边界存在差异,表明Bi的液相区相图还有待进一步探索。本文以一种独立于XRD技术之外的方法研究了Bi在高压下的固态相变和液态相变,可以丰富人们对Bi在高压下的结构变化的认识,促进高压结构相变和电子相变研究,并为其它类似研究提供一定的借鉴。