Fallimento della settimana: lavorazione del bismuto

Il riassunto di [David Cook] sotto il resoconto delle sue esperienze di lavoro con un lingotto di bismuto è conciso.

"Ho sprecato un fine settimana a imparare perché il bismuto elementare non è comunemente usato per le parti metalliche."

È una giusta valutazione del tempo trascorso a coltivare cristalli di bismuto non spettacolari, a fondere un cilindro di bismuto che si è rotto e a lavorare il bismuto solo per ottenere una finitura molto ruvida. Ma anche se ammette che l’esercizio non ha avuto successo, ci fornisce uno sguardo affascinante sulle proprietà fisiche dell’elemento.

Il bismuto è uno di quegli elementi che passi durante le lezioni di chimica a scuola, ha applicazioni nella lavorazione delle leghe e come sostituto del piombo, ma la maggior parte di noi non l'ha mai incontrato consapevolmente nel mondo reale. È uno dei metalli pesanti, sotto l'antimonio e a destra del piombo nella tavola periodica. Gli scolari curiosi potrebbero aver sentito dire che, come l'acqua, si espande solidificandosi o che è diamagnetico, e la maggior parte di noi probabilmente ha visto immagini spettacolari dei suoi cristalli rivestiti di ossidi iridescenti colorati.

È stata una storia di Hackaday su questi cristalli ad attrarre [David] verso il metallo. Ha un punto di fusione sufficientemente basso – 271,5 °C – da poter essere liquefatto su un fornello domestico, così memore della sua armonia coniugale se dovesse distruggere qualsiasi elettrodomestico da cucina ha comprato un anello elettrico economico da Amazon per andare con il suo lingotto di bismuto. e si mise al lavoro.

La sua prima scoperta fu che gli anelli elettrici economici all'aperto non sono forni metallurgici molto efficaci. Trasferitosi in cucina e rischiando l'ira coniugale, alla fine sciolse il suo bismuto e staccò lo strato superiore una volta che si era solidificato, per rivelare alcuni cristalli.

Sfortunatamente per lui, invece di colori spettacolari ed enormi cristalli, lo spettacolo che lo accolse era di scarso splendore. Piccoli cristalli grigi senza iridescenza. Sembra che i bellissimi campioni siano stati ottenuti da un raffreddamento molto lento del bismuto liquido, seguito da un rapido travaso del metallo fuso rimanente. Gli sforzi futuri, ci assicura, riguarderanno stampi isolati con sabbia e un attento monitoraggio della temperatura.

Imperterrito, continuò con la sua scorta di bismuto e si imbarcò nella creazione di un cilindro. I primi tentativi con uno stampo di argilla hanno provocato la rottura dei cilindri, quindi, in preda alla disperazione, ha fuso l'intero metallo in una teglia di alluminio e ha tagliato il lingotto risultante in un pezzo grezzo da tornire.

Con il bismuto nel tornio, si è poi trovato faccia a faccia con ciò a cui alludeva nella sua conclusione sopra, ovvero il motivo per cui le parti lavorate in bismuto non sono qualcosa che incontrerai. Il suo cilindro venne fuori con delle zone molto ruvide sulla superficie, perché il bismuto è sia cristallino che fragile. Suggerisce che si potrebbero apportare miglioramenti se il metallo potesse essere solidificato con meno cristalli, ma è ovvio che il bismuto elementare da solo non è un vincitore nella posta in gioco.

Ti suggeriamo di dare un'occhiata all'articolo di [David]. Potrebbe essere presentato come il fallimento della settimana, ma in realtà si tratta più di una serie di esperimenti che non hanno funzionato che di un disastro assoluto. Il risultato è una lettura interessante e ben documentata dalla quale siamo sicuri che la maggior parte dei lettori di Hackaday trarrà vantaggio.

A parte i cristalli di bismuto collegati sopra, abbiamo presentato il bismuto alcune volte qui a Hackaday. Un processo di saldatura a bassa temperatura lo ha utilizzato in una lega e abbiamo persino presentato qualcuno che lo utilizzava in un'altra lega per stampare utilizzando un RepRap.

Grazie [nebk] per il suggerimento.