Falha da semana: usinagem de bismuto

O resumo de [David Cook] abaixo da descrição de suas experiências trabalhando com um lingote de bismuto é sucinto.

"Perdi um fim de semana aprendendo por que o bismuto elementar não é comumente usado para peças de metal."

É uma avaliação justa de seu tempo gasto cultivando cristais nada espetaculares de bismuto, fundindo um cilindro de bismuto que rachou e usinando bismuto apenas para ficar com um acabamento muito grosseiro. Mas mesmo admitindo que o exercício não foi bem-sucedido, ele nos fornece uma visão fascinante das propriedades físicas do elemento.

O bismuto é um daqueles elementos que você ignora nas aulas de química da escola, tem aplicações em ligas de usinagem e como substituto do chumbo, mas a maioria de nós nunca o encontrou conscientemente no mundo real. É um dos metais pesados, abaixo do antimônio e à direita do chumbo na Tabela Periódica. Estudantes curiosos podem ter ouvido falar que, como a água, ele se expande ao solidificar ou que é diamagnético, e a maioria de nós provavelmente já viu fotos espetaculares de seus cristais revestidos de óxidos iridescentes coloridos.

Foi uma história de Hackaday sobre esses cristais que atraiu [David] para o metal. Tem um ponto de fusão baixo o suficiente - 271,5 ° C - para que possa ser liquefeito em um fogão doméstico, tão atento à sua harmonia conjugal que deve destruir qualquer utensílio de cozinha que comprou um anel elétrico barato da Amazon para acompanhar seu lingote de bismuto. e ponha-se a trabalhar.

Sua primeira descoberta foi que anéis elétricos baratos ao ar livre não são fornos de metalurgia muito eficazes. Mudando-se para a cozinha e arriscando a ira conjugal, ele finalmente derreteu seu bismuto e retirou a camada superior depois de solidificada, para revelar alguns cristais.

Infelizmente para ele, em vez de cores espetaculares e cristais enormes, a visão que o saudou foi de pouco brilho. Pequenos cristais cinzas sem iridescência. Parece que as belas amostras são feitas por um resfriamento muito lento do bismuto líquido, seguido por um rápido vazamento do restante do metal fundido. Esforços futuros, ele nos garante, envolverão moldes isolados com areia e monitoramento cuidadoso da temperatura.

Implacável, ele continuou com seu estoque de bismuto e embarcou na criação de um cilindro. Os primeiros esforços com um molde de argila resultaram em cilindros rachados, então, em desespero, ele moldou todo o metal em uma assadeira de alumínio e cortou o lingote resultante em um pedaço bruto de estoque para virar.

Com o bismuto no torno, ele ficou cara a cara com o que aludiu em sua conclusão acima, por que peças usinadas de bismuto não são algo que você encontrará. Seu cilindro saiu com manchas significativamente ásperas na superfície, porque o bismuto é cristalino e quebradiço. Ele sugere que melhorias poderiam ser feitas se o metal pudesse ser solidificado com menos cristais, mas é óbvio que o bismuto elementar por si só não é um vencedor nas apostas.

Sugerimos que você dê uma olhada no artigo de [David]. Pode ser apresentado como uma falha da semana aqui, mas na verdade é mais uma sucessão de experimentos que não funcionaram do que um desastre absoluto. O resultado é uma leitura interessante e bem documentada da qual temos certeza que a maioria dos leitores do Hackaday ganhará algo.

Além dos cristais de bismuto relacionados acima, apresentamos o bismuto algumas vezes aqui no Hackaday. Um processo de solda de baixa temperatura o usou em uma liga, e até apresentamos alguém usando-o em outra liga para imprimir usando um RepRap.

Obrigado [nebk] pela dica.