Échec de la semaine : Usinage du bismuth

Le résumé de [David Cook] sous la description de ses expériences de travail avec un lingot de bismuth est succinct.

"J'ai perdu un week-end à apprendre pourquoi le bismuth élémentaire n'est pas couramment utilisé pour les pièces métalliques."

C'est une juste évaluation du temps qu'il a passé à cultiver des cristaux de bismuth peu spectaculaires, à couler un cylindre de bismuth qui s'est fissuré et à usiner du bismuth pour ne laisser qu'une finition très rugueuse. Mais même s'il admet que l'exercice a échoué, il nous offre un regard fascinant sur les propriétés physiques de l'élément.

Le bismuth est l'un de ces éléments que vous passez dans vos cours de chimie à l'école, il a des applications dans l'usinage des alliages et en remplacement du plomb, mais la plupart d'entre nous ne l'ont jamais rencontré sciemment dans le monde réel. C'est l'un des métaux lourds, en dessous de l'antimoine et à droite du plomb sur le tableau périodique. Les écoliers curieux ont peut-être entendu dire que, comme l'eau, il se dilate en se solidifiant ou qu'il est diamagnétique, et la plupart d'entre nous ont probablement vu des images spectaculaires de ses cristaux recouverts d'oxydes irisés colorés.

C'était une histoire de Hackaday sur ces cristaux qui a attiré [David] vers le métal. Il a un point de fusion suffisamment bas - 271,5 ° C - pour pouvoir être liquéfié sur un poêle domestique, si soucieux de son harmonie conjugale s'il devait détruire tous les appareils de cuisine qu'il a acheté un anneau électrique bon marché d'Amazon pour accompagner son lingot de bismuth. et mis au travail.

Sa première découverte a été que les anneaux électriques bon marché à l'extérieur ne sont pas des fours de métallurgie très efficaces. S'installant dans la cuisine et risquant la colère de son conjoint, il a finalement fait fondre son bismuth et enlevé la couche supérieure une fois qu'elle s'est resolidifiée, pour révéler des cristaux.

Malheureusement pour lui, au lieu de couleurs spectaculaires et d'énormes cristaux, le spectacle qui l'accueillit n'était que peu brillant. Petits cristaux gris sans irisation. Il semble que les beaux échantillons soient fabriqués par un refroidissement très lent du bismuth liquide, suivi d'un déversement rapide du métal fondu restant. Les efforts futurs, nous assure-t-il, impliqueront des moules isolés au sable et une surveillance minutieuse de la température.

Sans se décourager, il continue avec son stock de bismuth et se lance dans la création d'un cylindre. Les premiers efforts avec un moule en argile ont abouti à des cylindres fissurés, alors en désespoir de cause, il a coulé l'intégralité du métal dans une plaque de cuisson en aluminium et a coupé le lingot résultant en un morceau de papier brut pour le tournage.

Avec le bismuth dans le tour, il s'est alors retrouvé face à ce à quoi il faisait allusion dans sa conclusion ci-dessus, pourquoi les pièces de bismuth usinées ne sont pas quelque chose que vous rencontrerez. Son cylindre est sorti avec des taches significativement rugueuses sur la surface, car le bismuth est à la fois cristallin et cassant. Il suggère que des améliorations pourraient être apportées si le métal pouvait être solidifié avec moins de cristaux, mais il est évident que le bismuth élémentaire à lui seul n'est pas un gagnant dans les enjeux tournants.

Nous vous suggérons de jeter un œil à la rédaction de [David]. C'est peut-être présenté ici comme un Fail of The Week, mais en fait c'est plus une succession d'expériences qui n'ont pas marché qu'un désastre absolu. Le résultat est une lecture intéressante et bien documentée dont nous sommes sûrs que la plupart des lecteurs de Hackaday tireront profit.

Mis à part les cristaux de bismuth liés à ci-dessus, nous avons présenté le bismuth à quelques reprises ici à Hackaday. Un processus de soudure à basse température l'a utilisé dans un alliage, et nous avons même présenté quelqu'un l'utilisant dans un autre alliage pour imprimer à l'aide d'un RepRap.

Merci [nebk] pour le conseil.