Misserfolg der Woche: Bearbeitung von Wismut

Die Zusammenfassung von [David Cook] unter der Beschreibung seiner Erfahrungen bei der Arbeit mit einem Wismutbarren ist prägnant.

„Ich habe ein Wochenende damit verschwendet, herauszufinden, warum elementares Wismut nicht häufig für Metallteile verwendet wird.“

Es ist eine faire Einschätzung seiner Zeit, die er damit verbracht hat, unspektakuläre Bismutkristalle zu züchten, einen Bismutzylinder zu gießen, der Risse bekam, und Bismut zu bearbeiten, nur um ein sehr raues Finish zu erhalten. Doch auch wenn er zugibt, dass die Übung erfolglos war, gewährt er uns dennoch einen faszinierenden Einblick in die physikalischen Eigenschaften des Elements.

Wismut ist eines der Elemente, an denen Sie im Chemieunterricht in der Schule vorbeigehen. Es findet Anwendung bei der Bearbeitung von Legierungen und als Bleiersatz, aber die meisten von uns sind ihm in der realen Welt noch nie wissentlich begegnet. Es ist eines der Schwermetalle, unterhalb von Antimon und rechts von Blei im Periodensystem. Neugierige Schulkinder haben vielleicht gehört, dass es sich beim Erstarren wie Wasser ausdehnt oder dass es diamagnetisch ist, und die meisten von uns haben wahrscheinlich spektakuläre Bilder seiner Kristalle gesehen, die mit bunt schillernden Oxiden überzogen sind.

Es war eine Hackaday-Geschichte über diese Kristalle, die [David] für das Metall interessierte. Sein Schmelzpunkt ist mit 271,5 °C niedrig genug, sodass er auf einem heimischen Herd verflüssigt werden kann. Deshalb kaufte er im Hinblick auf seine eheliche Harmonie, falls er Küchengeräte zerstören sollte, einen billigen elektrischen Ring von Amazon, der zu seinem Wismutbarren passte. und an die Arbeit gemacht.

Seine erste Entdeckung war, dass billige Elektroöfen im Freien keine sehr effektiven Metallurgieöfen sind. Er ging in die Küche und riskierte den Zorn seiner Frau, schmolz schließlich das Wismut und entfernte die oberste Schicht, sobald sie wieder erstarrt war, um einige Kristalle zum Vorschein zu bringen.

Zu seinem Pech war der Anblick, der sich ihm bot, statt spektakulärer Farben und riesiger Kristalle ein Anblick von wenig Brillanz. Kleine graue Kristalle ohne Schillern. Es scheint, dass die schönen Proben durch ein sehr langsames Abkühlen des flüssigen Bismuts und anschließendes schnelles Abgießen des restlichen geschmolzenen Metalls hergestellt werden. Zukünftige Bemühungen, versichert er uns, werden sandisolierte Formen und eine sorgfältige Temperaturüberwachung umfassen.

Unbeirrt setzte er seinen Vorrat an Wismut fort und begann mit der Herstellung eines Zylinders. Frühe Versuche mit einer Tonform führten zu rissigen Zylindern, also warf er in seiner Verzweiflung das gesamte Metall in ein Aluminium-Backblech und schnitt den resultierenden Barren in ein grobes Stück Rohmaterial zum Drehen.

Mit dem Wismut in der Drehmaschine wurde er dann mit dem konfrontiert, worauf er in seiner obigen Schlussfolgerung anspielte, nämlich warum maschinell bearbeitete Wismutteile nichts sind, was man antreffen wird. Sein Zylinder wies deutlich raue Stellen auf der Oberfläche auf, da Wismut sowohl kristallin als auch spröde ist. Er schlägt vor, dass Verbesserungen erzielt werden könnten, wenn das Metall mit weniger Kristallen verfestigt werden könnte, aber es ist offensichtlich, dass elementares Wismut allein kein Gewinner ist, wenn es um die Wende geht.

Wir empfehlen Ihnen, einen Blick auf den Artikel von [David] zu werfen. Es mag hier als Misserfolg der Woche dargestellt werden, aber in Wirklichkeit handelt es sich eher um eine Reihe von Experimenten, die nicht funktionierten, als um eine absolute Katastrophe. Das Ergebnis ist eine interessante und gut dokumentierte Lektüre, von der wir sicher sind, dass die meisten Hackaday-Leser etwas davon haben werden.

Abgesehen von den oben verlinkten Wismutkristallen haben wir Wismut hier bei Hackaday einige Male vorgestellt. Bei einem Niedrigtemperatur-Lötprozess wurde es in einer Legierung verwendet, und wir haben sogar jemanden vorgestellt, der es in einer anderen Legierung verwendete, um es mit einem RepRap zu drucken.

Danke [nebk] für den Tipp.