금주의 실패: 비스무트 가공

비스무트 주괴로 작업한 경험을 기록한 아래 [David Cook]의 요약은 간결합니다.

"원소 비스무트가 금속 부품에 일반적으로 사용되지 않는 이유를 배우느라 주말을 낭비했습니다."

눈에 띄지 않는 비스무트 결정체를 성장시키고, 금이 간 비스무트 원통을 주조하고, 비스무트를 가공하여 매우 거친 마무리만 남기는 데 소비한 시간에 대한 공정한 평가입니다. 그러나 그는 그 운동이 성공하지 못했다는 것을 인정하면서도 원소의 물리적 특성에 대한 흥미로운 시각을 우리에게 제공합니다.

비스무트는 학교 화학 수업에서 지나치는 원소 중 하나이며 합금 가공 및 납 대체 용도로 사용되지만 우리 대부분은 현실 세계에서 고의로 접한 적이 없습니다. 주기율표에서 안티몬 아래, 납 오른쪽에 있는 중금속 중 하나입니다. 호기심 많은 학생들은 물이 응고되면 팽창하거나 반자성이라는 말을 들었을 것입니다. 그리고 우리 대부분은 다채로운 무지개 빛깔의 산화물로 코팅된 결정의 놀라운 그림을 보았을 것입니다.

[David]가 금속에 관심을 갖게 된 것은 이러한 결정에 관한 Hackaday 이야기였습니다. 녹는점이 271.5°C로 낮아 가정용 난로에서 액화할 수 있기 때문에 결혼 생활을 생각해서 주방 가전제품을 부수면 비스무트 주괴와 함께 사용할 저렴한 전기 링을 아마존에서 구입했습니다. 그리고 일을 시작했습니다.

그의 첫 번째 발견은 옥외의 값싼 전기 링이 그다지 효과적인 야금 용광로가 아니라는 것입니다. 부엌으로 자리를 옮겨 배우자의 분노를 감수한 그는 결국 비스무트를 녹이고 다시 굳어진 윗층을 떼어내 몇 가지 결정체를 드러냈습니다.

불행하게도 그를 맞이한 광경은 화려한 색상과 거대한 수정 대신에 작은 광채 중 하나였습니다. 무지개 빛깔이 없는 작은 회색 결정. 아름다운 샘플은 액체 비스무트를 매우 천천히 냉각시킨 후 남은 용융 금속을 빠르게 쏟아 붓는 방식으로 만들어진 것 같습니다. 그는 앞으로의 노력에는 모래로 단열된 주형과 세심한 온도 모니터링이 포함될 것이라고 확신합니다.

이에 굴하지 않고 그는 보유하고 있던 비스무트를 계속 가지고 원통 제작에 착수했습니다. 점토 주형을 사용한 초기 작업으로 인해 실린더에 금이 갔기 때문에 필사적으로 금속 전체를 알루미늄 베이킹 트레이에 주조하고 결과 잉곳을 잘라서 회전을 위한 거친 스톡 조각으로 만들었습니다.

선반에 비스무트를 넣은 후 그는 위의 결론에서 언급한 내용, 즉 가공된 비스무트 부품이 접할 수 없는 이유에 직면했습니다. 그의 원통은 표면에 상당히 거친 부분이 있는 것으로 나타났습니다. 왜냐하면 비스무스는 결정질이면서 부서지기 쉽기 때문입니다. 그는 더 적은 수의 결정으로 금속을 응고시킬 수 있다면 개선이 이루어질 수 있다고 제안했지만, 원소 비스무트 자체가 승자가 되지 못한다는 것은 분명합니다.

[David]의 글을 살펴보시기 바랍니다. 여기서는 이번 주의 실패로 표시될 수 있지만 실제로는 완전한 재앙이라기보다는 효과가 없는 일련의 실험에 가깝습니다. 그 결과는 대부분의 Hackaday 독자들이 뭔가를 얻을 것이라고 확신하는 흥미롭고 잘 문서화된 읽기입니다.

위에 링크된 비스무트 크리스탈 외에도 우리는 여기 Hackaday에서 비스무트를 몇 차례 선보였습니다. 저온 납땜 공정에서는 이를 합금에 사용했으며 RepRap을 사용하여 인쇄하기 위해 다른 합금에 이를 사용하는 사람도 등장했습니다.

팁을 주셔서 감사합니다 [nebk].