实用文库汇编之实验五结晶过程的观察

1、作者:座殿角*作品编号 48877446331144215458创作日期：2020年12月20日实用文库汇编之实验五结晶过程的观察一、实验目的1 观察透明盐类的结晶过程及其晶体组织特征。为理解、掌握金属 的结晶理论建立感性认识。2. 观察具有枝晶组织的金相照片及其有枝晶特征的铸件或铸锭表 面，建立金属晶体以树枝状形态成长的直观概念。二、实验设备及材料1. 带CCD的生物显微镜；2.投影仪；3.接近饱和的氯化鞍或硝酸铅 水溶液（由实验室预先配制好）；4.干净玻璃片、吸管；5.电炉或 电吹风；6.有枝晶组织的金相照片；7.有枝晶的金属铸件实物。三、实验原理晶体物质山液态凝固为固态的过程称结晶。结晶

2、过程亦为原子呈 规则排列的过程，包括形核和核长大两个基本过程。山于液态金属的结晶过程难以直接观察，而盐类亦是晶体物质， 其洛液的结晶过程和金属很相似，区别仅在于盐类是在室温下依靠溶 剂蒸发使溶液过饱和而结晶，金属则主要依靠过冷，故完全可通过观 察透明盐类溶液的结晶过程来了解金属的结晶过程。图51结晶过程三个阶段形成的三个区域a)最外层的等轴细晶粒区(100X) b)次层粗大柱状晶区(lOOX)c)中心杂乱的树枝状晶区(100X)在玻璃片上滴一滴接近饱和的氯化讓(NH4C1)或硝酸铅Pb(N6)2 水溶液，随着水分蒸发，洛液逐渐变浓而达到饱和，继而开始结晶。 我们可观察到其结晶大致可分为三个阶段

3、：第一阶段开始于液滴边 缘，因该处最薄，蒸发最快，易于形核，故产生大量晶核而先形成一 圈细小的等轴晶（如图5-la所示），接着形成较粗大的柱状晶（如图 5-lb所示）。因液滴的饱和程序是山外向里，故位向利于生长的等轴 晶得以继续长大，形成伸向中心的柱状晶。第三阶段是在液滴中心形 成杂乱的树枝状晶，且枝晶间有许多空隙（如图5-lc所示）。这是因 液滴已越来越薄，蒸发较快，晶核亦易形成，然而由于已无充足的溶 液补充，结晶出的晶体填不满枝晶间的空隙，从而能观察到明显的枝 晶。实际金属结晶时，一般均按树枝状方式长大（如图5-2所示）。 但若冷速小，液态金属的补给充分，则显示不出枝晶，故在纯金属铸 锭内

4、部是看不到枝晶的，只能看到外形不规则的等轴晶粒。但若冷速 大，液态金属势必补缩不足而在枝晶间留下空隙，其宏观组织就可明 显地观察到树枝状晶。某些金属如锤铸锭表面，即能清楚地看到枝晶 组织，如图5-3所示。若金属在结晶过程中产生了枝晶偏析，由于枝 干和枝间成分不同，其金相试样浸蚀时，浸蚀程度亦不同，枝晶特征 即能显示出来，见图5-4。图53锤锭表面浮凸的树枝状晶图54铅钱合金的显微组织四、实验步骤1. 在干净玻璃片上，用吸管滴上一滴配制好的氯化較或硝酸铅水溶 液，液滴不宜太厚，否则因蒸发太慢而不易结晶。2. 将上述滴有溶液的玻璃片放在电炉上烘烤，或用电吹风吹，以加 速水分蒸发。3. 将玻璃片置于生物显微镜下，从液滴边缘开始观察结晶过程，并 画下结晶过程示意图。4. 观察具有树枝晶组织的金相照片及铸件实物(可用放大镜)。五、注意事项(1) 溶液烘烤时间不宜过长，一般以肉眼观察到边缘稍许发白为 宜。(2) 实验时应注意试样的清洁，不要让异物落入液滴内，以免影响 结晶过程的观察。更应注意不能让液滴流到显微镜部件上，尤 其不能让它碰到物镜，以免损坏显微镜。五、实验报告要求1. 简述实验目的。2. 绘出所观察到的盐类洛液结晶过程示意图，并简述结晶过程。序号结晶示意图简述结晶过程第一阶段第二阶段第三阶段3 绘出金属铸件树枝状晶组织示意图试样材料浸蚀剂放大倍数组织