结晶过程得观察

1、结晶过程得观察一、实验目得1. 通过观察透明盐类得结晶过程及其晶体组织特征, 为理解、掌握金属得结晶理论建立感性认识。2. 通过观察具有枝晶组织得金相照片及其有枝晶特征得铸件或铸锭表面, 建立金属晶体以树枝状形态成长得直观概念。二、设备仪器1. 生物显微镜2. 接近饱与得氯化铵或硝酸铅水溶液 （ 由实验室预先配制好 ）;3. 干净玻璃片、吸管 ;4. 电炉或电吹风 ;5. 有枝晶组织得金相照片。6. 有枝晶得金属铸件 （ 锭）实物。三、生物显微镜构造及工作原理（ 一 ） 显微镜得基本结构显微镜就是实验室中最常用得仪器。我们要了解它得基本结构 , 并学会使用显微镜得方 法。显微镜得中部有一弯曲得

2、柄 , 称镜臂 ; 基部有一马蹄形部分 , 就是镜座。自柜中取用时 , 用右手握紧镜臂 , 左手托住镜座 , 保持镜体直立 , 轻轻放置于桌上 , 观察各部构造。镜座上得短柱叫镜柱。镜臂基部有一个方形或圆形得平台, 就是载物台 （或称镜台 ）。台得中央有一圆孔 , 可通过光线。两侧有压片夹 , 用以固定玻片标本。现代得显微镜具镜台 X-Y 驱动器 ,用以固定与移动玻片标本。在圆孔得下面, 有由一片或数片透镜所组成得聚光器 , 有集射光线于物体得作用。 在聚光器下方有反光镜 , 可将光线反射至聚光器。 此镜一面平 , 一面 凹。凹面具有较强得反光性 ,多用于光线较暗得情况下 ; 光线较强时用平面

3、镜即可。 电子显微 镜得光源来源于内光源 , 位于镜座靠后方。 镜座右侧臂有调节螺旋 ,可以前后调节改变光线得 强弱。光线较强适于观察色深得物体 ;光线较弱适于观察透明 （或无色 ）得物体。在载物台得圆孔上方 , 有一附于镜柄上端得圆筒称为镜筒 , 其上下两端附有镜头。 现代得 显微镜一般有两个镜筒。两镜筒之间得距离 , 可按观察者双目得得距离调节。 镜筒上端为接目镜 ( 或称目镜 ), 可从镜筒内抽出。接目镜有低倍与高倍之分。 在镜筒下端有可放置得圆盘叫旋转器 , 下面附有 24 个接物镜 ( 或称物镜 )以螺旋旋入 旋转器内。接物镜也有低倍与高倍之分。转动旋转器可换用接物镜。在镜臂上有两组

4、螺旋。大得叫粗调焦器 , 小得叫细调焦器。现代得显微镜粗、细调焦器 常组合在一起 , 外周粗得螺旋为粗调焦器 , 小得叫细调焦器。 用调焦器调焦点。 粗调焦器升降 镜筒较快 ,用于低倍镜调焦 ; 细调焦器升降镜筒较慢 , 用于高倍镜调焦。接物镜有低倍与高倍之分。较短得就是低倍 , 一般放大 10 倍(10 ); 较长得就是高倍 , 一般放大 40 倍(40 ) 、油物镜放大 100倍(100 ) 。接目镜也有高低倍之分 ,较长得就是低 倍,一般放大 5倍(5)或6倍(6), 较短得就是高倍 ,一般放大 10倍(10)、12倍(12) 或 15 倍(15) 。显微镜得总放大倍数就是接目镜得放大倍

5、数与接物镜放大倍数得乘积。例如, 作用 5接目镜与 10接物镜 , 则总放大倍数就是 50 倍。使用 10接目镜与 40接物镜 , 则总放大 倍数就是 400 倍。( 二 ) 显微镜得使用方法1. 光线得调节 : 使用显微镜时 , 应使镜臂向着自己 ( 现代显微镜使镜臂反向对着自己 ), 摆 好显微镜 , 平放在实验台上。转动粗调焦器 ,把镜筒向上提起。转动旋转器 , 使低倍接物镜对 准载物台得圆孔。二者相距约 2cm左右,打开光源按钮 , 向前向后移动按钮 , 两眼对着双筒接 目镜观察 , 调节光线得强弱至适宜强度。2. 低倍镜得使用 : 将需观察得标本装片放在载物台上 , 使标本正对中央圆

6、孔。 用玻片夹固 定。俯首侧视接物镜 , 并顺时针方向旋动粗调焦螺旋 , 使载物台上升到装片与接物镜约0、5厘米处。危重双眼全睁自目镜观察 , 并向逆时针方向慢慢地转动粗调焦螺旋 , 使载物台下降至 能见到物像为止。为使见到得物像更清晰 , 再来回转动细调焦螺旋。3. 高倍镜得使用 :需用高倍镜时 , 一定就是在上述低倍镜下能瞧清物像得前提下进行。 首 先将要详细瞧得部分移到视野正中央 ,转动转换器 , 换高倍物镜。转动细调焦器 ,上下调节 , 使物像达到最清晰为止。图 1 电子生物显微镜四、试验原理晶体物质由液态凝固为固态得过程称结晶。结晶过程亦为原子呈规则排列得过程, 包括形核与核长大两个

7、基本过程。由于液态金属得结晶过程难以直接观察 , 而盐类亦就是晶体物质 , 其溶液得结晶过程与 金属很相似 , 区别仅在于盐类就是在室温下依靠溶剂蒸发使溶液过饱与而结晶 , 金属则主要 依靠过冷 , 故完全可通过观察透明盐类溶液得结晶过程来了解金属得结晶过程。在玻璃片上滴一滴接近饱与得氯化铵 (NH4Cl) 或硝酸铅 Pb(NO3) 2 水溶液 ,随着水分蒸发 溶液逐渐变浓而达到饱与 , 继而开始结晶。 我们可观察到其结晶大致可分为三个阶段: 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得 等轴晶 , 接着形成较粗大得柱状晶。 因液滴得饱

8、与程序就是由外向里 , 故位向利于生长得等轴 晶得以继续长大 , 形成伸向中心得柱状晶。第三阶段就是在液滴中心形成杂乱得树枝状晶 , 且枝晶间有许多空隙 (如图 2所示) 。这就是因液滴已越来越薄 , 蒸发较快 ,晶核亦易形成 , 然 而由于已无充足得溶液补充 , 结晶出得晶体填不满枝晶间得空隙 ,从而能观察到明显得枝晶。图 2 中心杂乱得树枝状晶区 (100 )实际金属结晶时 ,一般均按树枝状方式长大 (如图 3 所示) 。但若冷速小 ,液态金属得补给 充分,则显示不出枝晶 ,故在纯金属铸锭内部就是瞧不到枝晶得 , 只能瞧到外形不规则得等轴 晶粒。但若冷速大 ,液态金属势必补缩不足而在枝晶间

9、留下空隙, 其宏观组织就可明显地观察到树枝状晶。 某些金属如锑铸锭表面 , 即能清楚地瞧到枝晶组织 ,如图 4所示。若金属在结晶 过程中产生了枝晶偏析 , 由于枝干与枝间成分不同 , 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。图3 树枝晶生长图 (100 )图 4 锑锭表面浮凸得树枝状晶图 5 铅锑合金得显微组织五、实验步骤1.在干净玻璃片上 ,用吸管滴上一滴配制好得氯化铵或硝酸铅水溶液 ,液滴不宜太厚 , 否 则因蒸发太慢而不易结晶。2. 将上述滴有溶液得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.