盐类结晶实验报告-结晶与晶体生长形态观察.docx

盐类结晶实验报告
一、 实验名称：
盐类结晶与晶体生长形态观察
二、实验目的：
通过观察盐类的结晶过程， 掌握晶体结晶的基本规律及特点。 为理解金属的结晶理论建立
感性认识。
熟悉晶体生长形态及不同结晶条件对晶粒大小的影响。 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。
掌握冷却速度与过冷度的关系。
三、实验原理概述：
金属及其合金的结晶是在液态冷却的过程中进行的，需要有一定的过冷度，才能开始结
晶。 而金属和合金的成分、 液相中的温度梯度和凝固速度是影响成分过冷的主要因素。 晶体
的生长形态与成分过冷区的大小密切相关， 在成分过冷区较窄时形成胞状晶， 而成分过冷区
较大时，则形成树枝晶。 由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
溶液的结晶过程 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。
在玻璃片上滴一滴接近饱和的热***化氨( NH4CI )或***铅 [Pb(NO3)2] 水溶液，随着水分
蒸发， 温度降低，溶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：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 1 所示) ， 接着形成较粗大的柱状晶 (如图 2 所示) 。因
液滴的饱和程序是由外向里， 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 3 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
晶体填布满枝晶间的空隙，从而能观察到明显的枝晶。
四、材料与设备：
配置好的质量分数为 25%~30%***化铵水溶液。
玻璃片、量筒、培养皿、玻璃棒、小烧杯、***化铵、冰块。
磁力搅拌器、温度计。
生物显微镜。
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