实验：盐类晶体结晶过程及金属铸锭组织观察

实验四 盐类晶体结晶过程及金属铸锭组织观察

一、实验目的
1、观察透明盐类的结晶过程及结晶后的组织特征。
2、分析凝固条件对金属铸锭 组织的影响。
二、实验原理概述
金属或合金由液态转变为固态晶体的过程称为结晶。晶体在结晶时遵循形核与长大的规律，在实际结晶条件下，由于存在外来杂质以及容器模壁等的影响，形核一般都以非均匀形核的方式进行。晶核形成后通常按树枝状方式长大形成树枝晶。由于金属或合金不透明，无法直接观察其结晶过程，但可借以观察其他透明物质如盐类晶体的结晶，来了解金属结晶的过程。在透明盐类晶体的溶液因溶剂蒸发而引起的结晶过程中，由于临界晶核的尺寸很小，无法用肉眼观察到晶核，但在实验室中可以通过显微镜甚至放大镜、投影仪清晰地观察到正在长大的树枝晶，帮助我们了解树枝晶的形成过程。
例如，在玻璃片上滴一滴饱和的氯化铵溶液，放在投影仪上就可观察到它的结晶过程。随着液体的蒸发，结晶的过程将首先从液滴的边缘处开始，逐渐向中间扩展。结晶的第一阶段是在液滴的最外层或较薄处形成一圈细小的等轴晶体，接着，以这些等轴晶体为核心开始向各个方向生长成为柱状晶。那些向液滴中心生长的柱状晶由于容易得到液体的补充，因此发展较快，但向其他方向生长的柱状晶由于不能得到液体充分的补充，生长速度受到抑制，这样便形成了明显的方向性。这是结晶的第二阶段。在这一阶段中除了向液滴中心生长外，在垂直于柱状晶主轴的方向上还会长出二次、三次晶轴，形成了典型的平面柱状树枝晶。图1是单个树枝晶的形貌；