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结晶过程与显微组织摄影

目的

1．加深对结晶过程的理解；

2．了解光学金相显微组织的摄影方法。

一、结晶过程的动态观察

由于金属晶体不透明，晶体通常都比较细小，且一般金属结晶的温度又较室温高得多，所以难以直接观察到金属的结晶过程。人们发现，某些盐类晶体自水溶液中结晶的现象和金属较相似，可以直接地观察到其结晶的全过程。因此可借用盐类地结晶过程来认识金属地结晶规律。

若将饱和地氯化氨(NH4Cl)水溶液滴在玻璃片上，然后置于生物显微镜下观察，可以看到在液体地边缘因蒸发快而产生大量的核心，形成较细的等轴晶；随着液体的蒸发，内部也达到饱和，晶体的部分枝干迅速向内生长并产生分支，同时在液体的内部也可以形核，这些核心也以树枝晶的方式不断长大。在液体较后的地方，树枝晶的空隙被添满而不透明，在液体的数量较薄，结晶后得不到液体得补充，最终这些树枝晶将保留下来。

现利用幻灯机来进行放大，将结果投影到屏幕上。

二、显微组织的摄影

显微组织摄影是在金相显微镜下采用专门的摄影装置，把材料内部的组织或缺陷记录下来的一种分析技术。它是金相研究工作中的一个重要组成部分，一张有意义的金相照片，是分析工作的重要依据，也是正式文件或论文中必不可少组成元件。

完成好一张金相照片，主要由两部分工作组成：一是的显示清晰正确的组织，二是将组织结果完好记录并能重现。

显示正确清晰的组织

试样制作好试样有代表性，观察的视场也有代表意义，并且观察的视场内无划痕、曳尾、麻点、水迹等，制样中不能把应存在组织如铸铁中的石墨、钢中的夹杂物磨掉。

正确显示组织调整好显微镜的光学系统，照明均匀，亮度合适，选择合理的滤色片、孔镜光栏、视场光栏；确定好合理的放大倍数，达到既能辨认组织的详细结构，又能有一定的整体观；调整好焦距，让组织清晰显示。

记录结果方法

利用感光材料：即平时照相用的底片，并印出照片。制作底片要根据要求选用彩色或黑白全色片，确定合适的曝光时间，高档显微镜可用自动曝光，有些则需用试验来确定曝光时间，一般需约在4—40秒，底片选用正确的显影和定影液，正确的冲洗，操作在暗室中处理。印相也要选用合适的相纸，金相照片一般用反差较大的3、4号相纸，常规的曝光、显影和定影方法。

电子数码相机：将信息转变为数码信息，利用打印机输出图片；也可将信息转换为图形文件，利用计算机的各种存储方法保存，共以后阅读或打印输出。

三、金属铸锭组织结构

金属的铸锭由三个晶区组成。外界条件不同，所得到的组织结构也不同。下面以纯铝的铸锭组织进行说明，铸锭尺寸为直径30mm，浇注条件如表所示：

组号

铸模材料

模壁厚度

铸模温度

浇注温度

其他

1

干沙型

10mm

室温

700℃

2

铸铁

3mm

室温

700℃

3

铸铁

10mm

室温

700℃

4

铸铁

10mm

500℃

700℃

5

铸铁

10mm

室温

700℃

铁丝搅动

6

铸铁

10mm

室温

700℃

加少量的三氧化二铝粉(变质剂)

7

铸铁

10mm

室温

900℃

将铸锭取出，从中锯开，磨平，用“王水”侵蚀，结果如图所示。

文档使用说明

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结晶过程与显微组织摄影使用说明

一、目的与背景

本使用说明旨在详细介绍“结晶过程与显微组织摄影”的实验方法与操作流程，帮助用户深入理解金属结晶过程及其显微组织的观察与记录技术。通过本实验，用户将能够掌握金属及类似盐类晶体结晶过程的动态观察方法，以及利用金相显微镜进行显微组织摄影的技术，为后续的金属材料分析与研究提供有力支持。

二、结晶过程的动态观察

2.1观察对象与设备

由于金属晶体本身的不透明性及高温结晶特性，直接观察其结晶过程存在困难。因此，我们常采用与金属结晶过程相似的盐类晶体（如饱和氯化铵溶液）作为观察对象。观察设备主要包括生物显微镜、幻灯机及投影屏幕等。

2.2操作步骤

准备溶液：配制饱和氯化铵(NH?Cl)水溶液。

滴液观察：将饱和溶液滴在干净的玻璃片上，并放置于生物显微镜下。

动态观察：观察并记录晶体从边缘开始形成核心，逐渐向内生长，形成树枝晶等过程的细节。注意晶体形态、生长速度及分布情况等变化。

放大投影：利用幻灯机将显微镜下的观察结果放大并投影到屏幕上，以便更清晰地展示结晶过程。

三、显微组织的摄影

3.1设备与材料

显微组织摄影需要金相显微镜、专门的摄影装置（如感光材料或电子数码相机）、相纸或打印机等。同时，还需准备待观察的试样，确保其代表性及无划痕、曳尾等缺陷。

3.2试样制备

取样：从待测材料中选取具有代表性的试样。

制样：对试样进行磨平、抛光等处理，确保观察面光滑无缺陷。

侵蚀：使用适当的侵蚀剂（如“王水”）对试样进行侵蚀，以显示出材料的内部组织。

3.3摄影步骤

设备调整：将试样放置于金相显