Макроскопические характеристики кристаллов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

 

Кафедра нанотехнологий и инженерной физики

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

_________ О.Г. Локтионова

«_____» __________ 2013г.

 

 

НАБЛЮДЕНИЕ РОСТА КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ

 

 

Методические указания

к выполнению лабораторной работы № 1

по дисциплинам «Наноматериаловедение» и «Технология конструкционных материалов. Материаловедение»

 

для студентов направлений подготовки 222900.62 и 221000.62

 

Курск 2013

 

УДК 54.057

 

Составители: А.М.Стороженко, И.А.Шабанова

 

Рецензент

Доктор физико-математических наук,

директор ЦКП Наукоемкие технологии, профессор А.П. Кузьменко

 

 

Наблюдение роста кристаллов из растворов: методические указания к выполнению лабораторной работы № 1 по дисциплинам «Наноматериаловедение» и «Технология конструкционных материалов. Материаловедение» / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: А.М.Стороженко, И.А.Шабанова. Курск, 2013. 20 с.: ил. 4. Библиогр.: с.20

 

 

Излагаются методические рекомендации по выполнению лабораторной работы №1, в которой рассматривается строение и физические характеристики кристалла, физические процессы, происходящие при образовании кристалла из насыщенного раствора. Содержатся теоретические сведения, описание оборудования и хода выполнения задания, вопросы для контроля знаний.

Методические указания соответствуют требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования и рабочих учебных планов направлений подготовки 222900.62 «Нанотехнологии и микросистемная техника» и 221000.62 «Мехатроника и робототехника», степень – бакалавр техники и технологии. Предназначены для студентов дневной формы обучения.

 

Текст печатается в авторской редакции

 

Подписано в печать . Формат 60 x 84 1/16.

Усл. печ. л. __. Уч.-изд. л. __. Тираж 30 экз. Заказ . Бесплатно.

Юго-Западный государственный университет.

305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

 

Лабораторная работа № 1

 

Наблюдение роста кристаллов из растворов

 

Цель работы: освоить методику выращивания кристаллов из насыщенных растворов солей, изучить особенности формы полученных кристаллов.

 

Оборудование: соль медного купороса, морская (поваренная) соль, дистиллированная вода, химическая посуда, нить, бумажный фильтр, воронка для фильтрации, линейка, транспортир.

 

ТЕОРИЯ

 

Макроскопические характеристики кристаллов

Кристаллическое вещество. Кристаллами называют твердые тела, обладающие упорядоченной трехмерно-периодической пространствен­ной атомной структурой и… Поверхность таких многогранни­ков ограничена более или менее со­вершенными… Кристаллическое состояние есть термодинамически равновесное состояние твердого тела. Каждой твердой фазе…

Процесс роста кристаллов

Объясняя процесс образования зародыша кристалла в растворе или расплаве, можно высказать предположение, что беспорядочно движущиеся атомы или… Такое, казалось бы, разумное предположение не согласуется с результатами… При образовании зародыша выделилось тепло. Атомы, образовавшие кристаллическую решетку зародыша, передали часть своей…

Получение и применение кристаллов

В природе монокристаллы большинства веществ без трещин, загрязнений и других дефектов встречаются крайне редко. Это привело к тому, что многие… Развитие науки и техники привело к тому, что многие драгоценные камни или… Кроме того, для многих отраслей техники и особенно для выполнения научных исследований все чаще требуются…

Задание 2. Изготовление прикладного гониометра и измерение углов между гранями кристаллов.

Оборудование: линейка, транспортир, исследуемые кристаллы.

1. Прикладной гониометр изготавливается путем подвижного закрепления линейки на транспортире с помощью винта и гайки (рис.1).

2. Для измерения углов кристалл прикладывается к гониометру у точки крепления таким образом, чтобы грань кристалла была параллельна нижней плоскости транспортира. Линейка поворачивается так, чтобы вторая грань кристалла была ей параллельна. Взаимное положение линейки и транспортира закрепляется винтом и измеряется величина угла между ними.

3. Таким же образом измеряются величины углов между другими пересекающимися гранями того же кристалла, а также между гранями других кристаллов.

4. Результаты измерений заносятся в отчетную таблицу.

Образец	Углы между гранями
Поваренная соль № 1
Поваренная соль № 2
Медный купорос № 1
…

5. В выводах к лабораторной работе следует описать форму получившихся кристаллов и указать среднее значение углов.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Строение кристалла. Микро- и макроскопический подходы.

2. Понятия однородности, анизотропии, симметрии.

3. Процесс роста кристаллов

4. Монокристаллы и дендритные образования

5. Промышленное получение кристаллов

6. Применение кристаллов

7. Закон постоянства углов и закон Гаюи

8. Устройство прикладного и отражательного гониометров

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Материаловедение и технология конструкционных материалов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / [В.Б.Арзамасов, А.Н.Волчков, В.А.Головин и др.]; под ред. В.Б.Арзамасова, А.А.Черепахина. – 3-6 изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 448 с. ISBN 978-5-7695-8359-9

2. Материаловедение в машиностроении: учебник для бакалавров / А..М.Адаскин, Ю.Е.Седов, А.К.Онегина, В.Н.Климов. – М.: Изздательсво Юрайт, 2012. – 535 с. – Серия : Бакалавр. Углубленный курс. ISBN 978-5-9916-1654-6

3. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учеб. для вузов / С.Н.Колесов, И.С.Колесов. - М.: Высш. шк., 2004. - 519 с. ISBN5-06-004412-2