Макроскопические характеристики кристаллов

Макроскопические характеристики кристаллов

Процесс роста кристаллов

Получение и применение 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

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…

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…

Углы между гранями

Поваренная соль № 1

Поваренная соль № 2

Медный купорос № 1

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.

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