第一篇：結晶實驗教案

材料的凝固（結晶）實驗

實驗教學課時：2小時

教學要求（分別掌握、熟悉、了解三個層次）教學要求：

1.了解材料凝固（結晶）的熱力學條件、結晶的過冷現象、結晶過程。

2.掌握均勻形核的條件、理解非均勻形核的條件。

3.理解形核功、粗糙界面、光滑界面的概念。

4.理解影響形核的主要因數；理解晶體長大的動力學條件。

5.了解晶體長大機制及凝固時晶體的生長形態。

6.理解樹枝狀長大、偽共晶、離異共晶的概念。

7.了解快均質成核和非均質成核等凝固技術的應用。

實驗教學目的：通過實驗深刻理解異質成核在實際材料結晶過程中的重要性，掌握從過飽和溶液中結晶晶體的實驗方法。

實驗教學內容（注明：重點、難點及疑點）

（1）從明礬的過飽和溶液中結晶明礬石晶體。

（2）從氯化銨過飽和溶液中結晶氯化銨雪花狀晶體。

實驗教學過程設計：

第一次實驗：（40分鐘實驗）

從焊接、鑄造、單晶制備、區域提純等工程問題引入、說明凝固理論的重要性。、從液態金屬的結構特征，均勻形核熱力學條件講清結晶形核的必要條件。、重點講純金屬均勻形核臨界晶核半徑、臨界形核功推導。簡述非均勻形核，講清差別。、圖示講清形核率與過冷度關系、小結

第二次課： 2010.4.22 1、利用高倍枝晶 SEM 照片，引入晶核長大。、從粗糙界面和光滑界面概念，研究晶核長大機制（微觀）。、從正負溫度梯度對結晶長大的影響分析晶核長大形態（宏觀）。、從均晶相圖分析引入固溶體合金凝固的溶質再分配。、這部分公式推導多，重在學習方法（樹林與樹的關系），要求學生重點先分清各部分之間的 關系，再進行具體的研究。、以均晶合金平衡凝固講清概念。研究一般情況的溶質再分配微分方程與邊界條件。方程求

解略講。要求學生復習微分方程求解。

第三次課： 2010.4.26 1、討論一般情況的溶質再分配微分方程，三種情況討論，重在相互關系，與冷凝速度關系。、從液態溶質再分配規律和均晶相圖引出成分過冷。、圖示推導成分過冷公式，成分過冷極大值。分析實驗可控參數及應用。、圖解分析固溶體合金凝固的晶體生長形態。、講清共晶合金凝固的組織形態與固液界面的關系。、利用凝固理論分析鑄件結晶組織三個區的形成及特點，分析凝固條件對鑄錠組織與缺陷的 影響，組織控制技術。

（內容過多，約差一節課，后移）、利用凝固理論分析凝固技術應用，重在原理分析，擴展視野，區域提純技術講清原理和溶

液質分布方程，推導略提示。8、小結

教學方法及手段：

1、多媒體，傳統板書。

討論、作業：

正立方體均勻形核臨界晶核半徑、臨界形核功推導。

參考資料：

備注： 2010.5.4，實驗一：體視顯微鏡、金相顯微鏡的使用及結晶過程觀察

結晶實驗

一、實驗目的

通過實驗深刻理解異質成核在實際材料結晶過程中的重要性，掌握從過飽和溶液中結晶晶體的實驗方法。

二、實驗原理

物質在一定的外界溫度和環境下發生成核和長大的過程我們稱之為結晶。其往往會因外界環境的不同產生均質成核和非均質成核現象。在特殊的實驗條件下，液態金屬才有可能出現均質成核。但無論是懸浮在液體中的還是裝盛液體的容器壁上與液體接觸的夾雜物都提供了能在其上形成固體的表面。這樣就可以得到曲率半徑大于臨界半徑的固體顆粒，同時固體和液體之間的總表面很小。只要有少數原子聚集在一起，就可以產生一個具有所需曲率半徑的固體顆粒。達到臨界尺寸所要求的過冷度小得多，因此成核較易出現，在夾雜物表面上的成核稱為異質成核。

按照成核的動力學計算，物質發生成核的必需條件為： RＫ（臨界晶胚半徑）越小，越易形成新相。RＫ與溫度關系，要發生相變必須過冷T?T0，? T愈小，RＫ愈大，越不易形成新相。影響RＫ的因素有外因和內因兩個方面。由 RＫ計算系統中單位體積的自由焓變化。要形成臨界半徑大小的新相，需作的功等于新相界面能的1/3。過冷度越大系統臨界自由焓變化越小，即成核位壘越小，相變過程越容易進行。?GＫ越小，具有臨界半徑RＫ的粒子數愈多，越易發生成核結晶。除這些因素外，異質成核發生的重要原因是：有外加界面參加，成核基體存在降低成核位壘，有利于成核。即產生較小的過冷度即可以成核結晶。

三、實驗設備和材料

化學純明礬試劑、化學純氯化銨試劑、蒸餾水、燒杯、玻璃棒、棉線，放大鏡等。

四、實驗內容

（１）從明礬的過飽和溶液中結晶明礬石晶體。實驗步驟：

① 準確稱量10克粗明礬，并將其溶解于50毫升蒸餾水中。

② 將盛有明礬溶液的燒杯盛放在帶有石棉網的電爐上加熱，并不斷攪拌，使之完全溶解，形成過飽和明礬溶液。

③ 不斷攪拌溶液，同時緩緩移去電爐，使之冷卻。

④ 將大約10CM的棉線系綁在玻璃榜上，緩緩放入溶液中。（棉線端浸入過飽和溶液中。）

⑤ 靜置溶液至室溫或更低溫度。⑥ 觀察溶液中結晶出的明礬晶體。（２）從氯化銨過飽和溶液中結晶氯化銨雪花狀晶體。實驗步驟：

① 取一個250ML干凈的燒杯，置入約20ML～50ML純水，放進冰浴中冰鎮冷卻。(用于最后過濾清洗結晶之用。)取另一 250ML燒杯，秤取約40克粗制氯化銨。

② 再以量筒量取80ML純水，加入粗氯化銨中攪拌溶解之。(氯化銨與水的比率約為1比2)③ 試樣溶解后，將燒杯置于三腳架之陶瓷心網上，點燃酒精燈加熱之，并且不停地攪拌，至溶液沸騰，計時。在加熱期間，可以先安裝抽氣過濾裝置。裝置時，應注意小心不要將水流抽氣器裝反了。漏斗底端之尖嘴應超過過濾瓶分支出口以免濾液被抽進抽氣器而造成損失。過濾后先排掉水流，再將漏斗拆下。

④ 將大小適中的濾紙放進布氏漏斗中，再以蒸餾水沾濕，使其能貼緊于濾孔上。溶液繼續攪拌加熱至澄清并沸騰。至杯內壁產生少量的白色結晶，即可熄火。記錄最高溫度持續之時間和最高加熱溫度。

⑤ 緩緩打開水龍頭，以免過濾瓶傾覆。開始抽吸，趁熱，以玻棒抵住濾紙，迅速過濾。愈快愈好，記下過濾時間。

⑥ 小心且快速的將過濾瓶內的氯化銨溶液傾入一干凈的250ML燒杯中。將盛裝氯化銨熱溶液的燒杯，置入冰浴中冷卻之，并且不斷地攪拌。量取冷卻時的最低溫度并記錄維持此段溫度的時間。(冷卻溫度應低于5℃以下，并保持至少5分鐘以上。)⑦ 打開抽氣器的水龍頭再將冷卻的氯化銨結晶倒入布氏漏斗抽氣過濾并干燥。

⑧ 以藥勺刮取干燥的氯化銨結晶于新濾紙上或燒杯中稱重記錄數據。⑨ 觀察結晶形狀。

五、實驗要求

1.認真觀察兩種過飽和溶液析出晶體的過程。2.對自己所結晶的明礬石和氯化銨晶體的數量、形態和大小進行觀察描述。3.對兩種異質成核現象進行分析比較和總結。

第二篇：關于水結晶實驗的感悟1

環化學院 化工122班 姜廣 12412048

關于水結晶實驗的感悟

看了水結晶的實驗后感觸很深，一滴水竟然有這樣大的魔力，感受人類的感情并擁有自己的感情，能表現出自己的喜怒哀樂，這充分體現中國古人所說的萬物皆有情的說法，我想著也就是宇宙的和諧之處吧，也正是這樣的和諧才孕育才世間萬物并存在上億年之久，大自然真是太神奇了。但中國的古人更了不起，竟然能在生產工具與技術那樣落后的時代創造出如此先進的思想。

首先讓我們非常驚嘆和自豪的就是中華文明的先進性，中國古人的思想竟然超前了西方的同類研究成果數千年，這不禁讓我激動不已，我由衷地敬佩我們的國家不再被他人看做是思想 文化落后的民族，這些優秀的文化遺產給給那些看不起中華民族的人一個強大的回應。我們要自豪地告訴他們我們有豐富的思想文化體系，而且還遠遠超過你們幾千年。

還有就是讓我感到對當今年輕人的可恨與可憐。尤其那些終日一味盲目追求外國潮流的人，自己的祖國放著無盡的優秀知識與文化的沉淀，他們卻看不見 看不起，一味地把目光投向外國的時尚潮流，還不停地指責我們的文化和學習我們的文化的人老土 刻板 落后，甚至對我們的文化心存藐視，真實搞不懂他們是怎么想的？這也怪不得外國人看不起我們，試想一個連自己本土文化都不熱愛 不繼承的民族又怎能讓別人看得起呢？又談何讓外國人去學習呢？

因此從現在開始我們就要學校了，用我們的的傳統文化去武裝自己的頭腦，去影響我們的的人生觀與價值觀，做一個真正的中國人。

關于水結晶的實驗我覺得它充分體現了佛教中因果禍福的思想，我們就應該學會時常心懷感恩 為人和善，用積極樂觀的態度去面對人生。

心懷感恩就是要我們用一顆感恩的心去面對生活，不少人時常會抱怨自己怎么就怎么倒霉呢，那是因為這些人之看到了正經的不如意，卻忽視了自幾擁有的一切。而現在我們要做的就是發現自己的擁有的幸福，用一顆感恩的心去面對它們，我們應該慶幸自己得到這么多來自上天的恩賜與厚愛，感謝自己生長在這么美好世界里，感恩自己得到父母無微不至的愛，我們得到的是自己永遠也還不清的，因此我們要心懷感恩。

與人為善，就是要求我們善待周圍的人與物，我們美化自己的心靈，用一顆純潔的心去對待養育我們的父母和關心我們的朋友。一滴水都能感受到你對他的真心，而何況是人呢？俗話說我為人人，人人為我 只有我們真心對待他人就不愁自己沒回報，這種回報不一定是金錢的回報，每當我們獻出自己的愛心后會非常充實與開心，更加體會到人生的價值所在。當今社會太多太多的和諧現象發生，那些對自然資源無休止的掠奪與開發，各種與經濟利益相關的欺詐與交易是在是太缺乏道德了，我們的社會正需要傳統文化的拯救，好好學習儒家文化中的精萃，讓我們的社會更加和諧與美好。

中華五千年的文化沉淀博大精深 源遠流長，是我們每個現代人都要虛心學習的寶貴財富，去實現中華民族的繁榮與復興

第三篇：化工原理結晶、萃取教案

結晶、萃取

1.結晶器

用于結晶操作的設備。結晶器的類型很多，按溶液獲得過飽和狀態的方法可分蒸發結晶器和冷卻結晶器；按流動方式可分母液循環結晶器和晶漿（即母液和晶體的混合物）循環結晶器；按操作方式可分連續結晶器和間歇結晶器。一種槽形容器，器壁設有夾套或器內裝有蛇管，用以加熱或冷卻槽內溶液。結晶槽可用作蒸發結晶器或冷卻結晶器。為提高晶體生產強度，可在槽內增設攪拌器。結晶槽可用于連續操作或間歇操作。間歇操作得到的晶體較大，但晶體易連成晶簇，夾帶母液，影響產品純度。這種結晶器結構簡單，生產強度較低，適用于小批量產品（如化學試劑和生化試劑等）的生產。

1.1強制循環蒸發結晶器

一種晶漿循環式連續結晶器（圖1）。操作時,料液自循環管下部加入，與離開結晶室底部的晶漿混合后，由泵送往加熱室。

1.2DTB型蒸發結晶器

即導流筒-擋板蒸發結晶器，也是一種晶漿循環式結晶器。1.3奧斯陸型蒸發結晶器

又稱為克里斯塔爾結晶器，一種母液循環式連續結晶器。2.萃取

液－液萃取又稱溶劑萃取，是向液體混合物中加入適當溶劑(萃取劑)，利用原混合物中各組分在溶劑中溶解度的差異，使溶質組分A從原料液轉換到溶劑S的過程，它是三十年代用于工業生產的新的液體混合物分離技術。隨著萃取應用領域的擴展，回流萃取，雙溶劑萃取，反應萃取，超臨界萃取以及液膜分離技術相繼問世，使得萃取成為分離液體混合物很有生命力的單元操作之一。蒸餾和萃取均屬分離液體混合物的單元操作，對于一種具體的混合物，要會經濟合理化的選擇適宜的分離方法。一般工業萃取過程分為如下三個基本階段：

1.1混合過程 將一定量的溶劑加入到原料液中，采取措施使之充分混合，以實現溶質由原料向溶劑的轉移的過程；

1.2沉降分層 分離出萃取相與萃余相。1.3脫出溶劑 獲得萃取液與萃余液，回收的萃取劑循環使用。翠取過程可在逐級接觸式或微分接觸式設備中進行，可連續操作也可分批進行。

3.1 液-液萃取設備

和氣-液傳質過程類似, 在液-液萃取過程中, 要求在萃取設備內能使兩相密切接觸并伴有較高程度的湍動,以實現兩相之間的質量傳遞;而后,又能較快地分離.但是, 由于液液萃取中兩相間的密度差較小,實現兩相的密切接觸和快速分離.要比氣液系統困難的多.為了適應這種特點,出現了多種結構型式的萃取設備。目前,為了工業所采用的各種類型設備已超過30種,而且還不斷開發出新型萃取設備。根據兩相的接觸方式,萃取設備可分為逐級接觸式和微分接觸式兩大類;根據有無外功輸入,又可分為有外能量和無外能量兩種。工業上常用萃取設備的分類情況如下表: 本接簡要介紹一些典型的萃取設備及其操作特性。

3.2混合-澄清槽

混合-澄清槽是最早使用,而且目前仍廣泛用于工業生產的一種典型逐級接觸式萃取設備。它可單級操作,也可多級組合操作.每個萃取級均包括混合槽和澄清槽兩個主要部分。為了使不互溶液體中的一相被分散成液滴而均勻分散到另一相中,以加大相際接觸面積并提高傳質速率,混合槽中通常安裝攪拌裝置.也可用脈沖或噴射器來實現兩相的充分混合。澄清器的作用是將已接近于平衡狀態的兩液相進行有效的分離.4.塔式萃取設備

習慣上,將高徑比很大的萃取裝置統稱為塔式萃取設備.為了獲得滿意的萃取效果, 塔設備應具有分散裝置,以提供兩相混合和分離所采用的措施不同,出現不同結構型式的萃取塔。

4.1填料萃取塔

用于萃取的填料塔與用于氣－液傳質過程的填料塔結構上基本相同，即在塔體內支承板上充填一定高度的填料層。萃取操作時，連續相充滿整個塔中，分散相以液滴狀通過連續相。5.萃取設備的選擇

各種不同類型的萃取設備具有不同的特性,萃取過程中物系性質對操作的影響錯綜復雜.對于具體的萃取過程選擇適宜設備的原則是:首先滿足工藝條件和要求，然后進行經濟核算,使設備費和操作費總和趨于最低.萃取設備的選擇, 應考慮如下的因素: 5.1所需的理論級數

當所需的理論級數不大于2-3級時,各種萃取設備均可滿足要求;當所需的理論級數較多(如大于4-5級)時,可選用篩板塔;當所需的理論級數再多(如10-20級)時, 可選用有能量輸入的設備, 5.2生產能力

當處理量較小時,可選用填料塔,脈沖塔.對于較大的生產能力,可選用篩板塔, 轉盤塔及混合-澄清槽.離心萃取器的處理能力也相當大.5.5其它

在選用設備時,還需考慮其它一些因素,如:能源供應狀況,在缺電的地區應盡可能選用依重力流動的設備;當廠房地面受到限制時,宜選用塔式設備, 而當廠房高度受到限制時,應選用混合澄清槽。

四、課堂小結

本節課所學知識點比較多，但應分清主次，應重點復習需掌握結晶和萃取的定義，了解相關設備的結構及工作原理。

五、布置作業

課后習題3（34-46）。

第四篇：金屬的結構與結晶 教案

《金屬材料與熱處理》教案

【復習提問】1.何謂金屬的力學性能？金屬的力學性能包括哪些？

2.何謂金屬的工藝性能？主要包括哪些內容？

【新課】（2課時）

第二章 金屬的結構與結晶

【基本要求】1.了解金屬的晶體結構；

2.掌握純金屬的結晶過程；

【重點】1.有關金屬結構的基本概念：晶面、晶向、晶體、晶格、單晶體、多晶體，金屬晶格的三種常見類型。2.金屬結晶的基本過程。

3.晶粒的概念及晶粒大小對金屬性能的影響。

【難點】

實際金屬的晶體缺陷及其對金屬性能的影響（選講）。

§2-1金屬的晶體結構

一、晶體與非晶體

晶體：所謂晶體是指其原子（離子或分子）在空間呈規則排列的物體。

（晶體內的原子之所以在空間是規則排列，主要是由于各原子之間的相互吸引力與排斥力相平衡的結果。）原子在空間呈規則排列的固體物質稱為“晶體”。

非晶體：在物質內部，凡原子呈無序堆積狀態的（如普通玻璃、松香、樹脂等）。非晶體的原子則是無規律、無次序地堆積在一起的。

二、晶體結構的概念 1．晶格和晶胞

晶格：把點陣中的結點假想用一系列平行直線連接起來構成空間格子稱為晶格。晶胞：構成晶格的最基本單元。

晶格中各種方位的原子面稱為“晶面”，構成晶格的最基本幾何單元稱為“晶胞”。2．晶面和晶向

晶面：點陣中的結點所構成的平面。晶向：點陣中的結點所組成的直線。

由于晶體中原子排列的規律性，可以用晶胞來描述其排列特征。

（陣點（結點）：把原子（離子或分子）抽象為規則排列于空間的幾何點，稱為陣點或結點。點陣：陣點（或結點）在空間的排列方式稱晶體

圖2-6

面心立方晶格

（三）密排六方晶格

由12個原子構成的簡單六方晶體，且在上下兩個六方面心還各有一個原子，而且簡單六方體中心還有3個原子。

屬于這種晶格的金屬有鈹（Be）、Mg、Zn、鎘（Cd）等。

圖2-7 密排六方晶格

§2-2純金屬的結晶

結晶的基本概念：一切物質從液態到固態的轉變過程稱為凝固，如凝固后形成晶體結構，則稱為結晶。金屬在固態下通常都是晶體，所以金屬自液態冷卻轉變為固態的過程，稱為金屬的結晶。

一、純金屬的冷卻曲線及過冷度

實際結晶溫度的測定：（冷卻曲線）

圖2-14 過冷度對晶粒大小的影響

過冷度大，ΔF大，結晶驅動力大，形核率和長大速度都大，且N的增加比G增加得快，提高了N與G的比值，晶粒變細，但過冷度過大，對晶粒細化不利，結晶發生困難。見圖2-14。

2）變質處理：在液態金屬結晶前，特意加入某些合金，造成大量可以成為非自發晶核的固態質點，使結晶時的晶核數目大大增加，從而提高了形核率，細化晶粒，這種處理方法即為變質處理。

3）振動處理：

四、金屬晶體結構的缺陷

晶體缺陷：晶體中出現的各種不規則的原子堆積現象。1． 空位、間隙原子和置代原子

晶體中的空位、間隙原子、雜質原子都是點缺陷。

圖2-15 點缺陷示意圖

2． 位錯可認為是晶格中一部分晶體相對于另一部分晶體的位錯

局部滑移而造成。滑移部分與未滑移部分的交界線即為位錯線。

第五篇：總結：草酸鈣結晶

一

含草酸鈣簇晶

大黃虎杖 3 何首烏

番瀉葉 5 枇杷葉 6 廖大青葉

人參紅參西洋參 10 田七

太子參 12 商陸 13遠志 14 牽牛子 15 徐長卿

丁香紫花地丁 17 金銀花 18 洋金花

桑寄生 20 槲寄生白芍 22 赤芍牡丹皮

梔子決明子酸棗仁 27 吳茱萸 28 山茱萸 29 小茴香

口訣： 第一句

蓼科三葉五加四；（廖科三個，葉類三個，五加科四個）

第二句

太f子牽牛路長遠 ；

第三句

丁丁金金寄生白丹池（赤）；

第四句

梔子明早茱萸回。（早通棗）

二 含草酸鈣方晶 商陸 2 補骨脂 3 黃柏 4 木瓜 5 枇杷葉石菖蒲 7 厚樸 8 洋金花

益母草 10 梔子 11 槐花 12 遠志 甘草 14 苦參 15 酸棗仁 16 桑寄生 槲寄生17 桑白皮 18 蘇木 19 麻黃

砂仁 21 豬苓 22 大血藤 23 雞血藤 24 紅花

香加皮 26 枳殼 27 番瀉葉 28 葛根 29 金櫻子 口訣： 第一句

商女不知黃瓜恨，半夜（葉）又唱厚金花，第二句

益母知子懷遠志，第三句

同甘共苦心酸寄生桑蘇黃；

第四句

殺豬留血如紅花，第五句

加洲枳殼瀉葉歸根成精英。

三 含草酸鈣砂晶

牛膝 2 秦皮 3 鉤藤 4 草麻黃 5 洋金花 6 地骨皮 口訣： 殺牛請勾心，骨皮炒羊筋。

四 含草酸鈣針晶

龍膽 2 巴戟天 3 肉桂 4 商陸 5 半夏 6蒼術 7白術

天麻 9 山藥 10廣藿香 11 麥冬 12 石斛 13 益母草

口訣： 真龍把肉商嚇蒼白，跑到天山種香麥。（另加上

益母草

石 斛）

五

含草酸鈣柱晶

射干 川射干 2 沉香 3 肉桂 4 補骨脂 5 淫羊藿 口訣 ： 一炷香時間，吃掉羊肉，吸干骨質。

六 含草酸鈣結晶（沒有注明何種結晶）

防己 2 浙貝母 3 蒲公英 4 川芎 5 木通 口訣： 防備捅胸脯。

木通含棱晶 七 晶纖維 即 晶鞘纖維 苦參 2 木通 3 雞血藤 4 枇杷葉 5 葛根 6 甘草 7 石菖蒲 8 黃柏 9 番瀉葉 口訣 ： 昌微博，感謝哥，木若苦雞巴。

昌（石菖蒲）微博（黃柏），感（甘草）謝（番瀉葉）哥（葛根），木（木通）

若苦（苦參）雞（雞血藤）巴（枇杷葉）。

2012年的執業考試中，出現了天南星含有針晶，干姜有油細胞等冷門，大家看書總結的時候還是要更細節一些，特別是中藥的舉例，一定要仔細的看。