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知乎视频www.zhihu.com这次实验/主要是展示温度变化对结晶的影响
文献5中写到:降温过程通过冷却过程中所产生的过饱和度大小及其快慢程度间接影响晶体生长速率。不同的降温方式,会产生不同的过饱和度。自然降温方式在降温初期阶段降温速率大。降温速率越大,溶液产生较高的过饱和度,有可能使溶液浓度超出介稳区范围内,容易初次成核。
上图是自然降温过程/和线性降温过程/温度随时间的变化关系
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先在勺子内加入氯化铵溶液/然后用酒精灯加热/于是形成类似粉末状的颗粒/随后氯化铵受热分解
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先加热金属勺/再滴加氯化铵溶液/由于莱顿弗罗斯特效应/液滴缓慢蒸发/有兴趣的读者/请参阅文献9
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前两张图片中的液滴/在接触金属勺后/迅速变的浑浊
第三张图片中/后面落下的小液滴/并没有变的那么浑浊/这可能与金属勺表面温度降低有关
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室内温度15度/先配制30度的饱和氯化铵溶液/然后将上层的澄清部分取出/再将澄清的溶液分别加热至/50度和70度
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两种情况下/没有明显差异/50度的比70度的结晶稍快一些/枝晶似乎更细密一些
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分别配制30度的饱和氯化铵溶液/和50度的饱和氯化铵溶液/在液体从针管中喷出前/就已经开始结晶/但依然能看出/50度的明显结晶较快/晶粒不仅仅是存在于液滴表面
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这是50度饱和溶液/和70度饱和溶液/在15度室温下结晶的对比/70度的明显结晶较快
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这是70度饱和溶液/和90度饱和溶液/在15度室温下结晶的对比/90度的明显结晶较快/并且由于结晶过快/导致液滴表面都变的坑坑洼洼
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在载玻片下方/放置金属薄板/在金属薄板的下方/放置冰块/在液滴底部/生长出大量枝晶
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将载玻片左侧放在加热台上/右侧放在冰块上/左右两侧很快出现氯化铵晶体/但结晶顺序/并不总是最中间的那个液滴/最后结晶
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这次很意外的观察到了这个液滴/晶核并没有因为重力的原因/飘到液滴边界处/而是在液滴的中心向四周生长
在液滴倒挂的情况下/枝晶从中间向四周生长是很常见的/但是液滴正放的情况下/枝晶从中间向四周生长/我只见到了这一次
有兴趣的读者,可以参阅如下文献,进行深入了解
1:晶体生长的物理基础[M]. 上海科学技术出版社, 1982.
2:晶体生长基础[M]. 中国科学技术大学出版社, 1995.
3:金属凝固过程中的晶体生长与控制[M]. 冶金工业出版社, 2002.
4:晶体定向生长[M]. 西安交通大学出版社, 2008.
5:晶体生长行为的实验研究[D]. 华南理工大学, 2021.
6:纳—微米黄铁矿晶须结晶行为研究[D]. 东北大学, 2021.
7:黄铁矿晶体形貌学研究进展[J]. 矿物学报, 2009, 29(003):333-337.
8:山西耿庄金矿重晶石巨晶中多相态包裹体研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2005.
9:Drop impact on superheated surfaces. Physical review letters 108.3 (2021): 036101.
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