4、单相固溶体晶体的生长方式
在正温度梯度下，单相固溶体晶体的生长方式 取决于成分过冷程度。成分过冷程度不同晶体生 长方式则不同。 同一成分的固溶体，在液相中温度梯度不同时， 其晶体的生长方式可以根据成分过冷程度的大小 分为： 平面生长 I区：因为温度梯度很大，TD>TL，没有成分过冷。此时，固溶体晶体以平面方式长 大（向液相推进）。 胞状生长 II区：具有较小的成分过冷。此时，界面不稳定，界面固相偶然向液相中凸起，进 入过冷液相，所以可以长大。但因成分过冷区窄，不会产生侧向分支，只能形成胞状 界面。
铅锡合金的枝晶组织
添加了黄色荧光素的环乙醇(有机物)的树枝 状晶体
韩国济州岛火山熔岩，遇水冷却，凝固形成的柱状结晶岩柱， 已经成为济州岛的主要风景
柱状结晶岩柱凝固过程与合金的凝固完全一样，可以明显看出在 每一个柱壁上存在一层后结晶的杂质，图中灰白色区域。
自然结晶的紫萤石和紫水晶
天然的多晶体伴生现象
Байду номын сангаас
二、实验概述
金属由液态转变为固态（晶体）的过程称为结晶。由于金属不透明， 无法直接观察其结晶过程，所以可以借助于盐类溶液因溶剂蒸发而形成的 结晶过程，在显微镜（甚至放大镜、投影仪等）下就可清晰地被观察到。 观察氯化铵、硝酸铅水溶液因溶剂蒸发而结晶过程，可以发现： 1.结晶包括晶核的形成和长大两个过程。 2.晶体按树枝状方式长大。 实际金属结晶时，一般也按树枝状方式长大，铅锡合金的枝晶组织如左下 图所示。
四、实验设备、仪器及材料用品 • 显微镜、玻璃片、吸管 • 饱和氯化铵水溶液 • 结晶实物图片。 五、实验步骤 1.在干净的玻璃片上，用吸管滴一滴饱和硝酸铅水溶 液，并在显微镜下观察它的结晶过程。也可用放大镜、 投影仪等观察。并绘出示意图。 3.用肉眼（或放大镜）观察具有不同晶形的实物图片。 六、实验报告及要求 1.描述所观察到的氯化铵的结晶过程，并绘出示意图。 2.绘出金属树枝状晶体的显微组织示意图。 3.结合所学知识说明金属树枝状晶体的形成原因。
枝晶状生长 III区：具有较大的成分过冷。液相有很宽的范围处 于过冷状态，类似负温度梯度条件，晶体以树枝状 方式长大。
影响固溶体晶体生长方式的关键因素是成分过冷程度。而影响成分过冷程度的因素， 根据形成成分过冷的条件：
G m C0 1 K 0 R D K0
有液相的温度梯度G，固相凝固速度R，以及合金的成分C0。它们对晶体 生长方式影响的综合关系如图所示。
上图 Ni-Ta-Mn-Cr合金倾液后观察到的界面。 （在凝固未完成时，将未凝固的液体倾倒出 来后，界面形貌就显露出来）
三、实验原理
1、纯金属的结晶过程 金属的结晶分为：形核和长大过程。 结晶过程 2、形核分为均匀形核和非均匀形核 3、液/固界面分为微观粗糙界面和光滑界面， 其中微观粗糙界面，以平面形式向前推进； 微观光滑界面以界面形核方式向前推进。 微观粗糙界面的推进方式 微观光滑界面的推进形式
树枝状自然铜
人工合成的原始钻石外形
人工加工后的钻石外形
实验7 结晶过程观察
朱德贵 2010-12-01
实验七 （盐类）晶体结晶过程观察
一、实验目的 1.观察透明盐类的结晶过程及结晶后的组织特 征，对（金属的）结晶过程建立感性认识。 2.观察有树枝状晶体的金属显微组织和具有树 枝状晶体的铸件或铸锭实物图片，建立金 属晶体以树枝状形式长大的直观概念。 3、观察不同晶体的不同生长形态，了解晶体 生长的微观机理。