Metoda de creștere a cristalelor la domiciliu

Invenția se referă la domeniul cristalografiei și pot fi utilizate pentru creșterea monocristalelor și agregate de cristale în casă în scopuri decorative. Invenția constă în faptul că formarea unei soluții de materie primă, de exemplu, sulfat de cupru CuSO4 5H2 O sau sare de sânge roșu K3 Fe (CN) 4. în apă pentru a obține o soluție saturată, urmată de încălzire la 45 ° C, a dat soluția nesaturată în care o temperatură Troom 8 o C este însămânțată crescute în prealabil pe o schelă cu platine și o buclă, după care soluția a fost răcită la temperatura camerei pentru a se obține o soluție suprasaturată care vă permite să crească cristale mari de mărimea potrivită și forma decorativă. soluțiile de pornire adecvate sunt utilizate în plus față de menționat soluții apoase de săruri minerale: sulfat de nichel NiSO4 7H2O, sulfat de magneziu, MgSO4 7H2O, dicromat de potasiu K2 Cr2 O7. ferocianura K4 [Fe (CN) 6] 3H2O, mangan diclorura MnCI2 4H2O, cupru diclorura CuCI2 2H2O și altele. Prezenta invenție permite obținerea unor cristale unice pure sau agregate de cristale forme decorative. 6 zp.ph-lo, 3 bol.







Invenția se referă la câmpul de cristalografie și poate fi folosit pentru cultivarea cristalelor singulare și a creșterilor interne ale cristalelor în scopuri decorative.

O metodă de obținere a cristalelor de compuși solubili în apă [1], care cuprinde dizolvarea materiei prime în apă pentru a obține o soluție saturată, încălzirea și răcirea ulterioară, în care este introdusă apa în următoarele impurități de compuși anorganici: CoSO4. MgSO4. FeF3. CuSO4. ZnSO4. KAI (S04) 2. KSO3. KCrO4. K3Fe (CN) 6. KClO4. KCr (S04) 2.

Metoda cunoscută oferă un singur cristal al acestor săruri, dar aceasta nu permite să se obțină cristale unice de mari dimensiuni, de înaltă puritate, forme decorative, pentru că nu există nici un mod tehnologic, care permite obținerea de cristale unice mari și agregate cristaline de forme decorative ridicate. Mai mult, forma și calitatea monocristalelor cultivate sunt influențate în mare măsură de metoda și viteza de răcire a soluțiilor în soluție de sistem, apă de sticlă, că răcirea incorectă duce la o pierdere masivă de substanță pe pereții matriței. În plus, de regulă, concentrația substanței dizolvate în soluție în diferitele sale puncte este aceeași. Dar dacă se creează o diferență de temperatură în soluție, atunci apare un gradient al potențialului chimic, care promovează apariția difuziei și redistribuirii concentrațiilor și, prin urmare, creșterea dirijată a cristalelor.

Se cunoaște că până acum introducerea unui purtător de cristal cu o sămânță a fost efectuată imediat într-o soluție suprasaturată. Suprasaturarea a fost menținută prin scăderea constantă a temperaturii. O astfel de tehnologie de obținere a cristalelor a furnizat, de regulă, o rată suficientă de creștere a cristalului, ceea ce a condus la formarea de micro-fisuri și heterogenitate a structurii și compoziției cristalului între diferitele sale zone.

A început procesul de cristalizare regulă 50 - 70 o C. Un pericol particular la aceste temperaturi matrița este de deschidere în timpul manipulării primerilor, în plus, cu o creștere a temperaturii scade lățimea zonei metastabile a reactorului. În tehnologiile cunoscute, de regulă, suportul de cristal este plasat într-o soluție suprasaturată la o temperatură cuprinsă între 55 și 56 ° C. La astfel de temperaturi, cu o soluție nesaturată, semințele din ea se dizolvă rapid. Prin urmare, pentru a obține cristale satisfăcătoare, este necesară o subrăcire de zeci de grade. O creștere a gradului de suprasaturare a soluției duce la deteriorarea cristalului și la parazitizarea cristalizatorului. Toate acestea nu vă permit să primiți cu încredere cristale de înaltă calitate folosind tehnologii cunoscute.

Invenția rezolvă problema creării unui cristal unic de mare pur sau a unui grup de cristale decorative.

Problema este rezolvată prin aceea că, în metoda de cristale care cuprinde dizolvarea precursor în apă pentru a obține o soluție saturată în creștere, iar încălzirea și răcirea ulterioară, dizolvate în continuare atât de mult material care soluția rămâne nesaturat și începe răcirea soluție injectată kristallonosets însămânțate la locul temperatura exterioară de încălzire soluție la punctul de echilibru, în care primerul este atașat la kristallonostsu printr-un intermediar format sub forma unei bucle, și apoi continuați să Răcirea la temperatura camerei cu soluție de tranziție prin punctul de echilibru pentru a obține o soluție suprasaturată, soluția este păstrată la temperatura camerei timp de aproximativ 3 zile, încălzirea soluției și produce până la 45 ° C, kristallonosets însămânțate într-o soluție la o temperatură T = (Tk + 8 o), în care Tk - temperatura camerei și după expunerea la soluție la temperatura camerei, pentru timpul indicat kristallonosets cu cristalul este îndepărtat din soluție, soluția a fost din nou încălzită la temperatura menționată, întinsă în continuare oryayut materie primă, temperatura redusă cu forța soluției până la T = (Tk + 8 o), kristallonosets administrate cu cristal și continuă naturale răcirea soluției la temperatura camerei, se lasă să stea soluția la această temperatură timp de trei zile, apoi îndepărtat kristallonosets cu din cristal soluție și repetați acest ciclu de 20 până la 25 de ori. Mai mult decât atât, în cazul în care cristalul de însămânțare este selectat dintre cristalele formate în fundul cofrajului, apoi cristalul de însămânțare selectate au fost cultivate în buclă după fixarea acestuia pe cristalul de însămânțare, prin utilizarea lut și pentru a crea un stand de cristale lipitură sub un singur cristal în picioare pe verticală, razraschivayut singur cristal în cristalizator limbo până când ajunge la partea de jos a matriței, apoi atașată la baza plăcii de cristal din plastic folosind plastilină și continuă ciclul de cristalizare ii pentru a da cristale de mărime predeterminată. soluțiile inițiale adecvate sunt soluții apoase de săruri minerale: sulfat de cupru CuSO4 5H2 O, sulfat de nichel NiSO4 7H2O, sulfatul de magneziu, MgSO4 7H2O, dicromat de potasiu K2 Cr2 O7. roșu săruri sanguine K3 [Fe (CN) 6], ferocianura K4 [Fe (CN) 6] 3H2O, mangan diclorura MnCI2 4H2O, cupru diclorura CuCI2 2H2O și altele.







Metoda propusă de creștere a cristalelor la domiciliu este considerată utilizând exemplul de creștere a cristalelor de sulfat de cupru CuSO4 5H2O cu o puritate de 98,5%. Utilizarea unui reactiv de puritate inferioară are ca rezultat formarea fulgilor în soluție.

În primul rând, semințele sunt cultivate. Sămânța se cultivă într-o soluție suprasaturată. Pentru a obține o astfel de soluție, se dizolvă 200 g de reactiv în 800 ml de apă fiartă la cald. Dacă nu se produce o dizolvare completă, este necesară încălzirea soluției într-o baie de apă la 50 ° C și dizolvarea reactivului fără reziduuri. Cultivarea semințelor este produsă pe un platou, care este un burete din sticlă sau cuarț. Pentru a face acest lucru, o linie de pescuit proeminent ca un suport de cristal este coborâtă în soluția caldă rezultantă, o bucla este atașată la un capăt și sunt atașate greutăți. În primul rând, greutatea în soluție este redusă cu 10 până la 12 secunde, după care greutatea este scoasă și uscată. Soluția, prinsă de greutăți, cristalizează după evaporarea apei, formând o mulțime de cristale mici pe greutăți. După o zi, linia de pescuit cu greutatea atașată la ea este din nou imersată în soluția răcită și ținută în soluție timp de două zile la o temperatură constantă a încăperii. După acest timp, soluția va trece de la starea saturată la suprasaturat, iar substanța în exces se cristalizează pe linia de pescuit cu platinei și pe partea de jos a matriței sub formă de agregate de cristale și sub formă de cristale unice. Cultivarea ulterioară poate avea loc în două moduri: creșterea unui grup de cristale formate pe o linie cu bătătură și creșterea cristalelor formate pe fundul cristalizatorului. Pentru a dezvolta în continuare cristalul format în partea de jos a cristalizorului, este necesar să rotiți mai întâi ochea de pe linie. Buclele sunt atașate la cristale de lut, soluția este transferată într-o stare suprasaturată, adăugând un reactiv și ținută timp de trei zile. După două astfel de cicluri, suprasaturarea soluției liniei de pescuit, ca regulă, "crește" în cristalul ales pentru cultivare ulterioară. Acesta este procesul de cultivare a semințelor, se termină, se scoate din soluție și se duce direct la procesul de creștere a cristalelor mari.

Procesul de creștere a cristalelor mari este explicat prin exemplul din Fig. 1. Procesul este ciclic, iar cele mai caracteristice puncte ale ciclului sunt indicate în Fig. 1 litera A, B, C, D, E. Folosim o solutie saturata de temperatura camerei (in Figura 1 - T1 = Tcomn), lasata dupa cultivarea semintei (punctul A din Figura 1). Se încălzește soluția într-o baie de apă la 45 o C (punctul B, T3 = 45 o). Când este încălzit, soluția trece de la o stare saturată la o stare nesaturată (AB). Adăugați 1,5 linguri de reactiv, care corespund la aproximativ 22 g de sulfat de cupru (BC). Trebuie notat că soluția continuă să fie nesaturată (punctul C din Figura 1). Se realizează dizolvarea completă a reactivului nou introdus și se începe răcirea obligatorie a soluției la o temperatură de T2 = Tcom. + 8 o (punctul D). Când soluția atinge o temperatură de 8 ° C peste temperatura camerei, injectăm un cristal acoperit cu cristal pre-însămânțat în soluție (procesul de creștere a semințelor descris mai sus). Trebuie notat că soluția este încă nesaturată. efectua în continuare răcirea naturală a solventului sărac la saturație (punctul de intersecție al segmentului DE cu curba de solubilitate la T4 echilibru), în care primerul este dizolvat parțial, obținându-se astfel un cristal de înaltă calitate. Timpul de răcire este de câteva ore. Continuăm răcirea naturală a soluției, acum suprasaturată, la temperatura camerei (T1 = Tcom .. Fig.1). În acest caz, are loc cristalizarea, a cărei viteză crește și devine maximă când soluția ajunge la temperatura camerei (punctul E). Durata totală a fazei de răcire naturală a soluției din momentul introducerii primerului de cristalizare (segmentul DE) este de aproximativ 6 ore. Mai mult, efectuăm cristalizarea în condiții de temperatură constantă la o temperatură constantă a camerei. Durata acestei etape este de trei zile. În acest caz, intensitatea procesului de cristalizare scade constant, gradul de suprasaturare a soluției scade și procesul de cristalizare se oprește la punctul A când soluția devine saturată. După ce s-a atins soluția de saturație, purtătorul cristal cu cristalul este îndepărtat din soluție și întregul ciclu ABCDEA descris este repetat din nou. Fiecare ciclu poate fi numit suprasaturație. Pentru a crește un cristal de aproximativ 10-15 cm în dimensiune, este necesar să se efectueze aproximativ 20 de proceduri de suprasaturare.

Pentru a crea cristale lipitură leagăn al unei picioare pe verticală singur cristal razraschivayut singur cristal în matriță într-o stare suspendată până când ajung în partea de jos a matriței, după care cristalul este atașat la placa de bază prin intermediul unor cicluri de argilă și cristalizare din plastic continuă până la o dimensiune de cristal predeterminată. Formate pe placă, cristale mici închid placa și formează o bază solidă a unui cristal mare.

Cristalele din soluții apoase și alți compuși anorganici sunt crescuți în mod similar. Se păstrează tehnologia cristalelor în creștere.

1. O metodă pentru cultivarea cristalelor prin dizolvarea precursorului în apă pentru a obține o soluție saturată, de încălzire și răcire ulterioară, caracterizat prin aceea că soluția se efectuează după încălzirea de dizolvare suplimentară a materiei prime pentru a produce o soluție nesaturată kristallonosets administrată însămânțează la locul de cea mai mare temperatura de încălzire a soluției până la punctul de echilibru, după care răcirea este continuată la temperatura camerei, soluția trecând prin punctul de echilibru până la obținerea soluția suprasaturată și ciclul menționat se repetă până când se formează cristale de dimensiuni predeterminate.

2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că semințele sunt atașate la purtătorul de cipuri prin intermediul unui element intermediar sub forma unei bucle.

3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că bucla este rotită într-un cristal de însămânțare, fixându-l anterior pe un cristal de însămânțare.

4. Procedeu conform revendicărilor 1 - 3, caracterizat prin aceea că cristalul este suspendat de un stat razraschivayut kristallonostsu până când ajunge la partea de jos a matriței, după care cristalul este atașat la placa de bază și ciclurile de cristalizare continuă până la o dimensiune de cristal predeterminată.

5. Procedeu conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că placa este realizată din plastic.

6. Procedeu conform revendicărilor 1 - 5, caracterizat prin aceea că soluțiile de pornire sunt soluții apoase de compuși anorganici: sulfat de cupru CuSO4 5H2 O, sulfat de nichel NiSO4 7H2O, sulfat de magneziu, MgSO4 7H2O, dicromat de potasiu K2 Cr2 O7. roșu săruri sanguine K3 [Fe (CN) 6], ferocianura K4 [Fe (CN) 6] 3H2O, mangan diclorura MnCI2 4H2O, cupru diclorura CuCI2 2H2O și altele.

7. Procedeu conform revendicărilor 1 - 5, caracterizat prin aceea că adaosul de dizolvare a materiei prime sub formă de compuși anorganici solubili în apă, cum ar fi CuSO4 5H2 O, se realizează încălzirea soluției la 45 °. și introducerea suportului critic cu amorsare - la o temperatură (Tk + 8 o), unde Tk este temperatura camerei.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: