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結晶面を観察できる二元合金の金属結晶を作成する授業の構築

构建一个类来创建二元合金的金属晶体，以便观察晶面

基本信息

批准号：
17H00294
负责人：
東川大志
金额：
$ 0.26万
依托单位：
呉市立呉高等学校
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00294/
关键词：
金属結晶二元合金

项目摘要

金属は日常生活を支える重要な物質であり, 性質の実験が小・中学校で行われている。しかし, 成形された製品しか目にすることがなく, 金属が結晶になるイメージは持ちにくい。高等学校で金属結晶を扱うが, 教科書には結晶だとわかる写真の掲載はなく, 観察も設定されていない。生徒実験で作成・観察できれば, 生徒はより意欲的に学習に取り組むと考えられる。金属結晶の作成例として, Biの結晶作成・観察が簡便だと知られているが, 高額なため生徒実験をさせることが困難である。そこで, 簡便に低価格で生徒実験を行える方法として, CuとSnの二元合金を用いた金属の偏晶を作成・観察する授業の構築を行った。金属は合計重量を3gに統一して実験を行った。二重の磁性るつぼの内側に金属と粉末活性炭2gを入れ, 外側に粉末活性炭を1.5g入れ蓋をした。そのるつぼを, ターンテーブルにレンガを敷いた家庭用電子レンジ(700W)で10分間加熱し, 金属を融解させ偏晶を作成した。断熱に用いるレンガは耐火である必要はなく, 薄型でも行えた。陶器の皿等でも断熱を試したが, 割れてしまい安全に実験できなかった。仕込み量でSnが60wt%～88wt%で板状の偏晶が見られた。76wt%での偏晶の単結晶X線回折・粉末X線回折の測定を行い, 結晶ができていることが確認できた。また, るつぼ3個までなら同時に完全に融かすことができた。授業ではSnとCuを2.3gと0.7gにして反応させた。実験を失敗する班も見られたが, 50分で実験・観察の全ての工程が行え, 成功した班の偏晶を利用して全生徒が肉眼で観察できた。また, 実物投影機での拡大表示で, 細部まで観察を行った。消耗品となる金属と活性炭は, 1クラス8個で260円程度だった。以上の通り, 教科書にも掲載されていない金属結晶の実物を作成・観察する実験手法を, 偏晶を用いることで簡便な手順で安価に行えるものとして実現した。

Metals are important substances in daily life, and their properties are small and medium schools. The product is formed and the metal is crystallized. In colleges and universities, metal crystallization is a problem, textbooks are a problem, and the problem is a problem. The student is born to be a student, and the student is born to be a student, and the student is born to be a student. The preparation of metal crystals is simple and easy to observe, but the production of Bi crystals is difficult. This is a simple way to create a binary alloy of Cu and Sn. The total weight of the metal is 3g. Double magnetic powder activated carbon 2g inside and 1.5g outside The metal was melted and the monocrystal was produced by heating it for 10 minutes (700W). The heat is cut off, and the fire is necessary. Pottery, etc., are safe and secure. The amount of Sn is 60wt%~88wt% and the plate-like monocrystals are seen. 76wt% of the single crystal X-ray reflection·powder X-ray reflection measurement, crystallization and confirmationまた, るつぼ3个までなら同时に完全に融かすことができた。In the lecture, Sn and Cu were 2.3g and 0.7g respectively. 50 minutes after the failure, the whole project was successfully completed and the whole project was successfully completed. For example, the projector has a large display and a small display. Consumables Metal activated carbon, 1 <$8 <$260 degree. The above general knowledge, textbooks and other information on the production of metal crystals, observation of the implementation of the method, the use of monocrystal, simple and orderly operation of the process, the implementation of the method