CN113865963A - 一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 - Google Patents
一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113865963A CN113865963A CN202111226185.4A CN202111226185A CN113865963A CN 113865963 A CN113865963 A CN 113865963A CN 202111226185 A CN202111226185 A CN 202111226185A CN 113865963 A CN113865963 A CN 113865963A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ice
- crystal
- glass sheet
- block
- crystal structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 27
- 244000137852 Petrea volubilis Species 0.000 claims description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 7
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 3
- 239000005457 ice water Substances 0.000 claims description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
- G01N1/06—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting providing a thin slice, e.g. microtome
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
- G01N2001/2873—Cutting or cleaving
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明涉及模型冰冰晶切片制作技术领域，尤其是一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法。其包括取样、切冰、打磨、粘结和削薄几个步骤。本发明操作方便，能够方便快捷的得到便于精准观察的模型冰切片，方便后续模型冰切片晶体结构观察能够顺利进行；本发明对柱状结构模型冰和粒状结构模型冰都适用。
Description
技术领域
本发明涉及模型冰冰晶切片制作技术领域，尤其是一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法。
背景技术
北极地区能源储备丰富，被称为“地球最后的宝库”。随着全球气候变暖，北极冰川的融化使得对北冰洋的开发利用不再遥远。海冰作为北极最重要的气候特征，严重影响极地科研探索和开发活动。
海冰的物理结构十分复杂，其成分包括冰晶体、盐水、空气以及随温度条件而变化的各种固体盐，其生长环境的差异会导致海冰晶体结构发生很大的变化。常见的冰晶体包括：粒状冰、柱状冰、以及非连续柱状冰等。不同的结构导致其密度、盐度、动摩擦系数、弯曲强度、压缩强度等物理、力学性能千差万别。
室内模型试验是研究极地船舶和海洋平台性能最为有效的方法之一，而这一方法的关键就是模型冰的准确制备。制备过程中通过各种工艺流程调节其温度、卤水和气泡等物理量控制其物理、力学特性。因而物理结构的模拟是海冰模拟的关键。
发明内容
本申请针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，能够方便快捷的得到便于精准观察的模型冰切片，方便后续模型冰切片晶体结构观察能够顺利进行。
本发明所采用的技术方案如下：
一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，包括如下步骤：
1.取样：在冰水池的前中后三个区域分别切割选取尺寸为3t×2t×t的冰样，其中t为模型冰厚度；
2.切冰：使用锯骨机将取样的每份冰样切割成两块1.5t×1.5t×t的冰块，一块用于切片制作，一块用于备份，以防切片制作失败；
3.打磨：先用粗砂纸将冰块任意一侧面打磨至平整状态，随后使用细砂纸对冰块的平整状态的打磨面进一步精细打磨，使冰块的打磨面粗糙度Ra为0.4～1.6，整个打磨过程中注意力道，以防用力太大把冰块磨坏；
4.粘结：首先将一块尺寸为2t×1.5t的透明玻璃片放入35～40℃热水中浸泡2～3分钟，接着取出加热的玻璃片将其一面迅速擦干，接着将打磨好的冰块的光滑面与玻璃片擦干面紧贴在一起，玻璃片热量使冰块微微融化，在周边冷空气的作用下两者迅速粘结；
5.削薄：使用锯骨机将冰块厚度方向锯掉一部分，使得透明玻璃片上保留1cm厚的冰块，随后使用刨刀均匀切削冰块，最后制成厚度为0.2～0.5mm的冰晶切片。
进一步的，步骤3的打磨过程中，粗砂纸的目数为500～800目，细砂纸的目数为1500～2500目。
进一步的，步骤4的粘结过程中，在冰块和玻璃片连接边缘处涂抹淡水，随后将其静置两到三个小时，加固冻结。
进一步的，步骤1、2、3、4和5均在-35℃～-25℃的温度环境中进行，保证冰晶切片制作过程中不发生融化变形。
本发明的有益效果如下：
本发明的制作方法操作方便，能够方便快捷的得到便于精准观察的模型冰切片，方便后续模型冰切片晶体结构观察能够顺利进行；本发明能够适用于柱状结构模型冰和粒状结构模型冰，适用范围广泛。
附图说明
图1为冰晶观察台结构图。
其中：1、灯箱；2、白炽灯；3、下偏光镜；4、冰晶切片；5、格栅架；6、立杆；7、上偏光镜。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
实施例一：一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，包括如下步骤：
1.取样：在冰水池的前中后三个区域分别切割选取尺寸为3t×2t×t的冰样，其中t为模型冰厚度。
2.切冰：使用锯骨机将取样的每份冰样切割成两块1.5t×1.5t×t的冰块，一块用于切片制作，一块用于备份，以防切片制作失败。
3.打磨：先用粗砂纸将冰块任意一侧面打磨至平整状态，随后使用细砂纸对冰块的平整状态的打磨面进一步精细打磨，使冰块的打磨面粗糙度Ra为0.4～1.6，整个打磨过程中注意力道，以防用力太大把冰块磨坏。
打磨过程中，粗砂纸的目数为500～800目，细砂纸的目数为1500～2500目。
4.粘结：首先将一块尺寸为2t×1.5t的透明玻璃片放入35～40℃热水中浸泡2～3分钟，接着取出加热的玻璃片将其一面迅速擦干，接着将打磨好的冰块的光滑面与玻璃片擦干面紧贴在一起，玻璃片热量使冰块微微融化，在周边冷空气的作用下两者迅速粘结。
粘结过程中，在冰块和玻璃片连接边缘处涂抹淡水，随后将其静置两到三个小时，加固冻结。
5.削薄：使用锯骨机将冰块厚度方向锯掉一部分，使得透明玻璃片上保留1cm厚的冰块，随后使用刨刀均匀切削冰块，最后制成厚度为0.2～0.5mm的冰晶切片。
实施例一的步骤1、2、3、4和5均在-35℃～-25℃的温度环境中进行，保证冰晶切片制作过程中不发生融化变形。
实施例二：冰晶切片制作完成后，需要在黑暗、低温环境中进行模型冰晶体结构的观察，这一过程是在晶体观察台上完成的。如图1所示，冰晶观察台包括灯箱1、白炽灯2、下偏光镜3、格栅架5、立杆6和上偏光镜7。
在进行冰晶切片的晶体结构观察时，如图1所示，利用封闭的灯箱1作为实验观测用基座，灯箱1内放置白炽灯2作为光源(光源以自然光为最佳)，灯箱1顶面开口，开口处固定设置下偏光镜3，下偏光镜3可过滤光束中的散射光线。在灯箱1一角竖直固定立杆6，立杆6上设置上偏光镜7，上偏光镜7距离下偏光镜3 20cm，上偏光镜7可绕立杆6转动，同时也可绕其中心线自转。
将制备好的冰晶切片4放置在下偏光镜3上方，冰晶切片4上方放置格栅架5，从上偏光镜7向下观察冰晶结构。上偏光镜7绕其中心线自转，直至可清晰观察切片4晶体结构的角度。格栅架5内为1cm×1cm的方格，为晶体结构的测量提供依据。随后拍照记录模型冰晶体结构。晶体结构观察需要在外部光线较弱或暗室中进行，尽可能避免外部环境光线的影响。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (4)
1.一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
1.取样：在冰水池的前中后三个区域分别切割选取尺寸为3t×2t×t的冰样，其中t为模型冰厚度；
2.切冰：使用锯骨机将取样的每份冰样切割成两块1.5t×1.5t×t的冰块，一块用于切片制作，一块用于备份，以防切片制作失败；
3.打磨：先用粗砂纸将冰块任意一侧面打磨至平整状态，随后使用细砂纸对冰块的平整状态的打磨面进一步精细打磨，使冰块的打磨面粗糙度Ra为0.4～1.6，整个打磨过程中注意力道，以防用力太大把冰块磨坏；
4.粘结：首先将一块尺寸为2t×1.5t的透明玻璃片放入35～40℃热水中浸泡2～3分钟，接着取出加热的玻璃片将其一面迅速擦干，接着将打磨好的冰块的光滑面与玻璃片擦干面紧贴在一起，玻璃片热量使冰块微微融化，在周边冷空气的作用下两者迅速粘结；
5.削薄：使用锯骨机将冰块厚度方向锯掉一部分，使得透明玻璃片上保留1cm厚的冰块，随后使用刨刀均匀切削冰块，最后制成厚度为0.2～0.5mm的冰晶切片。
2.如权利要求1所述的一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，其特征在于：所述步骤3的打磨过程中，粗砂纸的目数为500～800目，细砂纸的目数为1500～2500目。
3.如权利要求1所述的一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，其特征在于：所述步骤4的粘结过程中，在冰块和玻璃片连接边缘处涂抹淡水，随后将其静置两到三个小时，加固冻结。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法，其特征在于：所述步骤1、2、3、4和5均在-35℃～-25℃的温度环境中进行，保证冰晶切片制作过程中不发生融化变形。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111226185.4A CN113865963A (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111226185.4A CN113865963A (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113865963A true CN113865963A (zh) | 2021-12-31 |
Family
ID=78996987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111226185.4A Pending CN113865963A (zh) | 2021-10-21 | 2021-10-21 | 一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113865963A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115524343A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种冰晶体物理结构的细观表征方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113484119A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-10-08 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种飞机结冰力学性能测试样本制备方法 |
-
2021
- 2021-10-21 CN CN202111226185.4A patent/CN113865963A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113484119A (zh) * | 2021-09-07 | 2021-10-08 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种飞机结冰力学性能测试样本制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张邀丹: ""河冰内部结构与表面裂缝特性研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (基础科学辑)》 * |
| 王娟等: ""黄河内蒙古河段封冻期冰晶结构特征分析"", 《人民黄河》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115524343A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-12-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种冰晶体物理结构的细观表征方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maykut | The ice environment | |
| Gow | On the rates of growth of grains and crystals in South Polar firn | |
| CN113865963A (zh) | 一种用于晶体结构观察的模型冰冰晶切片制作方法 | |
| Weeks et al. | Preferred crystal orientations in the fast ice along the margins of the Arctic Ocean | |
| Eicken | From the microscopic, to the macroscopic, to the regional scale: growth, microstructure and properties of sea ice | |
| Perovich et al. | Laboratory studies of the optical properties of young sea ice | |
| Tucker III et al. | Physical properties of summer sea ice in the Fram Strait | |
| Jeffries et al. | Structural characteristics of congelation and platelet ice and their role in the development of Antarctic land-fast sea ice | |
| FR2537248A1 (fr) | Panneau de construction a emmagasinage de chaleur par changement de phase, et procede de regulation de la lumiere et de la temperature de jour, ainsi que de la temperature de nuit notamment dans une serre | |
| Gordon et al. | Climate variability and the Atlantic Ocean | |
| Kipfstuhl et al. | Microstructure mapping: a new method for imaging deformation-induced microstructural features of ice on the grain scale | |
| Zatko et al. | East Antarctic sea ice in spring: spectral albedo of snow, nilas, frost flowers and slush, and light-absorbing impurities in snow | |
| CN113640080B (zh) | 一种制备用于棉花胚珠空间转录组分析的切片的方法 | |
| Gow | Orientation textures in ice sheets of quietly frozen lakes | |
| Välisuo et al. | Surface energy budget on Larsen and Wilkins ice shelves in the Antarctic Peninsula: results based on reanalyses in 1989–2010 | |
| CN105890919A (zh) | 一种玉米初生根组织冰冻切片方法 | |
| CN110186733A (zh) | 大幅面岩心切片标本及其制作方法 | |
| CN112326304B (zh) | 一种生物技术用样品存储装置及其标本制作方法 | |
| CN107202720B (zh) | 一种石榴籽粒的石蜡切片方法 | |
| CN105547793A (zh) | 一种玉米成熟种子粉质胚乳指甲油辅助完整切片制作方法 | |
| CN108414314A (zh) | 松散岩心切片标本及其制作方法 | |
| CN102313660A (zh) | 一种造礁石珊瑚卵母细胞石蜡切片的制作方法 | |
| Azuma et al. | Mechanical properties of Dye 3 Greenland deep ice cores | |
| CN108414315A (zh) | 黏土岩心切片标本及其制作方法 | |
| Uchida et al. | Measurements of surface energy of air-hydrate crystals in Vostok ice core, Antarctica |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211231 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |