3.3用途广泛的金属材料[上课用].ppt

第三章金属及其化合物 第三节用途广泛的的金属材料 它们是纯金属做的吗 铝合金锅 钛合金羽毛球拍 镍合金门锁 我们很少使用纯金属 而主要使用合金 一 合金的概念及特性 合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的 具有金属特性的物质 1 合金的概念 2 合金的物理性质 一般情况下 合金与纯金属相比较 1 硬度大 2 熔点较低 3 常具有优良的物理 化学或机械的性能 4 合金的性能通过所添加的合金元素的种类 含量和生成合金的条件等来调节 5 导电性和导热性低于任一组分金属 如 生铁的熔点比纯铁的低 合金中一定含有金属元素 合金中也可能含有非金属元素 合金一定是混合物 合金中成分的含量影响合金的性质 注意 使用 不同的原料 改变原料的配比 改变生成合金的条件等 可以制得具有不同性能的合金 合金在工业上的用途比纯金属更广 更重要 二 常见的合金及用途 一 铜合金的种类很多 常见的有 1 青铜2 黄铜3 白铜4 锰铜 1 青铜 主要含锡 铅 有良好的强度和塑性 耐磨 耐腐蚀 主要用于制机器零件如轴承 齿轮等 是我国使用最早的合金 1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品 2 黄铜 Cu Zn Zn20 36 古代称为药金 密度比黄金小 外观与金非常相似 常被误认为是黄金 假如是你 你怎样来判别 药金 和黄金 黄铜 主要含铜和锌 有良好的强度和塑性 易加工 耐腐蚀 主要用于制机器零件 仪表和日用品 白铜 不容易生铜绿 常用于制造精密仪器和装饰品 3 白铜 Cu和镍 象尊 斗牛 麒麟 马踏飞燕 4 锰铜 具有极高的电阻 工业上常用铜合金来制造各种机械零件 二 铁合金 生铁 钢 含碳量在2 4 3 之间 还含硅 锰及少量硫 磷 碳素钢 低碳钢 含碳0 3 0 6 高碳钢 含碳0 03 0 3 中碳钢 含碳0 6 2 在碳素钢中加入铬 锰 钨 镍 钼 钴等合金元素 如不锈钢 钢的 含碳量越低 韧性越好 硬度越低 含碳量越高 韧性越差 硬度越高 根据含碳量 合金钢 注意 生铁和钢就是铁的合金 其中钢是使用量最大 用途最广的合金 生铁的含碳量为2 4 3 之间 钢的含碳量在0 03 2 之间 合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢 2020 1 5 变形的钢轨 拓展知识 不锈钢 为了防生锈在合金中加入铬和镍 这种钢称为不锈钢 不锈钢通常是指含铬量在12 30 的合金钢 其它几种常见合金的组成 性质和用途 铝合金 特点 密度小 强度高 抗腐蚀用途 制造飞机和宇宙飞船 为什么铝被称为 有翼的金属 会飞的金属 2020 1 5 铝合金制成的箱子 2020 1 5 镁铝合金 含有硅 铜 锌 锰等元素 具有质轻 坚韧 机械性能较好等许多优良性质 用途广泛 做机械零件 车船材料 门窗等 2020 1 5 镁铝合金制成的3C产品 镁铝合金制成笔记本电脑外壳 2020 1 5 镁铝合金制成的自行车 新型合金 喷气式飞机的发动机叶片 储氢合金 钛合金 耐热合金 记忆合金 泡沫合金 Ti Fe La Ni Ti V Fe Al等 飞机起落架 2020 1 5 氢气与汽油两用车上的储氢装置 储氢合金 2020 1 5 氢燃料电池汽车上的储氢罐 2020 1 5 钛合金 Ti V Fe Al等 飞机起落架 2020 1 5 喷气式飞机的发动机叶片 耐热合金 2020 1 5 硅锰合金 锌合金 铂铑合金网 记忆金属 随着社会的发展 我们对金属的认识也在增加 也许在不远将来 我们都会拥有一辆由 记忆金属 制作的汽车 我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了 这种 记忆金属 即是镍钛合金 如把这样一块金属任意揉皱 或使它弯曲 加热后 它又恢复了原状 2020 1 5 记忆合金 2020 1 5 2020 1 5 形状记忆合金制成的水龙头上的温度调节装置 2020 1 5 形状记忆合金制成的 蝴蝶 可模仿肌肉的收缩 2020 1 5 形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人 稀土作为基体元素能制造出具有特殊 光电磁 性能的多种功能材料 如 稀土永磁材料 稀土镍氢电池材料 稀土荧光材料 稀土催化剂 稀土激光材料 稀土精密陶瓷材料 生物工程材料等 它们都是发展电子信息产业 开发新能源 治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料 主要用途 外观 物理性质 化学性质 价格 加工难度 日常维护 对环境的影响 三 正确选用金属材料 选择材料时 常常要考虑几个方面 常见金属之最 密度最大的是 硬度最大的是 熔点最低的是 熔点最高的是 延性最好的是 展性最好的是 导电性最好的是 地壳中含量最多的金属元素是 Os Cr Hg W Pt Au Ag Al 金属的分类 金属 冶金工业分 黑色金属 铁 铬 锰 有色金属 除铁 铬 锰以外的金属 按密度分 重金属 密度4 5g cm3以上 轻金属 密度4 5g cm3以下 按接触概率分 常见金属 如铁 铝 铜等 稀有金属 如锆 铌 钼等 金属的冶炼 目前工业上冶炼金属常用的方法有 热还原法大多数金属的冶炼适用于此法 电解法钾 钙 钠 铝等活泼金属 只能用电解其熔融盐或氧化物的方法制解 把金属从矿石中提炼出来 这个过程就叫金属的冶炼 从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤 1 矿石的采集 2 冶炼 3 精炼 三千多年前商代的青铜器已表明我国古代无与伦比的冶炼技术 炼钢过程 2020 1 5 2 人类历史上大量生产和使用铝 铁 钛 铜四种金属的时间顺序是 A 铜 铁 铝 钛B 铁 铝 铜 钛C 铜 铁 钛 铝D 铁 铜 铝 钛 1 下列物质中 不属于合金的是 A 硬铝B 黄铜C 钢铁D 水银 D A 3 我国在春秋战国时期 就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器 如锋利的宝剑 这一技术要比欧洲早就两千年 那么白铁褪火处理的主要作用是 A 除去硫 磷杂质B 适当降低了含碳量C 渗入了合金元素D 改善表面的结构性质 B 课堂练习 4 多数合金与组成成份相比较 合金的 A 熔点高 硬度小B 密度大C 机械强度差D 熔点低 硬度大 5 所谓合金必须是 通过熔合而成 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 组成 耐腐蚀 具有金属的特征