广泛应用的金属材料.ppt

丰富多彩的生活材料 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用常见合金的组成及应用金属的腐蚀与防护 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 人类使用材料的进化顺序 材料的分类 石器时代 铜器时代 铁器时代 材料 金属材料 非金属材料 合成高分子材料 传统无机非金属材料 新型无机非金属材料 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 旧石器时代人们利用燧石 鹿角和石头制作的工具 石器时代 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 新石器时代的石砚 环顾你家里的日常生活用品 如锅 壶 刀 锄 水龙头等 它们都是由金属材料制成的 金属材料包括纯金属以及它们的合金 人类从石器时代进入青铜器时代 继而进入铁器时代 铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 青铜极品 尊与盘 人类从石器时代进入青铜器时代 司母戊鼎 商代的青铜礼器 四羊方尊 战国初期曾侯乙铜钟 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 进入铁器时代 铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着 铁刃铜钺 越王勾践剑 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 涂料 合成橡胶 塑胶跑道 陶瓷材料 钢铁材料 合成纤维 胶黏剂 第二次世界大战后 对材料提出一系列新要求 具有优异性能的工程塑料部分地代替了金属材料 合成纤维 合成橡胶 涂料和胶黏剂等都得到了相应的发展和应用 合成高分子材料的问世是材料发展中的重大突破 从此 以金属材料 陶瓷材料和合成高分子材料为主体 建立了完整的材料体系 形成了材料科学 金属材料的资源比较丰富 生产技术成熟 有大规模生产的经验 质量稳定 价格低廉 性能优异 这节课我们就来学习金属材料 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 金属材料 非铁合金 铁合金 钢铁 铝合金镁合金铜合金金银铂合金 铝合金轮毂 镁合金笔记本电脑 铂合金首饰 青铜器 钢铁航母 钢铁材料 第一单元应用广泛的金属材料 人类应用金属材料简史 你知道吗 下列金属制品通常是用哪些金属材料制成的 各利用了金属的哪些性质 Al导热性 Cu或Al导电性 W高熔点 导电 Sn Pb Bi Cd导电 低熔点 Au Cu Zn延展性 金属光泽 Cu Zn Al Ni等延展性 有光泽 18K约含75 Au 24K含99 的Au 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 1 铝是一种活泼金属 为什么可用它制作铝锅 我们在使用铝制炊具时应注意什么问题 表面有致密氧化物保护膜 保护里面的铝不与氧气等物质反应 注意不要破坏保护膜 同时不能盛放酸性或碱性食物 也不要用来盛放含盐食物 洗涤铝炊具时也不宜使用酸性或碱性的洗涤剂 铝在常温下遇浓硫酸或浓硝酸时会产生钝化现象 表面生成致密保护膜 改变金属内部结构 涂保护层 抹油 油漆 烧搪瓷 镀其它金属 烤蓝等 采用电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法如与锌块用导线相连 将铁与直流电流的负极相连等 2 为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸 3 铁是活泼金属 易被腐蚀 为了延长铁制品的使用寿命 人们常用什么方法加以处理 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 无现象 无现象 无现象 铝片表面有气泡产生 铝片表面析出红色固体 结论 铝是一种比较活泼的金属 能与酸 碱溶液发生反应 常温下遇冷浓硫酸 冷浓硝酸发生钝化 铝是一种比较活泼的金属 能与酸 碱溶液发生反应 常温下遇冷浓硫酸 冷浓硝酸发生钝化 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 金属的一些物理性质及应用 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 一些金属的物理性质的比较 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 一些金属的物理性质的比较 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 讨论 1 为什么菜刀 镰刀 锤子等用铁制而不用铅制 2 银的导电性比铜好 为什么电线一般用铜制而不用银制 3 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制 如果用锡制的话 可能会出现什么情况 4 为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬 如果镀金怎么样 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途 但这不是唯一的决定因素 在考虑物质的用途时 还需要考虑价格 资源 是否美观 使用是否便利 以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 合金 第一单元应用广泛的金属材料 金属的性质及其应用 铁 不锈钢 铜 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 学与问 钢铁和非铁合金都是合金 什么是合金 合金有那些优良的性质 答 合金是有两种或两种以上的金属 或金属跟非金属 熔合而成具有金属特性的物质 合金的硬度一般比它各成分的金属的大 熔点一般比它的各成分的金属的低 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 硬度一般比它各成分的金属的大 熔点一般比它的各成分的金属的低 焊锡 18 67 锡 232 1 33 铅 327 7 保险丝 70 12 5 锡 232 1 25 铅 327 7 50 铋 271 4 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 含碳量 钢铁 2 4 生铁 低于0 03 熟铁 0 03 2 碳素钢 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 怎么理解 类比橡胶 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 钢的分类 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 二 常见合金的重要应用 1 钢 2 非铁合金 2 铝及铝合金 3 钛和稀土金属 铜合金 从金属的活泼性思考 为什么青铜是我国使用最早的合金 1 铜合金 1 含碳量 2 钢的分类 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 二 常见合金的重要应用 1 钢 1 含碳量 2 钢的分类 2 非铁合金 2 铝及铝合金 3 钛和稀土金属 铝及铝合金 1 铜合金 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 铝的利用要比铜和铁晚得多 那仅仅是100多年前的事情 铝制品 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能 现在世界上铝的年产量已超过了铜 位于铁之后 居第二位 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 2 铝及铝合金 3 钛和稀土金属 钛和稀土金属 1 钛 具有银白色金属光泽 密度4 5g cm3 熔点很高 1725 沸点3260 具有良好的延性和展性 在常温下 钛的外形很像钢铁 但远比钢铁坚硬 而重量只有同样大小的钢铁的一半 安然无恙的 躺 在各种强酸 强碱中 连最凶猛的酸 王水 也不能腐蚀它 金属钛 目前 钛主要用于飞机 火箭 导弹 人造卫星 宇宙飞船等尖端领域 这是因为钛的冶炼比较困难 冶炼钛要在高温条件下 而高温时钛的化学性质变得活泼 需用惰性气体保护 还要使用不含氧的材料 工艺要求 冶炼成本高于铁或铝 发现 号航天飞机 人造卫星 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 钛合金 21世纪金属 用钛合金制成的人造关节 由于它有较高的强度 良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性 对人体无毒和无不良反应 还可作为人造骨的材料 因而又被称为 亲生物金属 现在 钛合金已广泛应用于膝关节 肩关节 头盖骨的修复或再造 第一单元应用广泛的金属材料 常见合金的组成及应用 神奇的形状记忆合金 记忆合金制成的眼镜框架 具有形状记忆功能的记忆合金在高科技领域 工业和民用部门发挥着独特的作用 镍记忆合金除了可以制作飞船的发射和接收天线外 还可用于制造玻璃暖房顶部窗户的启闭装置 当温度较高时 装置的弹簧自动伸长 顶冒打开 使之通风 气温降低时 弹簧自动收缩 使顶窗关闭 在医学方面 对脊椎骨弯曲的患者进行脊椎校直时 可将形状记忆合金制成的器件固定在脊椎骨上 受热时因器件伸长 而使脊椎被校直 用形状记忆合金制成的高级眼镜框架 扭曲折弯后 能够自动恢复成原来的形状 弹性好 经久耐用 第一单元应用广泛的金属材料 练习 1 下列物质 不属于合金的是 A 硬铝B 黄铜C 钢铁D 水银2 我国使用最早的合金是是 A 青铜B 白铜C 生铁D 石块3 下列几种合金硬度最大的是 A 生铁B 低碳钢C 中碳钢D 高碳钢4 合金有许多特点 如 Na K合金为液体 而单质的Na K均为固态 据此推测生铁 铁 碳三种物质中 熔点最低的是 A 生铁B 纯铁C 碳D 无法确定 D A A A 第一单元应用广泛的金属材料 练习 5 除去铜粉中的铝粉 不可选用的试剂是 A 稀硫酸B CuSO4溶液C NaOH溶液D AgNO3溶液6 铝在人体内引起慢性中毒 引起老年痴呆症 1989年世界卫生组织将铝确定为 食品污染源之一 而加以控制 铝在下列使用场合一般无需控制的是 A 电线电缆B 牙膏皮C 制造炊具餐具D 糖果香烟包装 D A 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护 铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么 为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈 铁合金在使用过程中发生锈蚀 是因为在潮湿环境下的铁合金大多数情况下会发生 微电池 腐蚀 属于电化学腐蚀 其本质是形成了原电池 炒过菜的铁锅残留有烹饪用的食盐等电解质 溶解在水中形成了电解质溶液 如不及时洗净很容易发生电化学腐蚀 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀现象非常普遍 1 钢铁生锈 铁锈的主要成分 Fe2O3 xH2O2 铜器表面生成铜绿 铜绿的主要成分 Cu2 OH 2CO3 金属腐蚀的不利后果有哪些 P89 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属的腐蚀与防护 化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀 原理 氧化还原反应 例如 铁与氯气直接反应 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 金属的腐蚀与防护 电化学腐蚀 不纯的金属 或合金 跟电解质溶液接触时 会发生原电池反应 比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应 原理 原电池反应 本质 氧化还原反应 例如 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 金属的腐蚀与防护 条件 1 有电解质溶液 水膜 2 有活泼性不同的两种金属或其中一种是导电非金属 Fe和C 3 闭合回路 电极判断 比较活泼的一极是负极 Fe 比较不活泼的是正极 C 金属的腐蚀与防护 负极 Fe Fe 2e Fe2 钢铁的电化学腐蚀 析氢腐蚀 水膜酸性较强 正极 C 2H 2e H2 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护 负极 Fe Fe 2e Fe2 正极 C O2 2H2O 4e 4OH 钢铁的电化学腐蚀 吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性 金属的腐蚀与防护 金属的腐蚀与防护 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 以Fe C合金为例 O2 2H2O 4e 4OH 2H 2e H2 Fe 2e Fe2 金属的腐蚀与防护 化学腐蚀与电化学腐蚀 不纯金属或合金 电解质溶液 较活泼金属被氧化 有微弱电流产生 金属被氧化 金属的腐蚀与防护 2 金属防护的方法 结合日常生活经验谈谈 1 改变金属内部结构 2 加保护层 3 外加活泼电极保护法 制成各种合金 涂油漆 涂油 电镀 喷镀 制成氧化膜 喷塑等 牺牲锌块来保护船身 牺牲镁块来保护地下钢铁管道 金属的腐蚀与防护 分析这些防腐方法的原理 1 铁质自来水管为什么要镀锌 2 自行车车轮钢圈镀铬有什么作用 铬是如何镀上去的 3 汽车车身 轮船外壳喷涂的油漆起什么作用 4 有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽 这是经过 烤蓝 处理形成的 你知道什么是 烤蓝 吗 为什么刀片要经过 烤蓝 处理 5 暂时不使用的刀具等金属器件要擦干并涂上油或是凡士林 为什么 6 用不锈钢代替碳钢制作钢铁器件有什么好处 原电池 先腐蚀锌 铬耐腐蚀且保持光亮美观 电镀 防止铁与水和氧气接触 表面经过处理形成致密氧化膜保护层 为深蓝色或黑色的磁性氧化铁 四氧化三铁 隔绝水和氧气 改变内部结构 使之耐腐蚀 金属的腐蚀与防护 使用马口铁 在铁皮镀上千分之一厘米的锡 可隔绝空气与水 金属的腐蚀与防护 使用不锈钢 在金属表面烤漆 金属的腐蚀与防护 牺牲金属保护法 金属的腐蚀与防护 经过烤蓝处理的螺丝刀 金属的腐蚀与防护 金