第一节　合金.ppt

第三章探究生活材料 第一节合金 厨房用具 铁锅和下水井盖 高压锅 青铜器 储氢汽车 金饰品 1 什么叫合金 2 合金跟纯的金属有什么差别 合金 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 齐 是合金的意思 汞的合金常叫汞齐 例如钠汞齐是钠和汞组成的合金 锌汞齐是锌和汞组成的合金 除铁以外 几乎所有的金属都能跟汞形成汞齐 一 认识合金 你知道 钠汞齐 是什么吗 合金的机械 物理和化学性能往往优于纯金属 因此 人类自古到今主要是生产 研究和应用合金 人类已知的合金达数万种之多 合金的性能 1 硬度较大 2 熔点一般比各成分金属低 思考 为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后 它的性能与纯金属有很大的差异呢 3 合金的性能可以通过所添加的元素的种类 含量和生成合金的条件等来加以控制 合金与各成分金属相比 具有许多优良的物理 化学或机械性能 归纳 比金属熔点低 硬度大 纯金属和合金的结构不同 思考 固体的熔点与原子的排列是否规整有关 你能解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低吗 生活中常见的合金 碳钢 生活中常见的合金 黄铜 生活中常见的合金 青铜 生活中常见的合金 白铜 生活中常见的合金 坚铝 生活中常见的合金 镁铝合金 生活中常见的合金 武德合金 生活中常见的合金 焊锡 1 铁合金 铁碳合金 生铁 钢 含碳量为2 4 3 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 用途 钢有良好的延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 含碳量为0 3 2 在高温条件下 用氧化剂把生铁中的过多的碳和杂质除去得到的铁合金 炒菜用的铁锅 下水井盖是由生铁铸造的 钢的分类 钢 碳素钢 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 如不锈钢 熔合的金属为铬Cr和镍Ni 在钢中分别按一定的比例熔合锰 钨 镍 硅等物质 特种钢 生活中的不锈钢制品 不锈钢是不是在任何情况下都不生锈 在某些情况下 如在海水中 不锈钢仍然会被腐蚀 合金钢中合金元素的作用 铬 增强耐腐蚀性和抗氧化性 增强高温强度 提高高碳钢的耐磨性 锰 防止硫引起的脆性 增强钢的强度和韧性 钼 减少脆性 增强高温强度 提高红热时的硬度和耐磨性等 钨 提高高温时的强度和硬度 增强工具钢的耐磨性等 钴 提高红热时的硬度和耐磨性 用于制造磁性合金等 镍 合金钢中合金元素的作用 增强低温时的韧性 必变高铬钢的内部结构等 硅 提高低合金钢的强度和硬度 增强高温时的抗氧化性等 2 铝合金 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属等 如硬铝 Cu4 Mg0 5 Mn0 5 Si0 7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 带翼的金属 硬铝 铝和航空事业紧紧地连在一起 因此 有些国家把铝誉为 带翼的金属 即能飞的意思 广泛用于飞机 火箭 汽车 火车 船舶等许多军用和民用产品中 高压锅是用铝合金制造的 你还能说出生活中哪些用品是用铝合金制造的吗 铝壶 铝盖 洗衣大盆 做饭铝壶及其他制品 3 铜合金 黄铜 Cu Zn 含Zn20 36 青铜 Cu Sn 含Sn10 30 战国初期的曾侯乙编钟 青铜器 你知道什么是24K金和18K金吗 4 金合金 5 新型合金 储氢合金 Ti FeLa Ni 钛合金 亲生物金属 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车 人造骨头 5 新型合金 形状记忆合金 合金的形状被改变之后 一旦加热到一定的跃变温度时 它又可以魔术般地变回到原来的形状 人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金 镍钛合金 形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示 原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝 a 经拉直后 b 只要放入盛有热水的烧杯中 合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状 c a 原始形状 b 拉直 c 加热后恢复 永不忘本的金属 形状记忆合金不仅单次 记忆 能力几乎可达百分之百 即恢复到和原来一模一样的形状 更可贵之处在于这种 记忆 本领即使重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂 因此 形状记忆合金享有 永不忘本 百折不挠 等美誉 被比作一个人应具有的永不变节 坚贞不屈的精神和气节 名副其实的大力士 形状记忆合金 a 能撑起自重100倍以上的重量 马达 b 的驱动力可达自重的50倍 而蚂蚁 c 和人 d 则分别是20倍和2倍 a 记忆合金 b 马达 c 蚂蚁 d 人 实现月 地之间的信息沟通 1969年7月20日 乘坐 阿波罗 11号 登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下的第一个人类的脚印 谛听着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的声音 对我个人来说 这只是迈出的一小步 但对全人类来说 这是跨了一大步 阿姆斯特朗当时的图像和声音就是通过形状记忆合金制成的天线从月球传输回地面的 月球上使用的形状记忆合金天线 a 原始形状 b 折成球形装入登月舱 c 太阳能加热后 科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图 a 所示的抛物线形天线 在宇宙飞船发射之前 首先将抛物面天线折叠成一个小球 如图 b 所示 这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内 当登月舱在月球上成功着陆后 只需利用太阳的辐射能对小球加温 折叠成球形的天线因具有形状 记忆 功能便会自然展开 恢复到原始的抛物面形状 如图 c 所示 在医学上的应用 形状记忆合金在现代临床医疗领域内已获得广泛应用 正扮演着不可替代的重要角色 例如 各类人体腔内支架 心脏修补器 血栓过滤器 口腔正畸器 人造骨骼 伤骨固定加压器 脊柱矫形棒 栓塞器 节育环 医用介入导丝和手术缝合线等等 都可以用形状记忆合金制成 医用腔内支架的应用原理示意 a 预压缩 b 受热扩张后 c 植入腔道内效果 作为一类新兴的功能材料 形状记忆合金的很多新用