用途广泛的金属材料

第三节用途广泛的金属材料,浙江武康县一带有一座山叫莫干山，传说是当年铸剑能手干将和莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传说，但它说明我国在春秋时期已掌握了冶炼技术，并且工艺达到了相当高的水平。今天的各种金属材料及其合金广泛应用于生产、生活和科学研究中。猜想：传说中的干将、莫邪两把宝剑是由铸造的。探讨：人类使用铜合金的年代比使用铁合金的年代（填“早”或“迟”），原因是。,莫干山剑池,合金钢,早,铁比铜活泼,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。,合成纤维,胶黏剂,涂料,合成橡胶(塑胶跑道),陶瓷材料,钢铁材料,思考与交流:下列物品都使用了哪种材料?,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,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。,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,学与问？,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),第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,学与问？,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。,保险丝(70),12.5%锡(232.1),25%铅(327.7),50%铋(271.4),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,第三节用途广泛的金属材料,二、钢,含碳量,钢铁,（2%4%）生铁,（低于0.03%）熟铁,（0.03%2%）碳素钢,1、含碳量,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,1、含碳量,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,（1）含碳量,（2）钢的分类,2、钢的分类,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,三、非铁合金,2、铝及铝合金,3、钛和稀土金属,1、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,、铜合金：我国使用最早的合金,青铜：主要含铜和锡，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。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：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。,第三节用途广泛的金属材料,第三节用途广泛的金属材料,一、常见合金的重要应用,二、钢,1、含碳量,2、钢的分类,三、非铁合金,2、铝及铝合金,3、钛和稀土金属,2、铝及铝合金,1、铜合金,实践活动:,角色扮演：是否应该停止使用铝质饮料罐,铝质饮料罐在饮料业的发展中起到了举足轻重的作用，至今仍广泛使用，请你扮演不同的角色，分析是否应该停止使用铝质饮料罐。,2、铝及铝合金,3、钛和稀土金属,3、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,科学视野：,相关网址：中国稀土在线http:/www.cre-,中国的改革总设计师邓小平同志早在1992年春南巡时就指出：“中东有石油，中国有稀土，一定要把稀土的事情办好，把中国稀土的优势发挥出来。”,用途广泛的稀土金属,周期表中原子序数从5771（从镧到镥，称为镧系元素）的15种元素以及钇和钪，共17种元素总称稀土金属。我国拥有丰富的稀土资源，约占世界稀土资源的80%左右。稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业等领域。,四、整合拓展,1、本节教材内容的知识网络:,用途广泛的金属材料,常见合金的重要应用,正确选用金属材料,铜合金,钢,2、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,有色金属又可以分为九大类：,重金属：铜、铅、锌等轻金属：铝、镁等轻稀有金属：锂、铍等难熔稀有金属：钨、钛等稀散金属：镓、锗等,稀土金属：钪、钇及镧系元素放射性金属：镭、锕等贵金属：金、银、铂等碱金属：钾、钠等,金属元素之最,地壳中含量最高的金属铝人体中含量最高的金属钙导电、导热性最好的金属银目前产量最大的金属铁熔点最高的金属钨熔点最低的金属汞硬度最大的金属铬密度最大的金属锇密度最小的金属锂,金属材料的分类、功能、应用,金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，良好的导热性、导电性和铁磁性。金属材料应用广泛：交通工具、建筑装饰、电力、电器、食品和香烟包装等。,金属材料面临的挑战,外部：高分子材料、陶瓷材料的崛起。内部：能源、资源和环境。应对措施：一是已有的金属材料要最大限度地提高它的质量，挖掘它的潜力，使其产生最大效益。二是开拓金属材料的新功能，以适应更高的使用要求。三是加强废旧金属的回收和再利用。,3、金属的冶炼,目前工业上冶炼金属常用的方法有：热分解法适用范围：在金属活动顺序中，位于氢后面的金属。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）矿石的富集；（2）冶炼；（3）精炼。,世界近代史上,钢铁是国力最重要的标志.尽管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，但直到晚清的洋务运动才开始发展钢铁工业，而1949年共和国建立时只有区区的15万吨。,1996年起，我国钢产量突破了一亿吨，跃居世界第一，据中国钢铁工业协会的预测，2004年我国钢产量将达到2.6亿吨，比2003年增长16.9%，钢材消费量将达到2.8亿吨左右，比2003年增长13%左右。,炼钢过程,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：NaK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,练习,5除去铜粉中的铝粉，不可选用的试剂是（）A稀硫酸BCuSO4溶液CNaOH溶液DAgNO3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,练习,7古代的药金与金相似，常被误认为金子，冶炼的方法如下：将碳酸锌、赤铜（Cu2O）