【中学课件】应用广泛的金属材料P81

1、专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料金属的性质及其应用金属的性质及其应用常见合金的组成及应用常见合金的组成及应用金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护http:/ 1、合金的性能不同于各成分金属的原因。、合金的性能不同于各成分金属的原因。2、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系。、化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系。http:/ 料料金属材料金属材料非金属材料非金属材料合成高分子材料合成高分子材料传统无机非金属材料传统无机非金属材料新型无机非金属材料新型无机非金属材料专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料http:/ 专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料新石器

2、时代的石砚新石器时代的石砚 http:/ 专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料青铜器时代青铜器时代 商商代代的的青青铜铜礼礼器器 司母戊鼎司母戊鼎http:/ 战战国国初初期期曾曾侯侯乙乙铜铜钟钟专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料青铜器时代青铜器时代 http:/ 铁铁刃刃铜铜钺钺 专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料铁器时代铁器时代 越王勾践剑越王勾践剑 http:/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料绚丽多彩的金属世界绚丽多彩的金属世界http:/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料绚丽多彩的金属世界绚丽多彩的金属世界http:

3、/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料绚丽多彩的金属世界绚丽多彩的金属世界http:/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料2008年年9月月25日神七成功发射日神七成功发射!http:/ ?各利用了金属的哪些性质各利用了金属的哪些性质? ? 金属制品金属制品 金属成分金属成分 应用的金属性质应用的金属性质 “钢精锅钢精锅” 电线电线 灯泡中的灯丝灯泡中的灯丝 熔断器中的保险丝熔断器中的保险丝 18 18k金首饰金首饰 al 导热性导热性 cu或或al 导电性导电性 w 高熔点、导电高熔点、导电sn、pb 、bi、cd 导电、低熔点导电、低熔点 au、cu、zn 延展性、金属光泽延展

4、性、金属光泽cu、zn、al、ni等等 延展性、有光泽延展性、有光泽18k约含有约含有75%au；24k含有含有99%的的au专题专题3 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料http:/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用金属的共同物理性质金属的共同物理性质金属的导电性、导热性金属的导电性、导热性导电性导电性：由于自由电子在外加电场的作用下产：由于自由电子在外加电场的作用下产生定向移动形成电流。故金属容易导电。生定向移动形成电流。故金属容易导电。导热性导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中

5、发生能量交换，使整块金撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整块金属达到同样的温度。属达到同样的温度。金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的金属晶体是由金属阳离子和自由电子构成的http:/ 物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性（以银导电性（以银的导电性为的导电性为100100作标准）作标准）银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅( (优优)100 99 74 61 27 17 7.9()100 99 74 61 27 17 7.9(良良) ) 密度密度/ /（g gcmcm）金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝( (大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14

6、2.7()19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7(小小) )一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用金属的共同物理性质金属的共同物理性质http:/ 3 丰富多彩的生活材料丰富多彩的生活材料一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用金属的共同物理性质金属的共同物理性质绝绝大多数金属有延展性大多数金属有延展性当金属受到外力时，金属内原子层之间容当金属受到外力时，金属内原子层之间容易作相对位移，而金属离子和自由电子仍易作相对位移，而金属离子和自由电子仍保持着金属键的结合力，金属发生变形而保持着金属键的结合力，金属发生变形而不易断裂，因此金属具有良好的延展性。不易断

7、裂，因此金属具有良好的延展性。最细的白金丝最细的白金丝直径不过直径不过1/5000mm最薄的金箔只有最薄的金箔只有1/10000mm厚厚http:/ 一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用金属的共同物理性质金属的共同物理性质http:/ 1 1铝是一种活泼金属，为什么可用它制作铝锅铝是一种活泼金属，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，

8、也不要用来盛放含盐食物。洗涤酸性或碱性食物，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）（表面生成致密保护膜）2 2为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸为什么铝制容器可盛装浓硫酸和浓硝酸? ?交流与讨论交流与讨论一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用http:/ 物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡( (高高)3410 1535 1083 1064 962 660 23

9、2()3410 1535 1083 1064 962 660 232(低低) )硬度硬度( (以金刚以金刚石的硬度为石的硬度为1010作标准作标准) )铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅( (大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5()9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5(小小) )一、金属的性质及其应用一、金属的性质及其应用http:/ 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用

10、银制？制？3 3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制、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？的话，可能会出现什么情况？4 4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？镀金怎么样？、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？镀金怎么样？ 一、金属的性质及其应用一、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，以及废料是否易格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易

11、于回收和对环境的影响等多种因素。于回收和对环境的影响等多种因素。 http:/ 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 铅、锡、铋、镉铅、锡、铋、镉保险丝保险丝二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ http:/ 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用 http:/ http:/ 1 1元硬币元硬币 铜镍合金铜镍合金 5 5角硬币角硬币 铜锌合金铜锌合金 2 2角硬币角硬币 铜锌合金铜锌合金 1 1角硬币角硬币 铜锌合金铜锌合金 第四套人民币硬币第四套人民币硬币 1 1元硬币元硬

12、币 钢芯镀镍钢芯镀镍 5 5角硬币角硬币 铜锌合金铜锌合金 1 1角硬币角硬币 铝镁合金铝镁合金 第五套人民币硬币第五套人民币硬币 1 1元硬币元硬币 钢芯镀镍钢芯镀镍 5 5角硬币角硬币 钢芯镀铜合金钢芯镀铜合金 1 1角硬币角硬币 铝合金铝合金http:/ 金属钛“发现”号航天飞机人造卫星二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 21世纪金属世纪金属” 由于它有较高的强度、由于它有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性，对人体无毒和耐腐蚀性，对人体无毒和无不良反应，还可作为人无不良反应，还可作为人造骨的材料，因而又被称造骨的材料，因而又被称为为

13、“亲生物金属亲生物金属”。现在，。现在，钛合金已广泛应用于膝关钛合金已广泛应用于膝关节、肩关节、头盖骨的修节、肩关节、头盖骨的修复或再造。复或再造。 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用用钛合金制成的人造关节用钛合金制成的人造关节 http:/ 记忆合金制成的眼镜框架记忆合金制成的眼镜框架 具有形状记忆功能的记忆合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收天线外，还可用于制造玻璃暖房顶部窗户的启闭装置：当

14、温度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，较高时，装置的弹簧自动伸长，顶冒打开，使之通风；气温降低顶冒打开，使之通风；气温降低时，弹簧自动收缩，使顶窗关闭。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，的高级眼镜框架，扭曲折弯后，能够自动恢复成原来的形状，弹能够自动恢复成原来的形状，弹性好

15、，经久耐用。性好，经久耐用。 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 19691969年年7 7月月2020日，乘坐日，乘坐“阿波罗阿波罗-11-11号号”登月舱的美国宇航员阿姆斯特朗在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着这位勇士从月宫里传回的富于哲理的声音：声音：“ 对我个人来说，这只是迈出的对我个人来说，这只是迈出的一小步；但对全人类来说，这是跨了一一小步；但对全人类来说，这是跨了一大步大步 ”。阿姆斯特朗当时

16、的图像和声音。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就是通过形状记忆合金制成的天线从月球传输回地面的。球传输回地面的。 http:/ 月球上使用的形状记忆合金天线月球上使用的形状记忆合金天线 科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如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（图（a a）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 发射之前，首先发射之前，首先将抛物面天线折叠成一个小球，如图（将抛物面天线折叠成一个小球，如图（b b）所示，这样很容）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易就能装进宇宙飞船上的登

17、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天线因具有形状 “ 记忆记忆 ” 功能便会自然展开，恢复到原始功能便会自然展开，恢复到原始的抛物面形状，如图（的抛物面形状，如图（c c）所示）所示二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ a）预压缩）预压缩 （b b）受热扩张后）受热扩张后 （c c）植入腔道内效果）植入腔道内效果二、常见合金的组成及应用二、常见合金的组成及应用http:/ 铜绿铜绿的的主要成分是主要成分是cucu2 2(oh)(oh)2 2coco3 3 ht

18、tp:/ 铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是铁合金在使用过程中发生锈蚀的原因是什么什么?为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗为什么炒过菜的铁锅没有及时清洗容易生锈容易生锈? 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的铁合金大多数情况下会发生“微电池微电池”腐蚀，属于腐蚀，属于电化学腐蚀，其本质是形成了原电池。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水中形成了电解质溶液，如不及时洗净很容易发生电

19、化学腐蚀。化学腐蚀。http:/ http:/ 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀钢铁在潮湿的空气中被腐蚀三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护http:/ 接触接触现象现象无电流产生无电流产生本质本质联系联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍不纯金属或合金不纯金属或合金电解质溶液电解质溶液较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护http:/ 2、有活泼性不同的两种金属、有活泼性不同的两种金属或其中一种是导电非金属或其中一种是导电非金属（fefe和和c c） 3、闭合回路、闭合回路电极判断

20、：电极判断：比较活泼的一极是负极比较活泼的一极是负极（fefe）比较不活泼的是正极比较不活泼的是正极（c c）三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护金属的电化学腐蚀原理金属的电化学腐蚀原理http:/ - 2e-= fe2+钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀（析氢腐蚀析氢腐蚀） （水膜酸性较强）（水膜酸性较强）正极（正极（c）：）：2h+2e- =h2三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护http:/ fe -2+o2 ohcfe2e-负极（负极（fe）：）：fe 2e- = fe2+正极（正极（c）：）：o2+2h2o+4e- =4oh钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀（吸氧腐蚀吸氧腐蚀）

21、（水膜酸性很弱或呈中性）（水膜酸性很弱或呈中性）三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护http:/ 金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造金属腐蚀给生产生活带来很多不便，造成了巨大的经济损失。成了巨大的经济损失。据报道，全世界每年据报道，全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达因金属腐蚀造成的直接经济损失约达7 0007 000亿亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的损失总和的6 6倍。我国因金属腐蚀造成的损失倍。我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值占国民生产总值(gnp)(gnp)的的4 4，钢铁因腐蚀而，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年

22、产量的报废的数量约占钢铁当年产量的25253030。金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。例如，重金例如，重金属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会进属制成的材料被腐蚀后，重金属离子就会进入到水体、土壤中，引起重金属污染。因此，入到水体、土壤中，引起重金属污染。因此，采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。采取各种措施防止金属的腐蚀十分必要。三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护http:/ 1铁质自来水管为什么要镀锌铁质自来水管为什么要镀锌? ?2 2自行车车轮钢圈镀铬有什么作用自行车车轮钢圈镀铬有什么作用? ?铬是如何镀铬是如何镀上去的上去的? ?3 3汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用汽车车身、轮船外壳喷涂的油漆起什么作用? ?4 4有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这有些小刀的刀片表面带有蓝黑色的光泽，这是经过是经过“烤蓝烤蓝”处理形成的。你知道什么是处理形成的。