常见的金属材料马小芬PPT课件

1、 司母戊鼎司母戊鼎是中国目前是中国目前已发现的最重的青铜已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜器。司母戊鼎含铜84.7784.77、锡、锡11.6411.64、铅铅27.927.9。充分显示。充分显示出商代青铜铸造业的出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。生产规模和技术水平。 第1页/共52页四羊方尊四羊方尊 湖南出土的盛酒器湖南出土的盛酒器“四羊方尊四羊方尊”，造型，造型逼真，结构复杂，分逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂还有突出的龙头，镂空的扉边。它采用分空的扉边。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分

2、反映出造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超了殷代青铜器的高超熔铸技艺。熔铸技艺。第2页/共52页 秦陵铜车马秦陵铜车马严格按真车马的制作严格按真车马的制作 。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为之为“青铜之冠青铜之冠”。 秦陵铜车马秦陵铜车马第3页/共52页 铁耙铁耙 两汉时期两汉时期 西汉农具西汉农具第4页/共52页一架波音767大型飞机约由70%的铝及其合金构成。2020世纪，铝和铝合金的应用世纪，铝和铝合金的应用第5页/共52页二十一世纪的金属材料二十一世纪的金属材料钛和钛合金

3、钛和钛合金可作人造骨的钛合金可作人造骨的钛合金第6页/共52页应用广泛的金属材料应用广泛的金属材料第7页/共52页总结金属的物理性质总结金属的物理性质第8页/共52页金属的物理性质 1.常温下金属都是固体（汞除外） 2.有金属光泽 3.大多数金属都导电导热 4.有延展性 5.密度、硬度较大 6.熔、沸点较高第9页/共52页硬度（以金刚石的硬度为10作标准）熔点()密度（gcm-3）导电性（以银的导电性为100作标准）物理性质比较物理性质银 铜 金铝锌铁 铅10099746127177.9（优）（良）金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70

4、 （大）（小）钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（低）铬 铁 银 铜 金 铝 铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（小）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？ 讨论：第10页/共52页使用使用是否便利是否便利资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格是否美观对环境对环境的影响的影响考虑物质的用途时，首先考虑物质的用途时，首先要考虑物质的要考虑物质的_，还需要考虑那些因

5、素？还需要考虑那些因素？性质性质第11页/共52页1 1、制造飞机和制造机器底座，对所用、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？金属的密度和硬度会有什么要求？ 2 2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？它利用了钨的哪些性质？ 密度密度硬度硬度制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大第12页/共52页金 属 之 最 地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 密

6、度最大的金属 密度最小的金属铝钙银铁铬汞钨锂锇第13页/共52页金属分类 见P56 多识一点第14页/共52页日常生活中的金属材料合金第15页/共52页二、1、定义：纯金属和它们的合金统称为金属材料第16页/共52页【实验1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度性质性质比较比较现象现象黄铜黄铜铜铜焊锡焊锡锡锡光泽光泽和颜和颜色色硬度硬度结论结论暗、黄色 亮、紫红色 暗、灰白色 亮、银白色黄铜比铜硬锡比焊锡硬合金与纯金属有不同的性质第17页/共52页【实验2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度焊

7、锡锡铅第18页/共52页【实验2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡焊锡铅第19页/共52页【实验2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡焊锡铅第20页/共52页【实验2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡焊锡铅现象现象结论结论 焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化 焊锡的熔点低于两种纯金属的熔点结论：由于物质组成的改变，内部结构发生改变，引起其性质改变。第21页/共52页结论：合金与纯金属相

8、比更大的硬度较低的熔点更高的强度(韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐压打)更好的抗腐蚀性能第22页/共52页注意制取合金过程是物理变化合金是混合物，也是一种溶液合金中一定有金属，也可以含有非金属像Fe3O4和CuO不是合金，是纯净物第23页/共52页常见合金的主要成分、性能和用途合金 主要成分性能用途不锈钢黄铜18K黄金焊锡硬铝铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品 锡、铅 熔点低 焊接金属 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件 第24页/共52页

9、不锈钢反应釜 不锈钢容器 医疗器械 第25页/共52页黄铜壁灯 黄铜打火机 黄铜烛台 黄铜水嘴 第26页/共52页后退 世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途第27页/共52页 钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨 钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于

10、火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表第28页/共52页钛合金烤瓷牙 第29页/共52页用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料低温下第30页/共52页1、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄（2）铁块可以制成铁丝或铁片（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有导电性练习第31页/共52页2、在铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：

11、 常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金 包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属 常用于航空工业作制造飞机等材料的金属锌铜 铝铝铝铁钛第32页/共52页练习3 下列不属于合金的是 （ ） A 生铁 B 不锈钢 C 四氧化三铁 D 黄铜4 生铁是由 、 、硅和锰等加热熔合而成的一种铁的合金，所以合金是一种 。 A 混合物 B 纯净物 C 化合物 D 单质C铁碳A第33页/共52页 三、炼铁的原理第34页/共52页常见的几种铁矿石的成分黄铁矿主要成分 FeS2菱铁矿主要成分FeCO3磁铁矿主要成分 Fe3O4主要成分Fe2O3赤铁矿70%72% 48%56%

12、主要成分中的含铁量第35页/共52页 要完成铁的冶炼通常考虑哪些主要方面的问题？冶炼原料（来源，含铁量）；冶炼原理；冶炼装置(设备)等。第36页/共52页 如何从铁矿石中得到铁呢? 以赤铁矿(主要成分Fe2O3)为例。 Fe2O3 FeCO高温在高温下，可以用CO从铁矿石中还原出铁。第37页/共52页AB氧化铁一氧化碳石灰水第38页/共52页第39页/共52页1、先通一会CO2、加热、加热 3、实验完毕，先停止加热，继续通、实验完毕，先停止加热，继续通CO，直到玻璃管冷却。直到玻璃管冷却。（排尽玻璃管内空气，防止CO与空气混合，加热发生爆炸）（防止玻璃管内的Fe，在较高温度下，重新被反应回去）

13、第40页/共52页红色固体变成黑色；澄清石灰水变浑浊。第41页/共52页如何判断反应中生成了什么物质？装置中导管末端为什么要加一点燃酒精灯？FeFe的证明：玻璃管内红棕色粉末变成黑色，黑色粉末能被磁铁吸引，证明有铁生成。CO2证明：澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成。燃烧为反应完的燃烧为反应完的COCO，防止污染环境。，防止污染环境。第42页/共52页Fe2O3+ 3CO 2Fe + 3CO2 高温高温 还原反应：还原反应：氧化物中的氧被夺去的反应。氧化物中的氧被夺去的反应。夺取氧的物质叫做夺取氧的物质叫做还原剂还原剂。失氧，失氧，被还原被还原我是我是还原剂还原剂！炼铁原理第43页/共52页炼

14、铁高炉示意图工业炼铁工业炼铁1.原料:3.设备:高炉铁矿石焦炭石灰石2.原理:高温Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2第44页/共52页aCO3 = CaO+co2高温3co+Fe2o3 = 2Fe+3co2高温c+co2 = 2co高温c+o = co2点燃（供热、CO2）（制还原剂）处理方法：回收再利用高炉内发生的化学反应高炉内发生的化学反应第45页/共52页炼铁厂利用炼铁厂利用100100吨含吨含FeFe2 2O O3 380%80%的赤铁矿，可以炼出的赤铁矿，可以炼出多少吨纯铁？多少吨纯铁？学以致用学以致用3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3= 2Fe + 3CO= 2F

15、e + 3CO2 2高温高温160160112112100100吨吨80%80%=80=80吨吨X X1601601121128080吨吨 X X=X=56X=56吨吨解：可以炼出纯铁的质量为解：可以炼出纯铁的质量为X X可以炼出多少吨含铁可以炼出多少吨含铁96%96%的生铁？的生铁？生铁的质量：生铁的质量：5656吨吨96%=58.396%=58.3吨吨第46页/共52页3co+Fe2o3 = 2Fe+3co2高温1 1、在、在反应中，反应中，作为还原剂的物质是：（作为还原剂的物质是：（）、Fe2o3、co、Fe、co2C第47页/共52页2.为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部接为超长轨

16、。在焊接过程中，工程技术人员点燃铝热剂（铝粉和氧化铁的混合物）能释放大量的能量，生成熔融状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式如下：Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe，其中的还原剂为（）A.Fe2O3B.AlC.Al2O3D.FeB第48页/共52页3. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示： (1）若先给氧化铁热， 氧化铁 再通入一氧化碳，可 CO 能产生的后果是 原因是_ (2) 写出A中发生反应的 A B C 化学方程式_（3）装置B中产生的现象可判断反应是否开始发 生，则B中的试剂是（填名称）_（4）装置C的作用是_ (5) 装置C收集气体的方法叫做_。 第49页/共52页4. 某学生改进一氧化碳还原氧化铁的实验装置，如图所示： (1）若先给氧化铁热，再 氧化铁 通入一氧化碳，可能 CO 产生的后果是爆 炸， 原因是一氧化碳中混 有空气不纯净，加热 A B C 时可能会发生爆炸。 (2) 写出A中发生反应的