z金属材料学习课程

1、东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕） 河北沧州的铁狮子河北沧州的铁狮子 历史学家把人类历史划分为历史学家把人类历史划分为 石器时代、青铜器时代、石器时代、青铜器时代、 铁器时代、高分子时代铁器时代、高分子时代金属材料金属材料: : 纯金属（纯金属（9090多种）和合金（几千种）多种）和合金（几千种）。第1页/共31页第一页，编辑于星期日：八点 四十六分。现在世界上产量最大的依次为铁、铝和铜。第2页/共31页第二页，编辑于星期日：八点 四十六分。（1 1）常温下一般为固态）常温下一般为固态, ,有金属光泽。有金属光泽。 （汞为液态（汞为液态) ) （2 2）大多数呈银白色

2、）大多数呈银白色 （铜为紫红色，金为黄色）（铜为紫红色，金为黄色）共性共性第3页/共31页第三页，编辑于星期日：八点 四十六分。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性（以银的（以银的导电性为导电性为100100作标准）作标准）密度密度（g gcmcm-3-3）熔点熔点()()硬度硬度（以金刚石的（以金刚石的硬度为硬度为1010作标准）作标准）优良金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大小钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高低铬铬 铁铁

3、银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 大小银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅100 99 74 61 27 17 7.9个性个性第4页/共31页第四页，编辑于星期日：八点 四十六分。第5页/共31页第五页，编辑于星期日：八点 四十六分。1 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？用铅制？ 2 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？而不用银制？ 3 3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？、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

4、会出现什么情况？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 第6页/共31页第六页，编辑于星期日：八点 四十六分。使用是否便利使用是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否美观是否美观对环境的影响对环境的影响性质决定用途性质决定用途性性质质决决定定用用途途但但不不是是唯唯一一因因素素第7页/共31页第七页，编辑于星期日：八点 四十六分。用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工第8页/共31页第八页，编辑于星期日：八点 四十六分。金属+m种金属+n种非金属混合物混合物第

5、9页/共31页第九页，编辑于星期日：八点 四十六分。金属+m种金属+n种非金属低碳钢低碳钢0.25% 0.6%0.6%混合物混合物第10页/共31页第十页，编辑于星期日：八点 四十六分。具有很好的抗腐蚀性具有很好的抗腐蚀性第11页/共31页第十一页，编辑于星期日：八点 四十六分。【实验实验8-18-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光比较黄铜片和铜片、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第12页/共31页第十二页，编辑于星期日：八点 四十六分。黄黄铜铜焊焊锡

6、锡锡锡铜铜第13页/共31页第十三页，编辑于星期日：八点 四十六分。【实验实验8-18-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽比较黄铜片和铜片、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暗黄色黄色 亮亮紫红色紫红色 暗暗灰白色灰白色亮亮银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡硬焊锡比锡硬合金与纯金属有不同的性质合金与纯金属有不同的性质第14页/共31页第十四页，编辑于星期日：八点 四十六分。【实验实验8-28-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁将绿豆大的焊锡、锡和

7、铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度组成它的纯金属锡、铅的熔化温度焊锡锡铅第15页/共31页第十五页，编辑于星期日：八点 四十六分。焊锡锡铅【实验实验8-28-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置将绿豆大的焊锡、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、铅的熔化温度较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度第16页/共31页第十六页，编辑于星期日：八点 四十六分。焊锡锡铅【实验实验8-28-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在将绿豆大的焊锡、锡和铅放置

8、在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度第17页/共31页第十七页，编辑于星期日：八点 四十六分。焊锡焊锡锡锡铅铅【实验实验8-28-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁将绿豆大的焊锡、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、铅的熔化温度组成它的纯金属锡、铅的熔化温度现象现象结论结论 焊锡最先熔化，锡焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化次之，铅最后熔化 合金和组成它的合金和组成它的纯金属熔点不同纯金属熔点不同第18页

9、/共31页第十八页，编辑于星期日：八点 四十六分。根据下面信息比较合金及其组分的熔点：铁1535碳3550锡232铅327铅327镉321铋271 锡232钢1200焊锡 200保险丝69第19页/共31页第十九页，编辑于星期日：八点 四十六分。合金的优点合金的优点1 1、颜色鲜艳；、颜色鲜艳；2 2、熔点低；、熔点低；3 3、硬度大；、硬度大；4 4、抗腐蚀性强、抗腐蚀性强第20页/共31页第二十页，编辑于星期日：八点 四十六分。第21页/共31页第二十一页，编辑于星期日：八点 四十六分。 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

10、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22页/共31页第二十二页，编辑于星期日：八点 四十六分。 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造人造骨，因此可用来制造人造骨 熔点高、密度小（熔点高、密度小（ 可塑性好、易于加工、机械性能好。可塑性好、易于加工、机械性能好。 抗腐蚀性能非常好，其抗腐蚀性能远优抗腐蚀性能非常好，其抗腐蚀性能远优于不锈钢于不锈钢，即使把它们放在海水中数年，取即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新。出后仍光亮如新。钛金属腕表钛金属腕表第23页/共31页第二十三页，编辑于星期日：八点 四十六分

11、。用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，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。和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下第24页/共31页第二十四页，编辑于星期日：八点 四十六分。形状记忆合金在医学上的应用形状记忆合金在医学上的应用可以起到扩张血管的作用第25页/共31页第二十五页，编辑于星期日：八点 四十六分。练习练习1.1.下列物质中，

12、由地壳中含下列物质中，由地壳中含量最多的金属元素、非金属元量最多的金属元素、非金属元素和空气中含量最多的元素组素和空气中含量最多的元素组成的是（成的是（ ） A ACaCOCaCO3 3 B BAlAl2 2(SO(SO4 4) )3 3 C CAl(NOAl(NO3 3) )3 3 D DFe(OH)Fe(OH)3 3第26页/共31页第二十六页，编辑于星期日：八点 四十六分。练习练习2 2根据下列原子结构示根据下列原子结构示意图判断，属于金属元素的意图判断，属于金属元素的是是 （ ） A A B B C C D D第27页/共31页第二十七页，编辑于星期日：八点 四十六分。练习练习3 3制

13、取合金常用的方法是将两种或制取合金常用的方法是将两种或多种金属加热到某一温度，使其全部熔多种金属加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成合金。根据下表数据判断化，再冷却成合金。根据下表数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采（其他条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是用上述方法制取的是 （ ） A AFeFeCuCu合金合金 B BMgMgNaNa合金合金 C CNaNaAlAl合金合金 D DNaNaCuCu合金合金金属金属NaNaMgMgAlAlCuCuFeFe熔点（熔点（） 97.597.56496496606601083108315351535沸点（沸点（）88388310901090246724672567256727502750第28页/共31页第二十八页，编辑于星期日：八点 四十六分。练习练习4 4（2004 2004 天津）美国和日本的三位科学家以导电有机高分子材料的研究天津）美国和日本的三位科学家以导电有机高分子材料的研究结果，荣获结果，荣获20002000年度诺贝尔化学奖。在其相关技术中，用碘来掺杂聚合物，年度诺贝尔化学奖。在其相关技术中，用碘来掺