第三讲应用广泛的金属材料.ppt

1、应用广泛的金属材料,金属材料包括纯金属以及它们的合金,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,思考与交流:下列物品都使用了哪种材料?,1.观察铜片、铝片和铁片的颜色和光泽，然后用砂纸打磨，再观察它们的颜色和光泽。,金属都有颜色和光泽（可用做？）,2.相同

2、体积的铜片、铝片和铁片，经称量后发现，铜片的质量 最大、铝片的质量最小。由此说明金属的密度,金属不同，密度不同（可用做？）,3.试试能否弯曲、折断铜片、铝片和铁片,金属不同，硬度不相同；金属能被弯曲但不易折断,4.用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端，手感觉？,金属具有导热性（可用做？）,5.电线是用一层绝缘体包裹着金属，说明金属具有什么性质？,金属具有导电性（可用做？）,6.常温下，是否所有金属都是固体？,常温下汞（即水银）是液态,大多数金属为银白色,大多数金属为固体,大多数金属有光泽,大多数金属熔沸点高,大多数金属能导电导热,大多数金属有延展性,铜（紫红色）金（黄色）,汞（液态

3、）,银,铜,金,铝,锌,铁,铅,100,99,74,61,27,17,7.9,（优）,（良）,金 铅 银 铜 铁 锌 铝,19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70,（大）,（小）,钨 铁 铜 金 银 铝 锡,3410 1535 1083 1064 962 660 232,（高）,铬 铁 银 铜 金 铝 铅,9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5,（大）,（小）,（低）,根据你的生活经验和表中提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。,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

4、里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能出现什么情况？,4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？,金属之最,地壳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,人体中含量最高的金属元素,熔点最高的金属,熔点最低的金属,你知道吗？,铝,钙,铁,银,钨,汞,合 金,不锈钢制成的餐具,锰钢制成的钢轨,铝合金制成的车载桌,铝合金制成的箱子,镁铝合金制成的3C产品,镁铝合金制成笔记本电脑外壳,镁铝合金制成的自行车,材料,金属材料,非金属材料,复合材料,无机非金属材料,有机非金属材料,传统材料,新型材料,天然材料,合成材料,材料的分类：,思考与交流,1、什么是合

5、金？你日常生活中用到的金属制品中哪些属于合金,合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。,2、为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？,合金与金属相比，除具有金属的特性外，还具有许多比各成分金属更优良的物理、化学或机械的性能 。 如：硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。,铜、铝,导电性好 延展性好,低碳钢,易加工便宜,钨,熔点高,铝合金,密度小、强度 大耐腐蚀,不锈钢,耐腐蚀,3.查阅资料，填写下列汽车配件所用的金属或合金， 并解释使用这些材料的原因。,一、认识合金,合金的概念：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

6、。,合金的性能：,1、硬度较大,2、熔点一般比各成分金属低,3、一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能,4、合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。,思考题： 1、为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢 ？,金属与合金的结构比较：,改变了金属原子有规则的层状结构,合金： 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 ),保险丝 (70),12.5%锡 (232.1),50%铋 (271.4 ),25%铅 (327.7 ),思考题：

7、 2、为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低 ？,在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。,使用合金,铁合金,生铁（铁碳合金，含碳2%4.3%，硬度大、抗压性强、性脆，用于制造机座、管道）,钢,含碳0.03%2%，延展性、机械性能好，用于制造机械和交通工具。,碳素钢,高碳钢（硬度较大） 中碳钢 低碳钢（韧性较好）,合金钢,不锈钢（Cr18%,Ni8%）,锰钢（增加强度和韧性）,碳素钢与合金钢的区别,铁的合金,钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 含碳量越高，韧性越差，

8、硬度越高。,不锈钢反应釜,不锈钢容器,医疗器械,学与问： 日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强，但在海水中会被腐蚀。你对这有什么启示？ 启示： 1、日常生活中常用的不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈。但是如果放在海水中，海水中的氯离子会使这种不锈钢发生腐蚀。 2、锈钢的“不锈”是相对的，是与使用条件有关的 。,2、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？,青铜：主要含铜、锡、铅，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（少量Mn

9、） ，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。,东汉晚期的青铜奔马,黄铜壁灯,黄铜打火机,黄铜烛台,黄铜水嘴,铝及铝合金,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,资料卡片：金首饰,1、纯金质软，不适合直接制造首饰。 2、向纯金中加入一定量的铜或银，可以制成硬度较大的金合金，用于制造金首饰等。金首饰的成色是以首饰中金的最低含量的千分数来计量的。常用K数表示。K数越高表示金会含量越高。如：24K（99.5%以上），18K（约75%）。,新型合金,氢

10、燃料电池汽车上的储氢罐,钛和钛合金,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。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能安然无恙的“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，钛和钛合金主要用于飞机、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，,钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨,钛金属腕表,“发现”号航天飞机,人造卫星,用钛-镍形状记忆合金制

11、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,形状记忆合金制成的水龙头 上的温度调节装置,形状记忆合金制成的“蝴蝶” （可模仿肌肉的收缩）,正确选用金属材料,某家庭准备装修窗户(计划使用10年), 可供选用的材料有: 木材、钢铁、铝合金、塑钢。 请调查分析选用哪种材料比较好？ 说明理由,使用是否便利,资源,废料是否 易于回收,价格,是否美观,对环境的影响,考虑物质的用途时， 需要考虑那些因素？,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

12、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,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

13、包装 7.人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、 铜四种金属的时间顺序是（ ） A. 铜、铁、铝、钛 B. 铁、铝、铜、钛 C. 铜、铁、钛、铝 D. 铁、铜、铝、钛,D,A,A,9.在铁、铝、铜、锌、钛五种金属中： 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,讨论：用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？,资源丰富,无毒轻便,耐磨耐腐蚀,美观、易加工,思考与交流： 1、铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？ 答：铸造硬币的合金应该具有能耐磨损，抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也资源丰富，一定的硬度，不能太硬，否则，