第一节　合金

1、第一节 合金,第三章探索生活材料,1.什么叫合金? 2.为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？ 3.金属有什么共同的性质?合金跟纯的金属有什么差别?,一.认识合金,阅读思考,1、什么是合金？你日常生活中见到的金属制品中哪些属于合金，试举三个例子。,思考与交流,合金是由两种或两种以上金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。,生活中常用的金属有哪些？,汽车配件的金属,铜,导电性好，价格便宜,价格便宜，硬度 强度较小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好,软钢 （低碳钢）,钨,熔点最高（3410摄氏度）,铝合金,不锈钢,抗腐蚀性好,密度小、强度大，较强抗腐蚀性,1、什么是合金？你

2、日常生活中见到的金属制品中哪些属于合金，试举三个例子。,合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能,合金是由两种或两种以上金属（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？,思考与交流,一.认识合金,合金与纯金属的比较,相对高,相对低,较软,相对硬,良好,一般相对差,小资料：金属钾、钠在常温下均为固态，但它们的合金在常温呈液态，具有良好的导热性，可作为原子反应堆的导热剂。,合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。,如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。,

3、为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？,纯金属和合金的结构不同,思考,硬度大,改变了金属原子有规则的层状结构,学与问 固体的熔点与原子排列是否规整有关。你能根据 图31 简单解释：为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低吗？,在纯金属内，所有原子大小相同，排列十分规整；而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那么整齐，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。,金属的导电性、导热性 导电性：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。 导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整

4、块金属达到同样的温度。 金属的延展性： 当金属受到外力时，金属离子和电子可相对移动。使金属具有良好的延展性。,金属具有共同物理性质,金属一般具有哪些化学性质,金属只具有还原性,与非金属反应 与水反应 与酸反应 与盐反应,阅读课本并讨论解决下列问题,1、铁合金可如何分类？ 2、硬铝是什么，有什么作用？铜合金有哪些？ 3、新型合金有哪些？,二.使用合金,1、铁合金,生铁,钢,含碳0.03%-2%，含硅锰较少、几乎不含硫磷、硬度大、延展性、机械性能好，可铸可锻，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

5、性）,铁碳合金，含碳2%-4.3%，含硅锰较多、硫磷较少、硬而脆、抗压性强、可铸不可锻，用于制造机座、管道,炼钢生铁（Fe3C、硬而脆、炼钢） 铸造生铁（片状石墨、制铸件） 球墨铸铁（球状石墨、性能接近钢、价廉、制齿轮阀门等）,二.使用合金,碳素钢与合金钢的区别,2、铝合金,二.使用合金,铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的硬度较小，不适于制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土元素等可制成铝合金。,硬铝：Cu 4%、Mg 0.5%、 Mn 0.5%、Si 0.7%,特点：密度小、强度高、抗腐蚀 用途：制造飞机和宇宙飞船,2、铝合金,带翼的金属 硬铝,铝和航

6、空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。 广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。,我国使用最早的合金,铜合金,黄铜（CuZn，Zn20%36%） 耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小,青铜（CuSn，Sn10%30%） 硬而脆，强度大,古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金？,3、铜合金,白铜( Ni、Zn、少量Mn） 制洒具等,储氢合金：TiFe, LaNi 室温下吸收氢气速度快，放出氢气快 钛合金：Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架 耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片,4、新型合

7、金,氢燃料电池汽车上的储氢罐,储氢合金：TiFe, LaNi 钛合金：Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架 耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片 形状记忆合金：,4、新型合金,形状记忆合金制成的 移动跳跃的机器人,形状记忆合金制成的“蝴蝶” （可模仿肌肉的收缩）,储氢合金：TiFe, LaNi 钛合金：Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架 耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片 形状记忆合金： 泡沫合金：,4、新型合金,多孔金属材料兼 有功能材料和结 构材料的双重作 用，是一种性能 优异的多用途工 程材料。广泛应 用于航空航天、 汽车、建筑、化 工、冶金、医药、 电化学以及军事 等。具体应用在：各种气液过滤

8、器、吸热器、消声器、减震缓冲器、催化剂及其载体、流体分布器、热交换器、灭火器、阻燃器、多孔金属电极、电磁屏蔽器件、电磁兼容器件等。,泡沫金属,由于多孔金属内部为大量相通的三维立体网状结构，因此具有轻质、结构强度高、吸能性能优异等特点，可应用于空天飞行器汽车等抗震缓冲结构部件上。,多孔金属因其比表面积非常大,因此可以在化学反应中作为催化剂附着的载体或直接作为催化剂,通过成百倍的增加反应面积从而使用化学反应充分/迅速,对我国第五套人民币中的硬币涉及到的几个问题进行思考。,1、铸造硬币的合金应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也不能太硬，否则，硬币上的图

9、案和数字不易被压印出来；铸造硬币的合金也不能太昂贵，等等 。,2、三种金属的价值：镍铜铝,3、实际价值应低于面值，如果高于面值，人们可能会把硬币收藏起来或高价出售，而不当作货币使用。,P47 思考与交流,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 密度最大的金属 密度最小的金属 ,铝,钙,铁,银,铬,钨,汞,锂,金属之最,锇（22.48 克/立方厘米）,黑色金属 通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁） 锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及

10、它们的合金叫做黑色金属。这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。 有色金属 通常是指除黑色金属以外的其他金属。 有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等； （3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。,金属分类,1.合金一般由各组分熔合成均匀的液体，再经冷凝而得。根据组成合金的元素种类，可分为二元合金、三元合金和多元合金。 2.金属形成合金后，可以显著改变材料的结构和性质。合金的机械、物理和化学性能往往优于纯金属，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类已知的合金达数万种之多。 3.“齐”是合金的意思。汞的合金常叫汞齐。例如钠汞齐是钠和汞组成的合金，锌汞齐是锌和汞组成的合金。除铁以外，几乎所有的金属都能跟汞形成汞齐。,关于“合金”,1、能解释合金与纯金属在性能上的差异。 2、认识一些重要的合金。,归纳与整理,1.关于合金的