第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料1.ppt

第三章金屬及其化合物 第三節(jié)用途廣泛的的金屬材料 一 合金的概念及特性 合金是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬熔合而成的 具有金屬特性的物質(zhì) 1 合金的概念 2 合金的物理性質(zhì) 如 生鐵的熔點比純鐵的低 硬鋁 Cu Mn Si 的強度和硬度都比純鋁大 硬度大于各成分金屬 熔點低于各成分金屬 注意 合金中一定含有金屬元素 合金中也可能含有非金屬元素 合金一定是混合物 合金中成分的含量影響合金的性質(zhì) 使用不同的原料 改變原料的配比以及改變生成合金的條件等 可以制得具有不同性能的合金 合金在工業(yè)上的用途比純金屬更廣 更重要 二 常見的合金及用途 不銹鋼抗腐蝕性好 用來做醫(yī)療器械 炊具等 硬鋁強度和硬度好 用來制門窗 也用于制火箭 飛機 輪船等 青銅強度高 可塑性好 耐磨 耐腐蝕 用于制機器零件 等等 青銅的主要成分 銅和錫我國1939年在河南安陽殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎屬于青銅制品 1 銅合金 銅合金的種類很多 常見的有青銅 黃銅 白銅和錳銅 青銅是我國使用最早的合金 黃銅 Cu Zn Zn20 36 古代稱為藥金 密度比黃金小 外觀與金非常相似 常被誤認為是黃金 假如是你 你怎樣來判別 藥金 和黃金 白銅 Cu和鎳 不易生銅綠 銅錳合金 具有極高的電阻 2 鋼 生鐵和鋼就是鐵的合金 其中鋼使用量最大 用途最廣的合金 生鐵的含碳量為2 4 3 之間 鋼的含碳量在0 03 2 之間 根據(jù)化學成分 把分為兩大類 碳素鋼 合金鋼 低碳鋼 中碳鋼 含碳量低0 3 0 3 0 6 高碳鋼 含碳量高于0 6 鋼 合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼 3 鋁合金 硬鋁 Cu4 Mg0 5 Mn0 5 Si0 7 特點 密度小 強度高 抗腐蝕用途 制造飛機和宇宙飛船 鋁 有翼的金屬 會飛的金屬 鋁的重要用途主要有 延展性 制作鋁線 鋁箔 多種儀器 導熱性 做熱的導體 銀白色 有金屬光澤 做涂料 俗稱銀粉 銀漆 導電性 做電的導體 鋁的導電性僅次于銅 是優(yōu)良的 常用的導體 不透明 做忌光物 如膠卷 包裝材料 鋁可以制作合金 例如 含有硅 銅 鋅 錳等元素的鎂鋁合金就具有質(zhì)輕 堅韌 機械性能較好等許多優(yōu)良性質(zhì) 用途廣泛 做機械零件 車船材料 門窗等 新型合金 儲氫合金 Ti Fe La Ni鈦合金 Ti V Fe Al等 飛機起落架耐熱合金 噴氣式飛機的發(fā)動機葉片記憶合金 泡沫合金 記憶金屬 隨著社會的發(fā)展 我們對金屬的認識也在增加 并且 也希望新的材料的誕生 也許在不遠將來 我們都會擁有一輛由 記憶金屬 制作的汽車 我們再也不怕把汽車碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了 這種 記憶金屬 即是鎳鈦合金 如把這樣一塊金屬進行加熱 它將形成一定的形態(tài) 冷卻后 任意揉皺 或使它彎曲 再加熱后 它又恢復了原狀 稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱 包含鈧Sc 釔Y及鑭系中的鑭La 鈰Ce 鐠Pr 釹Nd 钷Pm 釤Sm 銪Eu 釓Gd 鋱Tb 鏑Dy 鈥Ho 鉺Er 銩Tm 鐿Yb 镥Lu 共17個元素 稀土元素能與其它元素組成品種繁多 功能千變?nèi)f化 用途各異的新型材料 被稱為 現(xiàn)代工業(yè)的維生素 和神奇的新材料寶庫 我國稀土資源占世界稀土資源的80 以氧化物 REO 計達3600萬噸 遠景儲量實際是1億噸 我國稀土資源分南北兩大塊 北方 輕稀土資源 集中在包頭白云鄂博特等地 以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn) 主要含鑭 鈰 鐠 釹和少量釤 銪 釓等元素 南方 中重稀土資源 分布在江西 廣東 廣西 福建 湖南等省 以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風化殼層中 主要含釤 銪 釓 鋱 鏑 鈥 鉺 銩 鐿 镥 釔和鑭 釹等元素 稀土作為基體元素能制造出具有特殊 光電磁 性能的多種功能材料 如稀土永磁材料 稀土鎳氫電池材料 稀土熒光材料 稀土催化劑 稀土激光材料 稀土精密陶瓷材料 生物工程材料等 它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè) 開發(fā)新能源 治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料 例如稀土永磁材料 釹鐵硼永磁 是當今磁性最強的永磁體 它被稱 一代磁王 稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機 工業(yè)用電機 風力發(fā)電機 音響設備 儀器儀表 航天航空通訊 醫(yī)用核磁共振成像儀等方面 稀土永磁材料用于電機 使設備小型化 輕型化 同等功率的電機 體積和重量減少30 以上 用稀土永磁同步電機代替工業(yè)上的異步電機 節(jié)電率可達12 15 真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈 節(jié)電率可達到80 稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場 體育場館和高層建筑的美化泛光照明 這些新型電光源不但 三 正確選用金屬材料選擇材料時 常常要考慮幾個方面 主要用途 外觀 物理性質(zhì) 化學性質(zhì) 價格 加工難度 日常維護 對環(huán)境的影響 常見金屬之最 密度最大的是 硬度最大的是 熔點最低的是 熔點最高的是 延性最好的是 展性最好的是 導電性最好的是 地殼中含量最多的金屬元素是 Os Cr Hg W Pt Au Ag Al 向一鋁制易拉罐中充滿CO2后 再往罐中注入足量的質(zhì)量分數(shù)為20 的NaOH溶液 立即嚴封罐口 不一會兒就發(fā)現(xiàn)易拉罐變癟 再過一會易拉罐又鼓脹起來 解釋上述實驗現(xiàn)象 1 易拉罐開始變癟的原因是 反應的化學方程式為 2 易拉罐又鼓脹起來的原因是 其反應的離子方程式為 NaOH與CO2反應 罐內(nèi)壓強減小 大氣壓將易拉罐壓癟 2NaOH CO2 Na2CO3 H2O NaOH溶液與Al反應 產(chǎn)生H2 使罐內(nèi)壓強增大 2Al 2OH 2H2O 2AlO2 3H2 1下列物質(zhì)中 不屬于合金的是 A 硬鋁B 黃銅C 鋼鐵D 水銀 D 2將一塊低碳鋼放入裝有足量的鹽酸的燒杯中 充分反應后燒杯中剩下