高二化學(xué)探索生活材料合金PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1高二化學(xué)探索生活材料合金高二化學(xué)探索生活材料合金第1頁(yè)/共44頁(yè)第2頁(yè)/共44頁(yè)材料材料金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料復(fù)合材料復(fù)合材料無(wú)機(jī)非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料有機(jī)非金屬材料有機(jī)非金屬材料傳統(tǒng)材料傳統(tǒng)材料新型材料新型材料天然材料天然材料合成材料合成材料材料的分類：材料的分類：第3頁(yè)/共44頁(yè)金屬材料金屬材料思考：思考：1、金屬有哪些特性？、金屬有哪些特性？ 2、觀察我們周圍的材料，有哪些是金屬材料、觀察我們周圍的材料，有哪些是金屬材料？ 它們分別是由哪些金屬制造的？它們分別是由哪些金屬制造的？導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、硬度大，熔點(diǎn)高。硬度大，熔點(diǎn)高。第4頁(yè)

2、/共44頁(yè)合 金第5頁(yè)/共44頁(yè)不銹鋼制成的餐具不銹鋼制成的餐具第6頁(yè)/共44頁(yè)錳鋼制成的鋼軌錳鋼制成的鋼軌第7頁(yè)/共44頁(yè)鋁合金制成的箱子鋁合金制成的箱子第8頁(yè)/共44頁(yè)鎂鋁合金制成的鎂鋁合金制成的3C產(chǎn)品產(chǎn)品鎂鋁合金制成筆記本電腦外殼鎂鋁合金制成筆記本電腦外殼第9頁(yè)/共44頁(yè)鎂鋁合金制成的自行車鎂鋁合金制成的自行車第10頁(yè)/共44頁(yè)思考與交流思考與交流1 1、什么是合金？、什么是合金？你日常生活中用到的金屬制品中哪些你日常生活中用到的金屬制品中哪些屬于合金屬于合金 合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。）熔合

3、而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2 2、為什么我們使用的金屬材料主要是合金，而不是純、為什么我們使用的金屬材料主要是合金，而不是純金屬？金屬？ 合金與金屬相比，除具有金屬的特性外，還具有合金與金屬相比，除具有金屬的特性外，還具有許多比各成分金屬更優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能許多比各成分金屬更優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能 。 如：如：硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等。第11頁(yè)/共44頁(yè)3、使用合金材料是否一定比純金屬材料好呢？、使用合金材料是否一定比純金屬材料好呢？ 查閱資料，填寫(xiě)下列汽車配件所用的金屬或合金，查閱資料，填寫(xiě)下列汽車配件所用的金屬或合金，并

4、解釋使用這些材料的原因。并解釋使用這些材料的原因。汽車配件汽車配件金屬或合金金屬或合金使用原因使用原因電線芯電線芯汽車外殼汽車外殼燈絲燈絲發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管排氣管金屬（金屬（Cu）導(dǎo)電能力強(qiáng)導(dǎo)電能力強(qiáng)合金合金強(qiáng)度大，質(zhì)量輕強(qiáng)度大，質(zhì)量輕金屬金屬熔點(diǎn)高熔點(diǎn)高合金合金耐高溫、強(qiáng)度大耐高溫、強(qiáng)度大合金合金耐腐蝕耐腐蝕第12頁(yè)/共44頁(yè)一、認(rèn)識(shí)合金一、認(rèn)識(shí)合金合金的概念：合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬（或金由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的性能：合金的性能：1 1、硬度較大、硬度較大2 2、熔點(diǎn)一般比各成分金屬低、熔

5、點(diǎn)一般比各成分金屬低3 3、一般來(lái)說(shuō)，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和、一般來(lái)說(shuō)，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械的性能，合金具有良好的物理、化學(xué)和機(jī)械的性能4 4、合金的性能可以通過(guò)所添加的合金元素的種類、含、合金的性能可以通過(guò)所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來(lái)加以調(diào)節(jié)。量和生成合金的條件等來(lái)加以調(diào)節(jié)。第13頁(yè)/共44頁(yè)思考題：思考題：1 1、為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢、為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢 ？金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較：金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較：改變了金屬原子有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)改變了金屬原子有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)第14頁(yè)/共44

6、頁(yè)思考題：思考題：2 2、為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低、為什么多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低 ？ 在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒(méi)有純分規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒(méi)有純金屬那樣整齊，金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。所以，多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。 第15頁(yè)/共44頁(yè)二二 、使用合金使用合金鐵鐵合合金金生鐵（生鐵（鐵碳合金，含碳鐵碳合金，含碳2%2%4.3%4.3%，硬度大、，硬度大、抗壓性強(qiáng)、性脆，

7、用于制造機(jī)座、管道抗壓性強(qiáng)、性脆，用于制造機(jī)座、管道）鋼鋼含碳含碳0.03%0.03%2%2%，延，延展性、機(jī)械性能好展性、機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械和，用于制造機(jī)械和交通工具。交通工具。碳素碳素鋼鋼高碳鋼（硬度較大高碳鋼（硬度較大）中碳鋼中碳鋼低碳鋼（韌性較好低碳鋼（韌性較好）合金鋼合金鋼不銹鋼（不銹鋼（Cr18%,Ni8%Cr18%,Ni8%）錳鋼（增加強(qiáng)度和韌性錳鋼（增加強(qiáng)度和韌性）第16頁(yè)/共44頁(yè)相同點(diǎn)相同點(diǎn)成分不同成分不同性性 能能碳素鋼碳素鋼合合 金金鐵、碳鐵、碳含碳量高，硬度大；含碳量高，硬度大；含碳量低，韌性較強(qiáng)含碳量低，韌性較強(qiáng)合金鋼合金鋼（不銹（不銹鋼）鋼）在碳素鋼在碳素鋼

8、中加入其中加入其它元素，它元素，如鎳、鉻等如鎳、鉻等如不銹鋼在空氣中比如不銹鋼在空氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，較穩(wěn)定，不容易生銹，具有很強(qiáng)的抗腐蝕能具有很強(qiáng)的抗腐蝕能力力碳素鋼與合金鋼的區(qū)別碳素鋼與合金鋼的區(qū)別第17頁(yè)/共44頁(yè)與使用條件有關(guān)的 。第18頁(yè)/共44頁(yè) 鋼中合金元素的主要作用鋼中合金元素的主要作用合金元素合金元素主要作用主要作用鉻（鉻（Cr）增強(qiáng)耐磨性和抗氧化性，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度增強(qiáng)耐磨性和抗氧化性，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度錳（錳（Mn）防止硫引起的脆性，增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和韌性防止硫引起的脆性，增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和韌性鉬（鉬（Mo）減少脆性，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度，提高紅熱時(shí)的硬減少脆性，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度，提高紅熱時(shí)的硬

9、度和耐磨性度和耐磨性鎢（鎢（W）提高高溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)工具鋼的耐提高高溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)工具鋼的耐磨性磨性鈷（鈷（Co）提高紅熱時(shí)的硬度和耐磨性，用于制造磁性提高紅熱時(shí)的硬度和耐磨性，用于制造磁性合金合金鎳（鎳（Ni）增強(qiáng)低溫時(shí)的韌性，改變高鉻鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)增強(qiáng)低溫時(shí)的韌性，改變高鉻鋼內(nèi)部結(jié)構(gòu)硅（硅（Si）提高低合金鋼的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)高溫時(shí)的提高低合金鋼的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)高溫時(shí)的抗氧化性抗氧化性第19頁(yè)/共44頁(yè)密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕力強(qiáng)。密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕力強(qiáng)。 鋁是地殼中含量最多的金屬元素。純鋁是地殼中含量最多的金屬元素。純鋁的硬度較小，不適于制造機(jī)器零件等。鋁的硬度較小，不適

10、于制造機(jī)器零件等。向鋁中加入少量的合金元素如向鋁中加入少量的合金元素如Cu Mg Si Cu Mg Si Mn ZnMn Zn及稀土元素等可制成鋁合金。及稀土元素等可制成鋁合金。如如硬鋁硬鋁：含：含Cu4% Mg0.5% Mn0.5%Si0.7%Cu4% Mg0.5% Mn0.5%Si0.7%3 3 、銅合金：、銅合金：銅銅合合金金黃銅：黃銅：青銅：青銅：白銅：白銅：含含Cu ZnCu Zn耐腐蝕，耐磨，可塑性耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。強(qiáng)，硬度較小。含含Cu Sn PbCu Sn Pb等等硬而脆，強(qiáng)度大硬而脆，強(qiáng)度大含含Ni ZnNi Zn（少量（少量MnMn）制灑具等制灑具等2 2、

11、鋁合金：、鋁合金：第20頁(yè)/共44頁(yè)第21頁(yè)/共44頁(yè)第22頁(yè)/共44頁(yè)偽劣品的鑒別偽劣品的鑒別市場(chǎng)上出售的K白金飾品，不是白金，很多消費(fèi)者不明真象，當(dāng)成白金飾品購(gòu)買是錯(cuò)誤的。白色K金中完全不含有白金，其主要成分是黃金，是黃金與其他金屬如銀，銅，鎳，鋅等的合金。白色K金在英語(yǔ)中寫(xiě)作KARATWHITEGOLD(WG)，K僅限于表示成色，它是黃金與其他金屬如銀，銅，鎳，鋅等的合金。二者外觀差別很小，但仔細(xì)觀察可見(jiàn)鉑金顏色為灰色調(diào)的銀白色，光澤比較強(qiáng)，同種款式的鉑金飾品重量約為白色18K金的120%(18K金的密度約為1464g/em3)。一般白色18K金在加工時(shí)都會(huì)在表面鍍鈀或銠，但多不耐久，易

12、磨損。而鉑金的物化性質(zhì)穩(wěn)定，不易磨損和受侵蝕。 第23頁(yè)/共44頁(yè)鉆石是指經(jīng)過(guò)琢磨的金剛石，金剛石是一種天然礦物，是鉆石的原石。簡(jiǎn)單地講，鉆石是在地球深部高壓、高溫條件下形成的一種由碳元素組成的單質(zhì)晶體。是天然礦物中的最高硬度，公認(rèn)的寶石之王。質(zhì)量單位：卡，或譯克拉、克拉（Carat），是鉆石的質(zhì)量單位。一卡相等于200毫克第24頁(yè)/共44頁(yè)討論：用來(lái)鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？討論：用來(lái)鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？第25頁(yè)/共44頁(yè)第26頁(yè)/共44頁(yè)第27頁(yè)/共44頁(yè)第28頁(yè)/共44頁(yè)（1 1）儲(chǔ)氫合金）儲(chǔ)氫合金 室溫下吸收氫氣速度快，放出氫氣快室溫下吸收氫氣速度快，放出氫氣快（2

13、2）鈦合金）鈦合金（3 3）耐熱合金）耐熱合金（4 4）形狀記憶合金）形狀記憶合金（5 5）泡沫合金）泡沫合金4 4、新型合金、新型合金第29頁(yè)/共44頁(yè)如如Ti-Fe，Ti-Mn，La-Ni等合金都有貯氫功能等合金都有貯氫功能。 LaNi貯氫臺(tái)金在常溫、貯氫臺(tái)金在常溫、0.152 MPa下就下就可放出氫，可用于汽車、燃料電池等可放出氫，可用于汽車、燃料電池等 儲(chǔ)氫儲(chǔ)氫 金屬或合金金屬或合金 能吸收能吸收 H2 的金屬或合金的金屬或合金。第30頁(yè)/共44頁(yè)儲(chǔ)氫金屬或合金為什么能儲(chǔ)存氫氣？?jī)?chǔ)氫金屬或合金為什么能儲(chǔ)存氫氣？金屬結(jié)構(gòu)中存在著很多空隙金屬結(jié)構(gòu)中存在著很多空隙,氫元素較活潑，原子氫元素較

14、活潑，原子半徑又小，它很容易鉆進(jìn)金屬空隙中去并和金屬半徑又小，它很容易鉆進(jìn)金屬空隙中去并和金屬 起化學(xué)反應(yīng)生成金屬氫化物。起化學(xué)反應(yīng)生成金屬氫化物。第31頁(yè)/共44頁(yè) 儲(chǔ)氫合金可用于以儲(chǔ)氫合金可用于以H2為燃料的汽車。為燃料的汽車。第32頁(yè)/共44頁(yè) （2）鈦及鈦合金）鈦及鈦合金 一、純鈦一、純鈦1鈦的性能鈦的性能 鈦為銀白色，熔點(diǎn)為鈦為銀白色，熔點(diǎn)為1680,相對(duì)密相對(duì)密度為度為4.54，比鋁大但比鋼輕，比鋁大但比鋼輕 具有很好的強(qiáng)度具有很好的強(qiáng)度,約為鋁的約為鋁的6倍；倍； 具有很高的塑性具有很高的塑性,便于冷熱加工；便于冷熱加工； 其耐蝕性比不銹鋼優(yōu)良。其耐蝕性比不銹鋼優(yōu)良。2鈦及合金在

15、航空、化工、導(dǎo)彈航天及鈦及合金在航空、化工、導(dǎo)彈航天及艦艇等方面的應(yīng)用較為廣泛。艦艇等方面的應(yīng)用較為廣泛。第33頁(yè)/共44頁(yè)由鈦、釩、鐵、鋁組成的鈦合金常用于制造飛機(jī)的起落架由鈦、釩、鐵、鋁組成的鈦合金常用于制造飛機(jī)的起落架第34頁(yè)/共44頁(yè)（3）耐熱合金：鎳鈷合金（）耐熱合金：鎳鈷合金（Ni-Co）能耐）能耐1200，用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的構(gòu)件，用于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的構(gòu)件 （4）形狀記憶合金：它們具有高彈性、金屬）形狀記憶合金：它們具有高彈性、金屬 橡膠性能、高強(qiáng)度等特點(diǎn)橡膠性能、高強(qiáng)度等特點(diǎn)如如Ni-Ti，Cu-Al-Ni，Cu-Al-Zn等合金，可用等合金，可用作調(diào)節(jié)裝置的彈性元

16、件（如離合器，節(jié)流閥作調(diào)節(jié)裝置的彈性元件（如離合器，節(jié)流閥等）、熱引擎材料、醫(yī)療材料等）、熱引擎材料、醫(yī)療材料 第35頁(yè)/共44頁(yè) 噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)片是由鎳、鐵、碳和鈷組成噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)片是由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳合金制造的，能承受的鎳合金制造的，能承受1200的高溫。的高溫。第36頁(yè)/共44頁(yè)1932年年,瑞典人奧蘭德瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀在金鎘合金中首次觀察到察到“記憶記憶”效應(yīng)，效應(yīng)，即合金的形狀被改變即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回又可以魔術(shù)般地變回到原來(lái)的形狀，人們到原來(lái)的形狀，人們把具有這種特

17、殊功能把具有這種特殊功能的合金稱為的合金稱為形狀記憶形狀記憶合金合金。第37頁(yè)/共44頁(yè)記憶合金同我們的日常生活休戚相關(guān)。僅記憶合金同我們的日常生活休戚相關(guān)。僅以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧以記憶合金制成的彈簧為例，把這種彈簧放在熱水中，彈簧的長(zhǎng)度立即伸長(zhǎng)，再放放在熱水中，彈簧的長(zhǎng)度立即伸長(zhǎng)，再放到冷水中，它會(huì)立即恢復(fù)原狀。到冷水中，它會(huì)立即恢復(fù)原狀。 原形 放入熱水后 再放入冷水第38頁(yè)/共44頁(yè)記憶合金記憶合金最令人鼓舞的應(yīng)用是在最令人鼓舞的應(yīng)用是在航天技術(shù)中。年月航天技術(shù)中。年月日，日，“阿波羅阿波羅”號(hào)登月艙號(hào)登月艙在月球著陸，實(shí)現(xiàn)了人類第一次在月球著陸，實(shí)現(xiàn)了人類第一次登月旅行

18、的夢(mèng)想。宇航員登月后登月旅行的夢(mèng)想。宇航員登月后，在月球上放置了一個(gè)半球形的，在月球上放置了一個(gè)半球形的直徑數(shù)米大的天線，天線就是用直徑數(shù)米大的天線，天線就是用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)明不久的當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)明不久的記憶合金記憶合金制制成的。然后降低溫度把它壓成一成的。然后降低溫度把它壓成一團(tuán)，裝進(jìn)登月艙帶上天去。放到團(tuán)，裝進(jìn)登月艙帶上天去。放到月面上以后，在陽(yáng)光照射下溫度月面上以后，在陽(yáng)光照射下溫度升高，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，天線升高，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，天線又又“記記”起了自己的本來(lái)面貌，起了自己的本來(lái)面貌，變成一個(gè)巨大的半球形。變成一個(gè)巨大的半球形。 第39頁(yè)/共44頁(yè)用記憶合金制作的眼鏡架。當(dāng)這種眼鏡架彎曲時(shí)，

19、只要將它放入55。C的溫水中，即可恢復(fù)到原來(lái)的形狀 。第40頁(yè)/共44頁(yè)有人用有人用記憶合金記憶合金黃黃銅彈簧制成防燙傷銅彈簧制成防燙傷蓮蓬頭，當(dāng)水的溫蓮蓬頭，當(dāng)水的溫度太高時(shí)，彈簧可度太高時(shí)，彈簧可以自行關(guān)閉熱水，以自行關(guān)閉熱水，以防止淋浴時(shí)意外以防止淋浴時(shí)意外燙傷。燙傷。第41頁(yè)/共44頁(yè)練習(xí)：練習(xí)：1、有關(guān)合金的敘述不正確的是、有關(guān)合金的敘述不正確的是 A、合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低、合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低 B、合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高、合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高 C、合金一定是金屬熔合而成的物質(zhì)、合金一定是金屬熔合而成的物質(zhì) D、硬鋁、黃銅和鋼均為合金、硬鋁、黃銅和鋼均為合金2、下列關(guān)于鎂鋁合金的說(shuō)法正確的是、下