《探索生活材料-合金》

1、3.1合金合 金不銹鋼制成的餐具不銹鋼制成的餐具錳鋼制成的鋼軌錳鋼制成的鋼軌鋁合金制成的箱子鋁合金制成的箱子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鎂鋁合金制成的自行車鎂鋁合金制成的自行車一、認識合金一、認識合金合金的概念：合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）與非金屬）熔熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。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、熔點一般比各成分金屬低、熔點一般比各成分金屬低；3 3、一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，、一般來說

2、，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、化學和機械的性能合金具有良好的物理、化學和機械的性能；4 4、合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含、合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。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)使得原子之間的相對滑動變得困難。使得原子之間的相對滑動變得困難。思考題：思考題：2 2、為什么多數(shù)合金的熔點一般比各成

3、分金屬的低、為什么多數(shù)合金的熔點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，排列十分在純金屬內(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，排列沒有純金屬規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，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，。所以，多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低。多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低。 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、性脆，用于制造機座、管道抗壓性強、性脆，用于制造機座、管道）鋼鋼含碳含碳0.03

4、%0.03%2%2%，延展性、機械性延展性、機械性能好，用于制造能好，用于制造機械和交通工具。機械和交通工具。碳素鋼碳素鋼高碳鋼（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（增加強度和韌性）錳鋼（增加強度和韌性）1 1、鐵鐵合金合金：碳素鋼與合金鋼的區(qū)別碳素鋼與合金鋼的區(qū)別 鋼中合金元素的主要作用鋼中合金元素的主要作用密度小、強度大、抗腐蝕力強。密度小、強度大、抗腐蝕力強。 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，不適于制造機器零件等。鋁的硬度較小，

5、不適于制造機器零件等。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CuCu、MgMg、SiSi、MnMn、ZnZn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CuCu4% 4% MgMg0.5% 0.5% MnMn0.5%0.5% SiSi0.7%0.7%3 3 、銅合金：、銅合金：銅銅合合金金黃銅：黃銅：青銅：青銅：含含Cu ZnCu Zn耐腐蝕，耐磨，可塑性耐腐蝕，耐磨，可塑性強，硬度較小。強，硬度較小。含含Cu Sn PbCu Sn Pb等等硬而脆，強度大硬而脆，強度大2 2、鋁合金：、鋁合金：資料卡片：資料卡片：金首飾金首飾1 1、純金質(zhì)軟，不適合直

6、接制造首飾。、純金質(zhì)軟，不適合直接制造首飾。2 2、向純金中加入一定量的銅或銀，可以制成硬度較、向純金中加入一定量的銅或銀，可以制成硬度較大的金合金，用于制造金首飾等。金首飾的成色大的金合金，用于制造金首飾等。金首飾的成色是以首飾中金的最低含量的千分數(shù)來計量的。常是以首飾中金的最低含量的千分數(shù)來計量的。常用用K K數(shù)表示。數(shù)表示。K K數(shù)越高表示金會含量越高。如：數(shù)越高表示金會含量越高。如：24K24K（99.5%99.5%以上），以上），18K18K（約（約75%75%）。）。討論：用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？討論：用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？資源豐富資源豐富無毒輕便無毒輕便

7、耐磨耐腐蝕耐磨耐腐蝕美觀、易加工美觀、易加工 有一定的硬度，不能太硬，有一定的硬度，不能太硬， 壓數(shù)字和圖案。壓數(shù)字和圖案。 耐磨耐磨 抗腐蝕抗腐蝕 不能太昂貴：低于合金價值不能太昂貴：低于合金價值鑄造硬幣的合金鑄造硬幣的合金鑄幣合金成分鑄幣合金成分 一元：鋼芯鍍鎳一元：鋼芯鍍鎳 五角：鋼芯鍍銅五角：鋼芯鍍銅 一角：鋁合金一角：鋁合金 三種金屬價值：鎳三種金屬價值：鎳銅銅鋁鋁【思考與交流思考與交流】 你認為鑄造硬幣所用合金的實際價值是低于面你認為鑄造硬幣所用合金的實際價值是低于面值、等于面值、還是高于面值？如果高于面值，值、等于面值、還是高于面值？如果高于面值，人們可能會怎么做？人們可能會怎么

8、做？ 答：鑄造硬幣所用合金的實際價值應該低于面答：鑄造硬幣所用合金的實際價值應該低于面值。如果高于面值，人們可能會把硬幣收藏起值。如果高于面值，人們可能會把硬幣收藏起來或高價出售，而不當作貨幣使用。來或高價出售，而不當作貨幣使用。（1 1）儲氫合金）儲氫合金 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 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（1 1）儲氫合金）儲氫合金 氣態(tài)氣態(tài) - 150 - 150 大氣壓大氣壓 鋼瓶鋼瓶 儲氫的傳統(tǒng)方法儲氫的傳統(tǒng)方法 液態(tài)液態(tài) - -

9、 253 253 液化液化 鋼瓶鋼瓶 儲氫儲氫 金屬或合金金屬或合金 能吸收能吸收 H H2 2 的金屬或合金。的金屬或合金。 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貯氫臺金在常溫、貯氫臺金在常溫、0.152 MPa下就可放下就可放出氫，可用于汽車、燃料電池等出氫，可用于汽車、燃料電池等 儲氫金屬或合金為什么能儲存氫氣？儲氫金屬或合金為什么能儲存氫氣？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，原子氫元素較活潑，原子半徑又小，它很容易鉆進金屬空隙中去并和金屬半徑又小，它很容易鉆進金屬空隙中去并和金屬 起化學反應生成金屬氫化物

10、。起化學反應生成金屬氫化物。氫燃料電池汽車上的儲氫罐氫燃料電池汽車上的儲氫罐 （2）鈦及鈦合金）鈦及鈦合金 鈦的性能鈦的性能 鈦為銀白色，熔點為鈦為銀白色，熔點為1680，相對密度為相對密度為4.54，比鋁大但比鋼輕，比鋁大但比鋼輕； 具有很好的強度具有很好的強度，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。鈦及合金鈦及合金在航空、化工、導彈航天及艦艇等方在航空、化工、導彈航天及艦艇等方面的應用較為廣泛。面的應用較為廣泛。鈦合金與人造骨鈦合金與人造骨（3）耐熱合金：鎳鈷合金（）耐熱合金：鎳鈷合金（Ni-Co

11、）能耐）能耐1200，用于噴氣發(fā)動機和燃氣輪機的構(gòu)件，用于噴氣發(fā)動機和燃氣輪機的構(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、高強度等特點橡膠性能、高強度等特點如如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 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，彈簧的長度立即伸長，再放放在熱水

12、中，彈簧的長度立即伸長，再放到冷水中，它會立即恢復原狀。到冷水中，它會立即恢復原狀。 原形 放入熱水后 再放入冷水用記憶合金制作的眼鏡架。當這種眼鏡架彎曲時，只要將它放入55。C的溫水中，即可恢復到原來的形狀 。形狀記憶合金制成的水龍頭形狀記憶合金制成的水龍頭 上的溫度調(diào)節(jié)裝置上的溫度調(diào)節(jié)裝置形狀記憶合金制成的形狀記憶合金制成的“蝴蝶蝴蝶” （可模仿肌肉的收縮）（可模仿肌肉的收縮）【練習練習】1 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 A、合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低、合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低 B B、合金的硬度和強度一般比純金屬高、合金的硬度和強度一般比純

13、金屬高 C 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 D、硬鋁、黃銅和鋼均為合金、硬鋁、黃銅和鋼均為合金2 2、下列關(guān)于鎂鋁合金的說法正確的是、下列關(guān)于鎂鋁合金的說法正確的是 A A、熔點比鎂、鋁都高、熔點比鎂、鋁都高 B B、熔點比鎂、鋁都低、熔點比鎂、鋁都低 C C、硬度比鎂、鋁都小、硬度比鎂、鋁都小 D D、硬度比鎂、鋁都大、硬度比鎂、鋁都大 C CBDBD4 4、向一鋁制易拉罐中充滿、向一鋁制易拉罐中充滿 COCO2 2 后，再往罐中注入足量后，再往罐中注入足量的質(zhì)量分數(shù)為的質(zhì)量分數(shù)為 20% 20% 的的 NaOH NaOH 溶液，立即嚴封罐口，不溶液，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。來，解釋上述實驗現(xiàn)象。（1 1）易拉罐開始變癟的原因是：）易拉罐開始變癟的原因是：_， _反應的化學方程式為：反應的化學方程式為：_。（2 2）易拉罐又鼓脹起來的原因是：）易拉罐又鼓脹起來的原因是：_ _ _其反應的離子方程式為：其反應的離子方程式為：NaOHNaOH與