課題1 金屬材料課件

1、佳木真第一中學(xué)甫拉提圖爾蓀教學(xué)目標(biāo) 1了解生活中常見金屬的物理性質(zhì)，能區(qū)分常見金屬和非金屬； 2認(rèn)識(shí)金屬加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。知識(shí)與技能 認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用，初步形成物質(zhì)性質(zhì)決定用途的思想方法。過程與方法關(guān)注生活分析比較歸納解釋。情感態(tài)度與價(jià)值觀鐵金銀鋅一、幾種重要的金屬銅鉛鋁金屬的物理性質(zhì)（共性）：常溫下金屬大都是固體（汞除外）；有金屬光澤；大多數(shù)金屬都是電和熱的良導(dǎo)體（導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性）；有延展性（既可以展成薄片，又可以拉成細(xì)絲）；有韌性（能夠彎曲）。 硬度：是材料抵抗外物刺入的一種能力。

2、脆性：表示金屬容易破裂的性質(zhì), 脆性與硬度有密切關(guān)系, 硬度高的材料通常脆性亦大。 延性：(又稱柔軟性) 是金屬受外力永久變形而不碎裂的性質(zhì), 延性的金屬可抽拉成細(xì)線。 彈性：是金屬受外力變形, 當(dāng)外力消除之后又恢復(fù)其原有形狀的一種性質(zhì)。 展性：又稱可鍛性, 是金屬延性或柔軟性的另一種表示法。展性是金屬接受錘鍛或滾軋而變形時(shí)不致破裂的一種性質(zhì)。韌性：是金屬抵受震動(dòng)或沖擊的能力。韌性與脆性剛好相反。 一些金屬其他物理性質(zhì)的比較：導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn)）銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛（優(yōu)）100 99 74 61 27 17 7.9（良）密度/（gcm-3）金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁（大）

3、19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（?。?根據(jù)銅的導(dǎo)電性，可以用作電線、電路板；根據(jù)銅的導(dǎo)熱性，可以制造壓縮機(jī)散熱管。金屬銅 燒水的水壺、洗菜的菜盆，很大一部分都是鋁制品。鋁還可以制作粉末涂料、油墨、仿金卡、金膠片等。金屬鋁幾種常見金屬的用途： 1為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？ 2銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？ 鐵的硬度大，鉛的硬度小。銀的價(jià)格比銅高許多。討論 3為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？ 鎢的熔點(diǎn)高，錫的熔點(diǎn)低。如果用錫制的話，錫絲會(huì)熔斷。 4為什么有的鐵制品如水龍頭要鍍鉻？如果鍍

4、金會(huì)怎樣？ 鐵容易生銹，鍍鉻之后就不容易生銹。金的價(jià)格太高，鍍金不經(jīng)濟(jì)。 5從上面幾個(gè)問題及你的生活經(jīng)驗(yàn)，你得出什么結(jié)論？物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。 物質(zhì)的用途決定于其價(jià)格、資源、美觀性、便利性等。 物質(zhì)的用途決定于其廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等。地殼中含量最高的金屬元素：人體中含量最高的金屬元素：目前世界年產(chǎn)量最高的金屬：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬：硬度最高的金屬：熔點(diǎn)最高的金屬：熔點(diǎn)最低的金屬：密度最大的金屬：密度最小的金屬：鋁鈣鐵銀鉻鎢汞鋨鋰金屬之最生活中的鋼 鋼鐵是使用最多的金屬材料，鋼的性能比鐵好，請(qǐng)問：鋼是很純的鐵嗎？根據(jù)生活，請(qǐng)舉例說明鋼有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？ 鋼是含碳量在0.04%

5、2.3%之間的鐵碳合金。我們通常將其與鐵合稱為鋼鐵，為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等，添加這些成分主要是為了使鋼鐵的性能有所改變。 鋼的優(yōu)良性質(zhì)：硬度、鍛造、脆性、延性、彈性、展性（又稱可鍛性、韌性）。 思考二、合金 兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成具有金屬特性的混合物。性質(zhì)（與組成成分對(duì)比）顏色比組成成分鮮艷；熔點(diǎn)比組成成分低；密度比組成成分小；強(qiáng)度和硬度比組成成分大；更具抗腐蝕性能。定義實(shí)驗(yàn)比較合金和純金屬的硬度 比較黃銅片（銅鋅合金）和銅片、焊錫（錫鉛合金）和錫的光澤和顏色；將它們互相刻畫，比較它們的硬度。合金的應(yīng)

6、用 錳鋼合金：主要成分為鐵、錳、碳，韌性好、硬度大，用作鋼軌、挖掘機(jī)鏟車、坦克裝甲、自行車架等。 不銹鋼合金：主要成分為鐵、鉻、鎳，抗腐蝕性好，用作醫(yī)療器械、炊具、容器等。 黃銅合金：主要成分為銅、鋅，強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕，用作機(jī)器零件、儀表等。 青銅合金：主要成分為銅、錫，強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕，用作機(jī)器零件等。 白銅合金：主要成分為銅、鎳，光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工，用于錢幣、飾品等。很多寶石中含有某些金屬離子，才使它們更加絢麗多彩 黃金的延展性好，一兩純金錘成萬分之一毫米厚的金葉，可以貼滿九平方米的面積。金葉透明，陽(yáng)光通過時(shí)，可呈現(xiàn)綠光。50g純金可抽絲8000m，

7、比毛發(fā)還細(xì)。黃金的揮發(fā)性小，一般情況下熔化揮發(fā)量微不足道，在煤氣中蒸發(fā)金的損失量為在空氣中的6倍，在一氧化碳中金的損失量為在空氣中的2倍，黃金的揮發(fā)速度與其雜質(zhì)含量有很大關(guān)系。 黃金具有良好的導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能。黃金的導(dǎo)電率僅次于銀和銅，在金屬中居第三位，導(dǎo)熱率為銀的74%。金的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，在低溫或高溫時(shí)都不會(huì)被氧直接氧化。常溫下，黃金與單獨(dú)的無機(jī)酸（如鹽酸、硝酸、硫酸）均不起作用，但混酸，如王水（三份鹽酸和一份硝酸）以及氰化物溶液都能很好地溶解金。金的熔點(diǎn)為1064。如果將黃金加熱到近于熔點(diǎn)，黃金就可以像鐵一樣熔接，細(xì)細(xì)的金?？扇劢Y(jié)成塊，而金粉在溫度較低的情況下，必須加壓方能熔接在一起。黃

8、金可與其他金屬組成合金，如金銀合金、金銅合金、金銀銅合金。白 金 白金是黃金和其他金屬熔煉而成的白色合金。由于鉑金產(chǎn)出稀少，價(jià)格昂貴，加上熔點(diǎn)高，所以一般國(guó)家很少用鉑金來生產(chǎn)真正的K白金。目前，為了迎合廣大消費(fèi)者對(duì)鉑金的需求，則選用黃金和鈀金或鎳、銀、銅、鋅等金屬熔煉成一種白色的合金，稱之為“K白金”。K白金的成色與K黃金一樣，質(zhì)量為24，黃金在其中所占質(zhì)量的份數(shù)，則為“K白金”的K數(shù)。如18K白金、14K白金，其中黃金的含量分別為75和58.5 。 鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金因具有強(qiáng)度高、耐蝕性好、耐熱性高等特點(diǎn)而被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。世界上許多國(guó)家都認(rèn)識(shí)到鈦合金

9、材料的重要性，相繼對(duì)其進(jìn)行研究開發(fā)，并得到了實(shí)際應(yīng)用。 第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的鈦合金是1954年美國(guó)研制成功的Ti-6Al-4V合金，由于它的耐熱性、強(qiáng)度、塑性、韌性、成形性、可焊性、耐蝕性和生物相容性均較好，而成為鈦合金工業(yè)中的王牌合金，該合金使用量已占全部鈦合金的7585。其他許多鈦合金都可以看做是Ti-6Al-4V合金的改型。鈦合金 鈦無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高且具有優(yōu)良的生物相容性，是非常理想的醫(yī)用金屬材料。目前，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中廣泛使用的仍是Ti-6Al-4V ELI合金。但后者會(huì)析出極微量的釩和鋁離子，降低細(xì)胞適應(yīng)性且有可能對(duì)人體造成危害。于是，美國(guó)等國(guó)家開始研制無鋁、無釩、具有生物相容性的鈦合金，

10、將其用于矯形術(shù)，并取得一些新的進(jìn)展。用鈦-鎳形狀記憶合金制造的人造衛(wèi)星天線用形狀記憶合金絲制成的天線形狀完全恢復(fù)在加熱時(shí)形狀開始恢復(fù)將天線揉成團(tuán) 1932年，瑞典人奧蘭德在金鎘合金中首次觀察到“記憶”效應(yīng)，即合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金在航空航天領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有很多成功的范例。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需加溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開，恢復(fù)拋物面形狀。形狀記憶合金記憶合

11、金在臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、心臟修補(bǔ)器、血栓過濾器、介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等，記憶合金在現(xiàn)代醫(yī)療中正扮演著不可替代的角色。記憶合金在我們的日常生活中也被廣泛應(yīng)用。把用記憶合金制成的彈簧放在熱水中，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。利用形狀記憶合金彈簧可以控制浴室水管的水溫，在熱水溫度過高時(shí)通過“記憶”功能，調(diào)節(jié)或關(guān)閉供水管道，避免燙傷。也可以制作成消防報(bào)警裝置及電器設(shè)備的保安裝置。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí),記憶合金制成的彈簧發(fā)生形變，啟動(dòng)消防報(bào)警裝置，達(dá)到報(bào)警的目的。還可以把用記憶合金制成的彈簧放在暖氣的閥門內(nèi)，用以保持暖房的溫度，當(dāng)溫度過

12、低或過高時(shí)，自動(dòng)開啟或關(guān)閉暖氣的閥門。作為一類新興的功能材料，記憶合金的很多新用途正不斷被開發(fā)，例如用記憶合金制作的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，很是方便。課堂小結(jié)1金屬的物理性質(zhì)常溫下金屬大都是固體（汞除外）；有金屬光澤；大多數(shù)金屬都是電和熱的良導(dǎo)體；有延展性；有韌性。物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途。 物質(zhì)的用途決定于其價(jià)格、資源、美觀性、便利性等。 物質(zhì)的用途決定于其廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等。2金屬的用途 定義 兩種或兩種以上的金屬（或金屬與

13、非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)。 性質(zhì)（與組成成分對(duì)比） 顏色鮮艷，熔點(diǎn)低，密度小，強(qiáng)度和硬度大，更具抗腐蝕性能。 應(yīng)用2合金1鈦和鈦合金是21世紀(jì)的重要金屬材料，它們具有優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高，密度小，可塑性好，機(jī)械性能好，抗腐蝕能力強(qiáng)，鈦合金與人體很好的“相容性”。根據(jù)它們的主要性能，不合實(shí)際的用途是（ ）A用于核潛艇設(shè)備的制造B用于制造航天設(shè)備C用來做保險(xiǎn)絲D可用來制造人造骨C課堂練習(xí)2生鐵和鋼的主要區(qū)別是（ ）A是否為純凈物 B含碳量不同C機(jī)械強(qiáng)度不同D鑄造性不同3某金屬放入稀硫酸中，不產(chǎn)生氣泡，該金屬可能是（ ）AMgBAlCZnDAg4銅的下列用途中，主要與化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的是（ ）A制火鍋 B塑造銅像C制造電線D制硫酸銅BDD 5下列說法正確的是（ ） A生鐵就是鋼，因?yàn)橹饕煞侄际氰F B動(dòng)植物體內(nèi)含有鐵 C純鐵是很硬、很脆的金屬 D鐵的密度為7.86 g/L 6已知鐵的一種氧化物，其中含氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為（ ） AFeO BFe2O3 CFe3