用途廣泛的金屬材料 201612

第三章金屬及其化合物第三節(jié)用途廣泛的的金屬材料學(xué)科網(wǎng)

在日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中，金屬材料是非常重要的。我們周圍的很多物品都中由金屬材料制成的。金屬材料純金屬

合金學(xué)與問(wèn)初中曾學(xué)過(guò)有關(guān)合金的一些知識(shí)，你還記得什么是合金嗎？合金有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？一、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用

你知道合金在生活中有哪些用途嗎？舉出一些例子。

合金是由兩種或兩種以上金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金屬于混合物。

合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各組分金屬.

合金的硬度一般比它的各成分金屬大，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬低。

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們很少使用純金屬，而主要使用合金，常見(jiàn)的合金有銅合金、鐵合金和鋁合金等。１、銅合金：我國(guó)使用最早的合金青銅有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制造機(jī)器零件如軸承、齒輪等。商代后期制作的司母戊鼎青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是Cu、Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強(qiáng)度，并使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強(qiáng)，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴，目前已大量用Al、Si、Mn來(lái)代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。鈹青銅是強(qiáng)度最高的銅合金，它無(wú)磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕性能，是可與鋼相競(jìng)爭(zhēng)的彈簧材料。青銅黃銅有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制造機(jī)器零件、儀表和日用品。Cu與Zn的合金稱黃銅，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn，稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤(rùn)滑作用的Pb，可用作滑動(dòng)軸承材料。黃銅白銅白銅是Cu-Ni合金，有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料。白銅飾品白銅它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。鋼碳素鋼：鐵和碳的合金合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素低碳鋼---含碳量低于0.3%中碳鋼---含碳量0.3%~0.6%高碳鋼---含碳量高于0.6%

鋼的種類2.鋼：用量最大,用途最廣的合金鎳、鉻---不銹鋼，抗腐性強(qiáng)，不易氧化。鉻、鎢---高速鋼，硬度大，韌性很強(qiáng)。錳、硅---錳硅鋼，韌性特強(qiáng)。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。鐵的合金

生鐵

鋼

生鐵與鋼的比較C%2%－4.3%0.03%－2%其他雜質(zhì)Si、Mn、S、P（較多）Si、Mn、S、P（較少）機(jī)械性能

質(zhì)硬而脆、無(wú)韌性。堅(jiān)硬、韌性大、可塑性好。低碳鋼中碳鋼高碳鋼不銹鋼制成的餐具錳鋼錳鋼制成的鋼軌名稱組成主要性質(zhì)主要用途其它幾種常見(jiàn)合金的組成、性質(zhì)和用途鋁合金含鎂10%~30%硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)硬鋁含銅4%、鎂0.5%、錳0.5%、硅0.7%硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)鈦合金含鋁6%釩4%耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度用于飛機(jī)、宇航、化學(xué)工業(yè)金合金加入銀、銅、稀土元素等有光澤、易加工、耐磨耐腐蝕金飾品、電子元件、錢幣、筆尖制造飛機(jī)的材料中大量使用鋁合金！鋁合金制成的箱子鎂鋁合金制成筆記本電腦外殼黃金吊墜鈦合金鏡框

鈦合金：Ti、V、Fe、Al等，飛機(jī)起落架二、正確選用金屬材料思考與交流：某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶(計(jì)劃使用10年),可供選用的材料有:木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)調(diào)查分析選用哪種材料比較好？說(shuō)明理由。選用材料時(shí)，常?？紤]經(jīng)下幾個(gè)方面：主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的影響等。性能價(jià)格制造安裝成本

調(diào)查內(nèi)容與結(jié)果木材一般適中較高鋼鐵鋁合金塑鋼耐用、牢固質(zhì)輕高強(qiáng)、美觀、耐腐蝕保溫隔熱、隔音降噪適中適中較高較高適中適中選用金屬材料時(shí)應(yīng)該考慮的因素：主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維護(hù)、對(duì)環(huán)境的影響等小結(jié)：選擇方案：鋁合金實(shí)踐活動(dòng)請(qǐng)你扮演下列不同的角色對(duì)“是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐”談一談自己的看法？A、飲料公司老板的心思B、開(kāi)采鋁礦工人的聲音C、生產(chǎn)鋁質(zhì)飲料罐工人訴求D、售貨員的話E、消費(fèi)者有話要說(shuō)F、環(huán)保官員的呼吁G、公司回收人員的說(shuō)法鋁制飲料罐可回收利用

據(jù)估算，回收一個(gè)鋁制飲料罐比制造一個(gè)新飲料罐節(jié)省20%,而且還可以節(jié)約金屬資源和95%的能源。使用鋁質(zhì)飲料罐有利有弊，但回收鋁質(zhì)飲料罐是目前揚(yáng)長(zhǎng)避短的最有效也是最急迫的做法。環(huán)境保護(hù)是全社會(huì)的共識(shí)，投身環(huán)保，不只是你我的責(zé)任。聽(tīng)證會(huì)共識(shí)：

稀土元素是周期表中原子序數(shù)從57～71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）15種元素鑭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，以及鈧Sc和釔Y，共17種元素。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(kù)?！笨茖W(xué)視野用途廣泛的稀土金屬

我國(guó)稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3600萬(wàn)噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國(guó)稀土資源分南北兩大塊?！戏剑褐兄叵⊥临Y源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見(jiàn)的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素?！狈剑狠p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；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(kāi)發(fā)新能源，治理環(huán)保和國(guó)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(dāng)今磁性最強(qiáng)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(jī)，工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)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(jī)，使設(shè)備小型化，輕型化，同等功率的電機(jī)，體積和重量減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī)，節(jié)電率可達(dá)12-15%，真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場(chǎng)、體育場(chǎng)館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但節(jié)電效果明顯。而且大大提高了照明質(zhì)量，其生產(chǎn)過(guò)程也減少了污染，被稱作“綠色照明”。彩色電視正是采用了稀土三基色熒光粉，才能獲得彩色逼真的畫(huà)面。稀土鎳氫電池，可以充電而無(wú)記憶效應(yīng)，代替了有污染的鎳鎘電池，被稱作無(wú)污染的“綠色電池”。它已廣泛用于移動(dòng)電話，筆記本電腦等設(shè)備上。各種稀土功能材料，在航空、航天和尖端國(guó)防技術(shù)上，如雷達(dá)