第三節(jié)用途廣泛的金屬材料

第三節(jié)用途廣泛的金屬材料第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

在日常生產(chǎn)、生活和科學技術中，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。一、常見合金的重要應用第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一人類使用材料的進化順序材料的分類石器時代銅器時代鐵器時代材料金屬材料非金屬材料合成高分子材料智能材料合金材料純金屬功能高分子材料分離膜傳感膜熱電膜仿生材料隱形材料液晶材料合成材料一、常見合金的重要應用第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一學與問：1.

初中曾學過有關合金的一些知識，你還記得什么是合金嗎？合金有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？

2.你知道合金在生活中有哪些用途嗎？舉出一些例子。一、常見合金的重要應用第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一學與問：

合金是由一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金屬于混合物。一、常見合金的重要應用第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一注意：①合金中一定含有金屬元素②合金中也可能含有非金屬元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影響合金的性質(zhì)。一、常見合金的重要應用第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一學與問：

合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各組分金屬，例如，合金的硬度一般比它的各成分金屬的大，合金的熔點比各成分的金屬低。一、常見合金的重要應用第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一學與問：

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，常見的合金有銅合金、鐵合金和鋁合金等。一、常見合金的重要應用第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一鎂鋁合金制成的自行車鋁合金制成的車載桌十二生肖獸首銅像—虎首錳鋼制成的鋼軌一、常見合金的重要應用第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一１、銅合金：我國使用最早的合金白銅：主要含銅、鎳和鋅（少量錳），它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。青銅：主要含銅、錫和鉛，有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制造機器零件如軸承、齒輪等。黃銅：主要含銅和鋅（少量錫、鉛、鋁），有良好的強度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制造機器零件、儀表和日用品。錳銅：銅錳合金，具有極高的電阻。司母戊鼎一、常見合金的重要應用第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一黃銅（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？一、常見合金的重要應用第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一黃金的特點之一就是柔軟，人們常在黃金中加入銀、銅、鋅等金屬以增加黃金的強度和韌性。黃金的純度越高其越柔軟，純度越低其越硬。黃金的純度在珠寶首飾行業(yè)通常用K表示。K數(shù)與含金量的關系式：Au%=K/24×100%，即1K=4.166%

如18K（75%）、22K（91.6%）、24K（100%）[理論說法，實際不存在，但有足金（含金量不少于99％）、千足金（含金量不少于99.9％）的說法]

一、常見合金的重要應用第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一合金主要成分主要性能主要用途青銅銅、錫強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機械零件，如軸承、齒輪等黃銅銅、鋅強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機械零件、儀表、日用品白銅銅、鎳光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀做飾品，精密儀器一、常見合金的重要應用第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一鋼碳素鋼：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，不易氧化鉻、鎢---高速鋼，硬度大，韌性很強錳、硅---錳硅鋼，韌性特強一、常見合金的重要應用第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、常見合金的重要應用第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一鐵的合金

生鐵

鋼

C%

2%－4.3%

0.03%－2%其他雜質(zhì)Si、Mn、S、P

（較多）Si、Mn、S、P

（較少）機械性能

質(zhì)硬而脆、無韌性堅硬、韌性大、可塑性好。生鐵和鋼的比較一、常見合金的重要應用第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一名稱組成

主要性質(zhì)主要用途鋁合金含鎂10%~30%硬度和強度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機、輪船等制造業(yè)硬鋁含銅4%、鎂0.5%、錳0.5%、硅0.7%硬度和強度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機、輪船等制造業(yè)鈦合金含鋁6%釩4%耐高溫、耐腐蝕、高強度用于飛機、宇航、化學工業(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、筆尖其他幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途一、常見合金的重要應用第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一新型合金儲氫合金：Ti~Fe,La~Ni鈦合金：Ti，V，F(xiàn)e，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：一、常見合金的重要應用第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一記憶金屬

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。一、常見合金的重要應用第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一一、常見合金的重要應用第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一課外實踐活動請選擇你感興趣的關于合金的課題進行調(diào)查研究1、合金的性能和成分有什么關系？改變某種合金的成分，如增加或減少某種合金元素的含量，合金的性能會不會改變？3、調(diào)查某種合金所具有的廣泛用途，如鋁合金、鐵合金或銅合金等。2、除了教材中講到的，你所知道的合金還有哪些？某些新型金屬材料比傳統(tǒng)的金屬材料有哪些優(yōu)越性？4、你經(jīng)常使用的交通工具是什么（如自行車、汽車或火車）？其中使用了哪些純金屬？使用了哪些合金？第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一黑色金屬有色金屬

鐵、鉻、錳及其合金除了黑色金屬以外的金屬

輕金屬重金屬密度小于4.5g/cm3的金屬

密度大于4.5g/cm3的金屬

資料卡片：金屬材料的分類

金屬單質(zhì)

合金組成

冶金密度一、常見合金的重要應用第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

某家庭準備裝修窗戶（計劃使用10年），可供選用的材料有:木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請調(diào)查分析選用哪種材料比較好？說明理由。思考與交流：二、正確選用金屬材料第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一選用金屬材料時應該考慮的因素：

1.主要用途2.外觀3.物理性質(zhì)4.化學性質(zhì)5.價格6.加工難度7.日常維護8.對環(huán)境的影響二、正確選用金屬材料第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一思考與交流：2003年底以來全國各地建筑材料價格都出現(xiàn)了上漲的情況。比如，鋼材漲價超過了50%，水泥漲價超過了30%，木材漲價超過了10%。二、正確選用金屬材料第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一調(diào)查報告調(diào)查內(nèi)容家庭裝修時材料的選用指導老師調(diào)查組成員組長背景介紹：某家庭準備裝修窗戶(計劃使用10年),可供選用的材料有:木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請調(diào)查分析選用哪種材料比較好？調(diào)查目的與意義：

調(diào)查內(nèi)容與結(jié)果：二、正確選用金屬材料第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

性能價格制造安裝成本木材一般適中

較高鋼鐵耐用、牢固適中

適中鋁合金質(zhì)輕高強、美觀、耐腐蝕適中

適中塑鋼保溫隔熱、隔音降噪較高

較高調(diào)查內(nèi)容與結(jié)果二、正確選用金屬材料第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

選用金屬材料時應該考慮的因素：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)境的影響等。小結(jié)：選擇方案：鋁合金二、正確選用金屬材料第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一實踐活動

請你扮演下列不同的角色對“是否應該停止使用鋁質(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、消費者有話要說F、環(huán)保官員的呼吁G、公司回收人員的說法你的聲音，有我們重視——聽證會二、正確選用金屬材料第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一鋁制飲料罐可回收利用

據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐節(jié)省20%,而且還可以節(jié)約金屬資源和95%的能源。二、正確選用金屬材料第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一聽證會共識：

使用鋁質(zhì)飲料罐有利有弊，但回收鋁質(zhì)飲料罐是目前揚長避短的最有效也是最急迫的做法。環(huán)境保護是全社會的共識，投身環(huán)保，不只是你我的責任。二、正確選用金屬材料第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一科學視野：用途廣泛的稀土金屬相關網(wǎng)址：中國稀土在線/soft/newmaterindex/newmaterin.htm中國的改革總設計師鄧小平同志早在1992年春南巡時就指出：“中東有石油，中國有稀土，……一定要把稀土的事情辦好，把中國稀土的優(yōu)勢發(fā)揮出來。”二、正確選用金屬材料第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一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。”二、正確選用金屬材料第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一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?！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；二、正確選用金屬材料第34頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一——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。

二、正確選用金屬材料第35頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

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)保和國防尖端技術等方面必不可缺少的材料。二、正確選用金屬材料第36頁，共38頁，2023年，2月20日，星期一

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