用途廣泛的金屬材料高一化學(xué)精美課件

新教材第三章鐵金屬材料金屬材料第二節(jié)第1課時金屬和合金材料的分類材料化學(xué)組成使用性能應(yīng)用對象金屬材料無機非金屬材料

有機高分子材料

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)材料——力學(xué)性能；功能材料——光、電、磁、熱、聲特性和效應(yīng)信息材料、能源材料、生物材料、建筑材料金屬材料的發(fā)展歷史商朝：司母戊鼎東漢：馬踏飛燕鳥巢體育館和諧號動車春秋：銅柄鐵劍神州飛船人類使用材料的進化順序石器時代銅器時代鐵器時代冶金工業(yè)除黑色金屬以外的其他金屬及其合金黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金有色金屬材料：輕金屬：重金屬：密度金屬材料的分類：ρ<4.5g/cm3如K、Na、Mg、Al、Ca等ρ>4.5g/cm3如Fe、Cu、Ba、Ag、Au等常見金屬：稀有金屬：通常如Fe、Cu、Al、Mg等如Mo、Ta、Nb等貴金屬：金、銀、鉑在日常生產(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由金屬材料制成的。它們是純金屬做的嗎？鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門鎖我們很少使用純金屬，而主要使用合金。問題：1.什么是合金？合金有哪些優(yōu)良的性能？

2.常見的合金是怎樣分類的？它們有哪些用途？1.定義:由兩種或兩種以上的_____與_____(或_______)熔合而成的具有_________的物質(zhì)。金屬金屬非金屬金屬特性【微點撥】合金是混合物，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。合金屬于

物?；旌弦弧⒑辖鸷辖鹁哂性S多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能。①硬度和強度：一般比它的各成分金屬的

。大例如:鎂鋁合金強度大，硬度也大，可作建筑材料。⒉特性：一、合金合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能。①硬度和強度：一般比它的各成分金屬的

。大例如:鎂鋁合金強度大，硬度也大，可作建筑材料。②熔點：一般比它的各成分金屬的

.低鈉、鉀合金常溫下呈液態(tài)，可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑⒉特性：焊錫(183℃)67%錫(232.1℃)33%鉛(327.7℃)保險絲(70℃)12.5%錫(232.1℃)50%鉍(271.4

℃)25%鉛(327.7℃

)③使用不同的原料，改變原料的配比或改變生成合金的條件，都可以得到不同性能的合金。合金在工業(yè)上的用途比純金屬更廣、更重要。一、合金為什么合金的硬度一般高于各成分金屬？課本P73第三自然段提示:純金屬所有原子的大小和形狀相同,原子排列十分規(guī)整;加入或大或小的其他元素的原子后,改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列,使原子層之間的相對滑動變得困難,導(dǎo)致合金硬度變大。摻雜其他原子改變了金屬原子有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整合金內(nèi)原子層之間的相對滑動變得困難結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)為什么合金的硬度一般高于各成分金屬？課本P73第三自然段【正誤立判】1.合金中只存在金屬元素，不可能有非金屬元素。()分析：錯誤。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，因此合金中可能存在非金屬元素。2.生鐵的熔點比鐵低，但機械強度和硬度比鐵高。()分析：正確。生鐵是一種鐵合金，一般來說，合金的熔點比成分金屬低，但硬度和機械強度比成分金屬高?！痢?.生鐵中的鐵與純鐵的化學(xué)性質(zhì)不同。()分析：錯誤。合金形成后會影響成分金屬的物理性質(zhì)，但不改變成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。4.合金性能一定比純金屬好。()分析：不一定。如合金導(dǎo)電性能不如純金屬?！痢粮鶕?jù)以上數(shù)據(jù)判斷其中不能形成合金的是(

)A.Cu和Al B.Fe和Cu

C.Fe和Na D.Al和Na練.所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，下表為四種金屬的熔、沸點：

NaCuAlFe熔點(℃)97.510836601535沸點(℃)883259522003000解析:兩種金屬若形成合金，一種金屬的熔點不能超過另一種金屬的沸點。C1083→22001535→2595660→883(1)并非所有的金屬都能形成合金。因為兩種金屬必須熔合在一起才能形成合金。如果一種金屬還未熔化時，另一種金屬已經(jīng)汽化，則一般不能熔合在一起。[關(guān)于合金注意點](2)合金并不只含有金屬元素，部分合金中還含有非金屬元素。合金中的非金屬元素主要有碳、硅等。(3)合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變二、鐵合金閱讀課本P73-74“鐵合金”內(nèi)容【思考與交流】1.鐵合金可以分為什么，分類依據(jù)是什么？2.不同的鐵合金在組成上有什么區(qū)別，性能有什么不同，各有什么用途？鐵的合金

生鐵

鋼C%不同2%－4.3%0.03%－2%其它雜質(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。二、鐵合金鐵合金的分類：二、鐵合金鐵合金的分類：生鐵鋼(含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少量硫、磷)碳素鋼{低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％）合金鋼：鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低.根據(jù)含碳量不同0.03%~2%鐵合金也叫特種鋼.在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等一種或幾種元素,組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而使鋼具有各種特殊性能鋼碳素鋼：合金鋼：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，韌性特強在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素鐵和碳的合金鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低.教材P74資料卡片不銹鋼性能：在大氣中比較穩(wěn)定,不容易生銹,具有很強的抗腐蝕能力。用途：生活中常見的醫(yī)療器械、容器、炊具等;

有些地鐵列車的車體材質(zhì)也是不銹鋼。合金元素：主要是

鉻(Cr)和鎳(Ni)名稱主要合金元素主要特性主要用途錳鋼鐵、錳韌性好，硬度大鋼軌、軸承、鋼磨、挖掘機鏟斗、坦克裝甲不銹鋼鐵、鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、容器、炊具硅鋼鐵、硅導(dǎo)磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯鎢鋼鐵、鎢耐高溫、硬度大刀具合金鋼不銹鋼炊具鎢鋼鉆頭生鐵下水井蓋超級鋼錳鋼錳鋼制成的鋼軌思考與討論：在碳素鋼中,由于含碳量不同,高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的性能有很大差異;向碳素鋼中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全鋼。這對你有什么啟示?與同學(xué)討論。【拓展】閱讀教材P75測試工程師和從超級鋼的相關(guān)內(nèi)容研制新材料合金性質(zhì)合金用途決定決定合金結(jié)構(gòu)定量研究對組成元素定性研究補充拓展：銅合金補充拓展：銅合金1.青銅2.黃銅3.白銅4.錳銅銅合金的種類很多，常見的有：（主要含Cu、Sn、Pb）（主要含Cu、Zn）（主要含Cu和Ni）（主要含Cu和Mn）1.青銅（主要含Cu、Sn、Pb）有良好的強度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機器零件如軸承、齒輪等。是我國使用最早的合金1939年在河南安陽殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎屬于青銅制品。2.黃銅（主要含Cu、Zn）黃銅:主要含銅和鋅，有良好的強度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機器零件、儀表和日用品。白銅：不容易生銅綠，常用于制造精密儀器、裝飾品，錢幣。

3.白銅（主要含Cu和Ni）

4.錳銅:具有極高的電阻工業(yè)上常用錳銅來制造各種機械零件黃銅是用銅、鋅合金制成，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。下列不能用于判別“藥金”和黃金的是()A.測定密度B.放入HNO3溶液中C.放入HCl溶液中D.觀察外觀D鈦合金耐熱合金形狀記憶合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域三．新型合金P77儲氫合金儲氫合金氫氣與汽油兩用車上的儲氫裝置儲氫合金NiLa5氫燃料電池汽車上的儲氫罐

儲氫合金鈦及鈦合金“發(fā)現(xiàn)”號航天飛機飛機起落架鈦金屬腕表鈦及鈦合金鈦合金鏡框

耐熱合金噴氣式飛機的發(fā)動機葉片“形狀記憶”合金“形狀記憶”合金“形狀記憶合金”是具有形狀記憶效應(yīng)的合金→被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。低溫下用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線

泡沫合金泡沫鎳合金泡沫鋁合金稀土元素包括原子序數(shù)從

至

的15種元素以及鈧、釔，共有

種元素。如在合金中加入適量的稀土金屬，就會大大改善合金的性能，被稱為冶金工業(yè)的維生素。稀土金屬可以制造引火合金、永磁材料、超導(dǎo)材料、納米材料和催化劑等，而被稱為“神奇的新材料寶庫”。P78

科學(xué)視野——用途廣泛的稀土金屬175771D1．只含有下列成分的物質(zhì)一定不是合金的是() A．Fe、C B、Cu、Zn C、Al、Cu D、C、Si2、現(xiàn)在，我國用量最多、用途最廣的合金是(

)A．鋼B．青銅C．鋁合金D．塑料制品A3．下列物質(zhì)不屬于合金的是(

)A．硬鋁B．黃銅C．鋼鐵D．水銀D4、關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認識中，你認為正確的是(

)A.它們的組成元素是相同的B.耐腐蝕的性能不同C.它們都屬于鋼，因此物理性質(zhì)是一樣的D.構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵，因此它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同B5.鈦和鈦的合金被譽為“21世紀最有發(fā)展前景的金屬材料”，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能，下列用途不切合實際的是()A.用來作保險絲B.用于制造航天飛機C.用來制造人造骨D.用于家庭裝修，制作鈦合金裝飾門A其熔點高，不適合作保險絲，故A不切合實際6.歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應(yīng)用。(1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學(xué)角度來看，主要是利用它們的A.硬度適中

B.密度適中C.在