全國(guó)優(yōu)質(zhì)課初中九年級(jí)化學(xué)《人類對(duì)金屬材料的利用》課件

金屬和金屬材料課題1金屬材料圖8－1東漢晚期的青銅奔馬圖8－2河北滄州的鐵獅子鐵鍋

鋁鍋

銅火鍋

環(huán)顧你家里的日常生活用品，如鍋、壺、刀、鋤、水龍頭等，它們都是由金屬材料制成的。

人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅器時(shí)代，繼而進(jìn)入鐵器時(shí)代，銅和鐵作為金屬材料一直被廣泛地應(yīng)用著。金屬材料包括純金屬以及它們的合金。人類使用金屬材料的過(guò)程：

舊石器時(shí)代人們利用燧石、鹿角和石頭制作的工具。

石器時(shí)代青銅極品·尊與盤

人類從石器時(shí)代進(jìn)入青銅器時(shí)代。四羊方尊司母戊鼎純銅銅線銅絲銅的幾種合金黃銅白銅青銅

進(jìn)入鐵器時(shí)代，銅和鐵作為金屬材料一直被廣泛地應(yīng)用著。鐵刃銅鉞馬踏飛燕1969年，在甘肅武威出土。中國(guó)雕塑史上的不朽之作。1984年，定為中國(guó)旅游標(biāo)志圖形。2002年，“馬踏飛燕”的仿制品作為國(guó)禮贈(zèng)布什。鐵

不銹鋼

鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情。

由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過(guò)了銅，位于鐵之后，居第二位?；顒?dòng)性越弱的發(fā)現(xiàn)越早，使用的越早。活動(dòng)性越強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)越晚，使用的越晚。規(guī)律：鋁合金用途金屬的一些物理性質(zhì)金屬在常溫下大都為固體，有金屬光澤,有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性、密度較大、熔點(diǎn)較高。特性:常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)）.大多數(shù)呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）純鐵是銀白色的，質(zhì)軟，而鐵粉則為黑色后退世界鋁的年產(chǎn)量?jī)H次于鐵，居第二位。鋁有較好的延展性可制成0.01mm的鋁箔，用于包裝香煙、糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途金屬與非金屬物理性質(zhì)的比較物理性質(zhì)金屬非金屬狀態(tài)

在常溫下，除汞是液體外，其余都是固體

在常溫下，有固、液、氣三態(tài)密度

一般較大一般較小導(dǎo)電性導(dǎo)熱性能導(dǎo)電、導(dǎo)熱

一般不導(dǎo)電、不導(dǎo)熱延展性有沒(méi)有一些金屬的物理性質(zhì)的比較物理性質(zhì)物理性質(zhì)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))10099746127177.9(良)

密度/（g·cm）金鉛銀銅鐵鋅鉛(大)19.311.310.58.927.867.142.7(小)一些金屬的物理性質(zhì)的比較

物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較熔點(diǎn)/℃

鎢鐵銅金銀鋁錫(高)3410153510831064962660232(低)硬度(以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn))鉻鐵銀銅金鋁鉛(大)94-52.5-42.5-32.5-32-2.91.5(小)金屬之最地殼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──人體中含量最高的金屬元素──熔點(diǎn)最高的金屬──熔點(diǎn)最低的金屬──你知道嗎？鋁鈣鐵銀鎢汞主頁(yè)硬度最高的金屬金屬──鉻密度最大的金屬──鋨密度最小的金屬──鋰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？4、為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會(huì)怎樣？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？1.為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？鐵比鉛的硬度大，且鉛有毒.銀的成本比銅高且密度比銅大鎢的熔點(diǎn)比錫高。用錫制燈絲，通電后錫會(huì)熔化，燈絲會(huì)熔斷，燈泡不能正常發(fā)光。鉻比鐵的硬度大，耐磨，耐腐蝕性強(qiáng)，且美觀。鍍金雖然美觀，但成本高，不耐磨。1、以下鐵的用途，涉及了那些鐵的性質(zhì)？（1）燒菜用的鏟子是鐵制的，一般都要裝上木柄（2）鐵塊可以制成鐵絲或鐵片（3）油罐車行駛時(shí)罐內(nèi)石油振蕩產(chǎn)生靜電，易發(fā)生火險(xiǎn)，因此，車尾有一條拖地的鐵鏈鐵有良好的導(dǎo)熱性鐵具有延展性鐵具有導(dǎo)電性

物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素。深化結(jié)論質(zhì)疑解疑

用來(lái)鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)?資源豐富無(wú)毒性耐磨耐腐蝕

美觀、易加工聯(lián)系實(shí)際引出合金

制造飛機(jī)的材料中為什么大量使用鋁合金而不用純鋁？二、合金圖8－4很多寶石中含有某些金屬離子，才使它們更加絢麗多彩提問(wèn)：鋼鐵是使用最多的金屬材料，鋼的性能比鐵好，請(qǐng)問(wèn)：鋼是很純的鐵嗎？不是，鋼是含有少量的碳及其他金屬的鐵。二.合金1.

定義：一種金屬與另一種（或幾種）金屬（或非金屬）經(jīng)高溫熔合在一起的具有金屬特性的物質(zhì)。2.

鐵合金（生鐵和鋼都是鐵的合金）生鐵：含碳量為2%~4.3%，硬度大，韌性差。

鋼：含碳量為0.03%~2%，硬度小，韌性好。除含碳外，生鐵中還含有硅、錳等，鋼如不銹鋼中還含有鉻、鎳等。注意

①碳元素在合金中的作用：提高金屬硬度

②生鐵和鋼的本質(zhì)區(qū)別：含碳量不同含碳量越高合金的硬度越大。含碳量越小合金的硬度越小。生鐵和鋼的比較生鐵鋼碳元素含量2%～4.3%0.03%～2%機(jī)械性能機(jī)械性能好硬而脆、無(wú)韌性、可鑄不可鍛堅(jiān)硬、韌性大、塑性好、可鑄、可鍛、可壓延生鐵鋼降低含碳量純鐵很軟不易制成機(jī)械用品使用最多的金屬材料是鐵合金3.

合金與組成它的純金屬比較具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

①顏色更鮮艷

②熔點(diǎn)低

③強(qiáng)度、硬度更高

④抗腐蝕性更強(qiáng)【實(shí)驗(yàn)8-1】比較黃銅片和銅片、焊錫和錫的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度性質(zhì)比較現(xiàn)象黃銅銅焊錫錫光澤和顏色硬度結(jié)論暗、黃色

亮、紫紅色

暗、灰白色

亮、銀白色黃銅比銅硬焊錫比錫硬合金硬度大于純金屬【實(shí)驗(yàn)8-2】將綠豆大的焊錫、錫和鉛放置在鐵片上，加熱鐵片的中心部分，觀察，比較焊錫和組成它的純金屬錫、鉛的熔化溫度錫焊錫鉛現(xiàn)象結(jié)論

焊錫最先熔化，錫次之，鉛最后熔化

合金的熔點(diǎn)一般比組成它的純金屬熔點(diǎn)低。

目前已制得的純金屬只有90余種，但由這些純金屬按一定組成和質(zhì)量比制得的合金已達(dá)幾千種。

高速工具鋼切削刀具

在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，大量使用的常常不是純金屬，而是他們的合金。

常見合金的主要成分、性能和用途合金主要成分主要用途主要性能球墨鑄鐵

鐵、碳、硅、錳在某些場(chǎng)合可以代替鋼機(jī)械強(qiáng)度好錳鋼鐵、碳、錳鋼軌、挖掘機(jī)鏟斗、坦克裝甲、自行車架

韌性好、硬度大不銹鋼鐵、鉻、鎳醫(yī)療器械、飲具、容器、反應(yīng)釜抗腐蝕性好白銅銅、鎳錢幣、代替銀做飾品

光澤好、耐磨、耐腐蝕易加工黃銅銅、鋅機(jī)械零件儀表日用品強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕青銅銅、錫機(jī)械零件如軸承和齒輪強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕合金主要成分主要用途主要性能18K白金金、銅、鎳、鋅金飾品

光澤好、耐磨、易加工硬鋁鋁、銅、鎂、硅火箭、飛機(jī)輪船等制造業(yè)強(qiáng)度和硬度好18K黃金金、銀、銅金飾品錢幣電子元件光澤好、耐磨、易加工焊錫錫、鉛焊接金屬熔點(diǎn)低合金主要成分主要用途主要性能

鈦——21世紀(jì)的金屬鈦和鈦合金具有很多優(yōu)良的性能：①熔點(diǎn)高、②密度小、③可塑性好、④易于加工、⑤機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備等用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線

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(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料低溫下形狀記憶合金課題一、金屬材料一、金屬1、金屬的一些物理性質(zhì)：大多數(shù)金屬為銀白色、常溫下為固體、有金屬光澤、能導(dǎo)電、能導(dǎo)熱、熔、沸點(diǎn)較高、有良好的延展性。二、合金2、考慮物質(zhì)用途時(shí)考慮多種因素1、在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，制成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能也更好純鐵鐵的合金生鐵鋼

（可制成）（2%~4.3%）硬度比純鐵硬

（0.03%~2%）硬度、抗腐蝕性能增強(qiáng)

鋼鐵比很多其他金屬更易生銹，可為什么人類使用鋼鐵比其他金屬多？分析，要從資源、價(jià)格、綜合性能、外觀、是否便于回收利用等多個(gè)角度去考慮人類用鋼鐵較多的原因。（１）金屬元素鐵在地殼中的含量?jī)H次于鋁，