金属材料(ztp1)

1、第八单元第八单元 金属与金属材料金属与金属材料课题1 金属材料资料资料: 人类从石器时代进入青铜器时代，继而人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多，广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多，至今仅至今仅100多年的历史，但由于铝具有许多多年的历史，但由于铝具有许多优良的性能，铝年产量已超过了铜，位于铁优良的性能，铝年产量已超过了铜，位于铁之后，居世界第二位。之后，居世界第二位。北京奥运会奖牌北京奥运会奖牌厨房用品现代化的交通工具现代化的交通工具建筑材料 在人们的日常生活用品中,有许多是用

2、金属材料做的,那么,生活中我们常见的金属有哪些呢?一、几种重要的金属一、几种重要的金属铜铜 铜是人类认识并应用最早的金属之一。人类铜是人类认识并应用最早的金属之一。人类从石器时代以后就进入了青铜器时代。从石器时代以后就进入了青铜器时代。 我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。 青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。此外也有一些青铜农具出

3、土。司母戊鼎司母戊鼎 1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青铜器的代表作，是世界上最大的出土青铜器。四羊方尊四羊方尊 湖南出土的盛酒器湖南出土的盛酒器“四羊方尊四羊方尊”，造型逼真，造型逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。中国古代的青铜器中国古代的青铜器 在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。在现代，铜仍旧有着极其广泛的用

4、途。铜的导电性仅次于银，居金属中的第二铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。位，大量用于电气工业。 铜易与其他金属形成合金，铜合金种类铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。铜主要用作刀具。生命攸关的元素生命攸关的元素铜铜 铜在生命系统中有重要作用，人体中有铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它

5、有催化铁的生理代谢过程功能。蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。铜虽然是在增强某些药物的治疗效果。铜虽然是在生命攸关的元素，但如果摄入过多，会生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。引起多种疾病。一、几种重要的金属一、几种重要的金属铁铁 人类从石器时代进入青铜器时代，继而人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。直被广泛地应用着。 现代社会，尤其在建筑业和制造业等领现代社会，尤其在建筑业和制造业等领域，铁及其铁合金得到

6、了广泛的应用。域，铁及其铁合金得到了广泛的应用。 一个国家的钢铁产量，从某种意义上可一个国家的钢铁产量，从某种意义上可以代表一个国家的经济发展水平。以代表一个国家的经济发展水平。河北沧州铁狮子河北沧州铁狮子铸造于公元铸造于公元953年，距年，距今已有今已有1千余年的历千余年的历史，狮高史，狮高5.3 m，长，长6.5 m，宽，宽3 m，重，重约约40 t。一、几种重要的金属一、几种重要的金属铝铝 铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么？铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么？ 现在世界上铝的产量已经超过铜，而且铝制现在世界上铝的产量已经超过铜，而且铝制品得到了广泛的应用，这又是为什么？品得到了广泛

7、的应用，这又是为什么？金属的物理性质金属的物理性质:（2）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金为黄色。为黄色。（3）有良好的导电性、导热性和延展性。）有良好的导电性、导热性和延展性。（1）常温下除汞外均为固体。）常温下除汞外均为固体。物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为导电性（以银的导电性为100作标准）作标准） 银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅优优 100 99 74 61 27 17 7.9 良良密度密度/（g cm-3） 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝大大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.

8、14 2.70 小小熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡高高 3410 1535 1083 1064 962 660 232 低低硬度（以金刚石的硬度为硬度（以金刚石的硬度为10作标准）作标准） 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅大大 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 小小一些金属的物理性质的比较一些金属的物理性质的比较2)、不同的金属,其物理性质各有差异导电性最好的是_、熔点最高的是_、硬度最大的是_。1、地壳中含量最高的金属元素：、地壳中含量最高的金属元素：铝铝2、人体中含量最高的金属元素、人体中含量最高的金属元素：钙钙3、目前世界年产量最高的

9、金属：、目前世界年产量最高的金属：铁铁4、导电、导热最好的金属：、导电、导热最好的金属：银银5、硬度最高的金属：、硬度最高的金属：6：熔点最高的金属：熔点最高的金属：7：熔点最低的金属：熔点最低的金属：8：密度最大的金属：密度最大的金属：9：密度最小的金属：密度最小的金属：铬铬钨钨汞汞锇锇(Os)锂锂金属之最：1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铅制？2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？制而不用银制？3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡

10、制的话，可能会出现什么情况？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？金属的性质决定它的用途金属的性质决定它的用途讨论:结论:思考：一种金属的使用，除了与它的性质有关，还要与哪些因素有关呢？ 考虑物质的用途时，性质不考虑物质的用途时，性质不是唯一因素，还需要考虑是唯一因素，还需要考虑是否美观是否美观价格价格废料是否废料是否易于回收易于回收使用使用是否便利是否便利资源资源对环境的对环境的影响影响 生活中人们使用的各种金属制品都是用纯金属做的吗？想一想：二、合金二、合金1、合金、合金在某种金属中加热熔合某些金属或非在某种金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性或者超乎金属特性的金属而得到的具有

11、金属特性或者超乎金属特性的混合物。混合物。 生铁和钢是铁的两种合金，也是生活中使用最多生铁和钢是铁的两种合金，也是生活中使用最多的金属材料。的金属材料。生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为钢的含碳量为0.03%2%。白金白金 白金全称为白金全称为“白色白色 K 金金”，是将黄金与铜、镍、锌等是将黄金与铜、镍、锌等金属熔合在一起后所制成金属熔合在一起后所制成的一种白色合金。其中，的一种白色合金。其中，黄金的质量分数最多为黄金的质量分数最多为75%。铂金铂金 铂是稀有的贵金属，在首饰铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄行业又叫做铂金，开采量只有黄金的金的5%。铂金

12、的强度和韧性都。铂金的强度和韧性都比其他贵金属高得多，比其他贵金属高得多，1 g铂金铂金可以拉成可以拉成1.6 km长的细丝而不长的细丝而不断裂，因此用铂金制作的首饰坚断裂，因此用铂金制作的首饰坚韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，不易脱落。铂金的白色光泽是天不易脱落。铂金的白色光泽是天然的，经久不会改变，而白金的然的，经久不会改变，而白金的色泽不是天然的，时间长了就可色泽不是天然的，时间长了就可能会褪色。能会褪色。铝合金铝合金 铝合金的突出特点是密度小、铝合金的突出特点是密度小、强度高。强度高。Al-Mn、Al-Mg合金合金具有很好的耐蚀性，良好的具有很好的耐蚀性，良好的

13、塑性和较高的强度，称为防塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。容器、管道、铆钉等。 新近开发的高强度硬铝，强新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普度进一步提高，而密度比普通硬铝减小通硬铝减小15%，且能挤压，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。轮圈等构件。Al-Li合金可制合金可制作飞机零件和承受载重的高作飞机零件和承受载重的高级运动器材。级运动器材。 钛和钛合金钛和钛合金被认为是被认为是2121世纪的世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、

14、易如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。船舶、化工和通讯设备等。钛金属腕表钛金属腕表钛合金钛合金 钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨 钛合金烤瓷牙钛合金烤瓷牙 形状记忆合金形状记忆合金 形状记忆合金是具形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，有形状记忆效应的合金，

15、被广泛应用于做人造卫被广泛应用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材以及牙齿矫正等医疗材料。料。 探究活动探究活动1:比较纯铁丝与钢丝的硬度与韧性比较纯铁丝与钢丝的硬度与韧性:思考：把纯金属变成合金后，在性能上会有什么改变呢？总结:纯铁丝的韧性与硬度比钢丝的差.知识的应用: 生活中,人们常用的刀具在制作过程中,都要加入一块钢,为什么?硬度硬度_、熔点、熔点_、_性能也更性能也更好，韧性好，韧性_故合金有更广泛的应用。故合金有更广泛的应用。合金的熔点和组成它的纯金属相比有什么变合金

16、的熔点和组成它的纯金属相比有什么变化化?变大变大变低变低抗腐蚀抗腐蚀探究探究2、认真分析表格内的数据，你能得到什么启示？、认真分析表格内的数据，你能得到什么启示？ 纯纯 金金 属属 合合 金金 铅铅 镉镉 铋铋 锡锡 焊锡焊锡(锡铅合金)武德合金武德合金(铅镉铋锡合金)熔点熔点/0C327321271232 183 70 启示启示:你知道吗你知道吗?用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？光泽性:耐磨性:耐腐蚀性:加工难易性:1.金属具有很多共同的物理性质：常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金为黄色；有良好的导电性、导热性和延展性。本课题我们学习了哪些化学知识呢?2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 3.生活中常见的金属材料主要是铁、铝、铜等纯金