课题1　金属材料

1、 课 题 1 金 属 材 料课题课题1 金属材料金属材料 课 题 1 金 属 材 料纯金属纯金属和它们的和它们的合金合金统称为统称为金属材料金属材料。 它们都是金属材料它们都是金属材料由由纯金属纯金属或者或者合金合金制成制成 课 题 1 金 属 材 料学生阅读课本学生阅读课本P2的第一、二自然段，思考：的第一、二自然段，思考：1、了解人类社会使用材料的历史？、了解人类社会使用材料的历史？2、目前，产量居前三位的金属依次是、目前，产量居前三位的金属依次是 。石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝的利用铝的利用钛的利用钛的利用铁铁 铝铝 铜铜一、几种重要的金属一、几种重要的金属 司

2、母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。 秦陵铜车马严格按真车马的制作 。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。 马踏飞燕 1969年，在甘肃武威出土。年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。中国雕塑史上的不朽之作。 1984年，定为中国旅游标志年，定为中国旅游标志图形。图形。 2002年，年， “马踏飞燕马踏飞燕”的仿的仿制品作为国礼赠布什。制品作为国礼赠布什。 铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由

3、机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和世纪，铝和铝合金的应铝合金的应用用二十一世纪的金属材料钛和钛合金可作人造骨的钛合金可作人造骨的钛合金人类使用金属的先后顺序 铜铁铝铜铁铝 金属大规模被使用的先后顺序跟金金属大规模被使用的先后顺序跟金属的属的化学性质化学性质（金属活动性金属活动性)有关。有关。 课 题 1 金 属 材 料请根据这些物质的用途说出它们的性质？请根据这些物质的用途说出它们的性质？戒指戒指灯泡和电线灯泡和电线高压锅高压锅铜片铜片铜丝铜丝铁夹铁夹金属共同的物理性质金属共同的物理性质常温下它们都是固体（汞除外）常温下它们都是固体（汞除外）有金属光泽有金属光泽大多

4、数为电和热的优良导体大多数为电和热的优良导体有延展性有延展性密度较大密度较大熔点较高熔点较高应用广泛的金属材料大多数金属为大多数金属为银白色银白色大多数金属为大多数金属为固固体体大多数金属大多数金属有光有光泽泽大多数金属大多数金属熔沸点高熔沸点高大多数金属大多数金属能导电导热能导电导热大多数金属大多数金属有延展性有延展性铜（紫红色）金（黄色）铜（紫红色）金（黄色）汞（液态）汞（液态）不同金属也有本身的特性 但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等点、硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如 大多数金属都是银白色的，但铜却大多数金属

5、都是银白色的，但铜却呈呈 ，金呈，金呈 。 在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。 （表（表8-1）紫红色紫红色黄色黄色液态液态一些金属的物理性质一些金属的物理性质物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电以银的导电性为性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 153

6、5 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬以金刚石的硬度为度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)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？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？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铝制？铝制？讨论：讨论：铁

7、比铝的硬度大，银的成本比铜高钨的熔点比锡高钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化，用锡制灯丝，通电后锡会熔化，灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，考虑物质的用途时，首先要考虑物质的首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质 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Al 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Ca 目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 铁铁Fe 导电、导热

8、性最好的金属导电、导热性最好的金属 银银Ag 硬度最高的金属硬度最高的金属 铬铬Cr 熔点最高的金属熔点最高的金属 钨钨W 熔点最低的金属熔点最低的金属 汞汞Hg 密度最大的金属密度最大的金属 锇锇Os 密度最小的金属密度最小的金属 锂锂Li 课 题 1 金 属 材 料问：钢铁是一种物质吗？问：钢铁是一种物质吗？ “百炼成钢百炼成钢”蕴涵的化学原理蕴涵的化学原理是什么？是什么？合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合形成的有形成的有金属特征金属特征的物质。的物质。二、合金二、合金如：铁的合金（生铁、钢），铜合金，铝合金，钛合金如：铁的合金（生铁、钢）

9、，铜合金，铝合金，钛合金请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，然后回答下列问题然后回答下列问题1.生铁、钢、铁分别属于什么物质？生铁、钢、铁分别属于什么物质？2.生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？3.生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？l铁的合金铁的合金-生铁和钢的比较生铁和钢的比较 生铁生铁钢钢碳元素含量碳元素含量2%4.3%0.03%2% 机械性能机械性能机械性能硬而机械性能硬而脆、无韧性、脆、无韧性、可铸不可锻可铸不可锻坚硬、韧性大、坚硬

10、、韧性大、塑性好、可铸、塑性好、可铸、可锻、可压延可锻、可压延生铁生铁 钢钢降低含碳量降低含碳量纯铁很软不易制成机械用品纯铁很软不易制成机械用品使用最多的金属使用最多的金属材料材料是是铁合金铁合金 课 题 1 金 属 材 料【实验实验8-18-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝（铝比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝（铝合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。的硬度。性质性质比较比较现现 象象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽光泽和和颜色颜色硬度硬度结论结论有光泽有光泽黄色黄色有光泽有光泽紫红色紫红色有光泽有光泽灰白色灰白色有光泽

11、有光泽银白色银白色黄铜比铜黄铜比铜硬硬硬铝比铝硬铝比铝硬硬合金与组分金属的物理性质有差合金与组分金属的物理性质有差异异注意：合金的硬度注意：合金的硬度一般一般大于其组分金属大于其组分金属 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：查阅资料，了解查阅资料，了解焊锡焊锡（锡铅合金）和（锡铅合金）和武德合金武德合金（铅、（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？你能得到什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/32732127123218370启示启示合金的性能与组成它们的纯金属不同，

12、通过改变合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。焊锡主要用于焊锡主要用于焊接金属焊接金属等；武德合金（组成金属的质量分等；武德合金（组成金属的质量分别为别为50%铋、铋、25%铅、铅、13%锡和锡和12%镉）可用于制镉）可用于制电路保电路保除丝除丝等。等。 课 题 1 金 属 材 料小结：合金与组成它们的纯金属相比小结：合金与组成它们的纯金属相比合金的合金的强度强度和和硬度硬度一般比组成它们的纯金属更高，一般比组成它们的纯

13、金属更高，抗腐蚀性能抗腐蚀性能更好，更好，熔点降低熔点降低等。等。所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成按一定组成和质量比和质量比制得的制得的合金合金已达已达几千种几千种。请同学们阅读表请同学们阅读表8-2常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途21世纪金属世纪金属钛钛Ti密度密度硬度硬度制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大所见过的所见过的金属制品金属制品锅锅壶壶菜刀菜刀水龙水龙头头电电

14、线线所用的金属材料所用的金属材料铁铁铝铝铁铁铜铜铜铜用途用途炒炒菜菜烧水烧水 切菜切菜水开水开关关导导线线所利用的性质所利用的性质导热导热硬度大耐腐蚀导电1、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄（2）铁块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链铁有良好的导热性铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有延展性铁具有导电性铁具有导电性2、

15、在、在铁、铝、铜、锌、钛铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：五种金属中： 常用于电镀和作干电池电极的金属是常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金生铁和钢是哪种金属的合金 包装糖果、香烟的银白色金属材料包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属常用于制造电线和电缆的金属 常用于航空工业作制造飞机等材料常用于航空工业作制造飞机等材料的金属的金属锌锌铜铜 铝铝铝铝铝铝铁铁钛钛请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观易加工美观易加工我们的生活与金属密切关系，我们的生

16、活与金属密切关系，填空填空: : 日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的银白色金属是上的银白色金属是_，温度计中，温度计中填充的金属是填充的金属是_。 家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有塑料柄，这说明铁具有_性，铁性，铁能拉成铁丝，说明铁具有能拉成铁丝，说明铁具有_性。性。银银(Ag)汞汞(Hg)导热导热延展延展 科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点2500密度密度3g/cm3强度强度与钢相似与钢相似导电性导电性良好良好导热性导热性良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性优异

17、优异 这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。种金属的可能用途。可用于制造机器零件、炊具、轮船等。可用于制造机器零件、炊具、轮船等。 学 生 练 习1铝与铁相比，具有哪些优良的性质？铝与铁相比，具有哪些优良的性质？（从熔点、硬度、密度、强度、导电、导热性和抗腐蚀性来考虑）密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性等。较好的延展性等。2你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。物品物品选用材料选用材料理由理由外科手术刀防盗门门锁自行车支架不

18、锈钢不锈钢硬硬 铝铝青青 铜铜锰锰 钢钢抗腐蚀性能好抗腐蚀性能好硬度大，耐腐蚀硬度大，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀韧性好，易加工韧性好，易加工是是的合金，主要用于焊接金属等；的合金，主要用于焊接金属等；是是的合金，可用于制电路保险的合金，可用于制电路保险丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/ 327 321 271 23218370启示启示二、合金二、合金1、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金非金属属）

19、熔合熔合形成的形成的有金属特性有金属特性的的混合物混合物。2、 合金与组成它们的金属的性质的差异。合金与组成它们的金属的性质的差异。合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金的硬度大于组成它们的金属；合金的硬度大于组成它们的金属； 合金的熔点低于组成它们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属； 合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金，新型金属材料、钛和钛合金，新型金属材料合金的特性合金的特性 1、一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。 2、合金的强度和硬度

20、一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好。 3、合金是具有金属特征的混合物。注意：合金中并非都是非金属，组注意：合金中并非都是非金属，组成合金的元素中可能有非金属；合成合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。金是一种混合物而不是化合物。前进后退主页常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途合金合金 主要成分主要成分性能性能用途用途不锈钢不锈钢黄铜黄铜18K黄金黄金焊锡焊锡硬铝硬铝铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品 锡、铅 熔点低 焊接金属 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火

21、箭、飞机、轮船等制造业 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件 钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨 钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、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，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表一架波音一架波音767大型飞机约由大型飞机约由70%的铝及其合金构成。的铝及其合金构成。铝和铝合金的应用铝和铝合金的应用课堂小结课堂小结: 课题一、金属材料课题一、金属材料1、金属的一些物理性质：、金属的一些物理性质： 大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、熔沸点高、有延展性导热、熔沸点高、有延展性二、合金二、合金1 1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就