第八单元__课题1金属材料(1)

1、图图81 东汉晚期的青铜奔马东汉晚期的青铜奔马图图82 河北沧州的铁狮子河北沧州的铁狮子一. 金属材料 金属材料包括金属材料包括纯金属纯金属以及它们的以及它们的合合金金二、金属材料的发展史 商朝，人们已开始使用青铜器 春秋时期，开始使用铁器 100年前开始了铝的大规模使用铁锄与铁犁铁锄与铁犁 司母戊鼎司母戊鼎铝窗铝窗 司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

2、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属金属大规模被使用的先后顺序跟金属的的化学性质化学性质（金属活动性金属活动性)有关。有关。讨论 1.常温下，金属的

3、是什么状态的？有什么颜色？ 2.制造机器底座时。对金属的密度和硬度有什么要求？ 3.炊具加热时有没有被熔化？说明它们的熔点怎么样？ 4.灯丝是用钨丝制成的，你认为利用了它的什么性质？三.金属的物理性质 1. 常见金属的共性常见金属的共性 . 有光泽有光泽 用途：做装饰品、反光材料等用途：做装饰品、反光材料等 . 导电性导电性 用途：做导线等用途：做导线等 . 导热性导热性 用途：做炊具、散热材料等用途：做炊具、散热材料等 . 延展性延展性（能拉成丝，展成片）（能拉成丝，展成片） 用途：用途：做包装材料等做包装材料等 . 韧性韧性 2. 常见金属的特性常见金属的特性 . 常温下汞为液体常温下汞为

4、液体 . 纯铁为银白色，铜为紫红色，金纯铁为银白色，铜为紫红色，金呈黄色呈黄色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 1535 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

5、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 讨论：讨论：1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？而不用铅制？2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？般用铜制而不用银制？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？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

6、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铅制？铅制？ 讨论：讨论：铁比铅的硬度大，且铅有毒.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

7、物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质金 属 之 最 地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属硬度最高的金属 （Cr） 熔点最高的金属熔点最高的金属 （W） 熔点最低的金属熔点最低的金属 密度最大的金属密度最大的金属 （Os） 密度最小的金属密度最小的金属 （Li）铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇四. 合金 1. 定义：一种金属与另一种（或几种）金定义：一种金属与另一种（或几种）金属（或非金属）经高温熔

8、合在一起的具有属（或非金属）经高温熔合在一起的具有金属特性的混合物。金属特性的混合物。 2. 铁合金（铁与碳的合金）铁合金（铁与碳的合金） 生铁：生铁：2%4.3%，硬度大，韧性差。，硬度大，韧性差。 钢钢 ：0.03%2%，硬度小，韧性好。，硬度小，韧性好。【实验【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度度性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论暗、暗、黄色黄色 亮、亮、紫红色紫红色 暗、暗、灰白色灰白色 亮、亮、银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡焊锡比锡硬硬合金硬度大于纯金

9、属合金硬度大于纯金属【实验【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡锡焊锡焊锡铅铅现象结论 焊锡最先熔化，焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化锡次之，铅最后熔化 合金和组成它的合金和组成它的纯金属熔点不同纯金属熔点不同合金与纯金属的性质比较性质比较现象黄铜（铜和锌的合金）铜焊锡（锡和铅的合金）锡铝合金 铝线光泽与颜色黄色、有光泽紫红色有光泽深灰色有光泽银白色有光泽银白色有光泽银白色有光泽硬度黄铜硬度大于铜焊锡硬度大于锡铝合

10、金硬度大于铝结论合金与纯金属相比，性能上发生了改变，说明物质的组成的改变会使其性能发生改变，合金的用途比纯金属的用途广得多。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、镍铁、铬、镍 抗腐蚀性好抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容医疗器械、炊具、容器、反应釜器、反应釜 铜、锌铜、锌 强度高、可塑性好、易加强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品机器零件、仪表、日用品 锡、铅锡、铅 熔点低熔点低 焊接金属焊接金属 铝、铜、镁、硅铝、铜、镁、硅 强度和硬度好强度和硬

11、度好 火箭、飞机、轮船火箭、飞机、轮船等制造业等制造业 金、银、铜金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电金饰品、钱币、电子元件子元件 注意 碳元素在合金中的作用：提高金属硬度碳元素在合金中的作用：提高金属硬度 生铁和钢的本质区别：含碳量不同生铁和钢的本质区别：含碳量不同 总结：总结： 分子和原子的本质区别：分子和原子的本质区别：在化学变化中在化学变化中，分子可分，而原子不可分分子可分，而原子不可分 金刚石和石墨金刚石和石墨物理性质物理性质存在较大差异的原存在较大差异的原因：碳原子的排列方式不同因：碳原子的排列方式不同 CO和和CO2的性质不同的原因：分子的构成的

12、性质不同的原因：分子的构成不同（不同（每个每个分子中氧原子的数目不同）分子中氧原子的数目不同） 生铁，钢在稀盐酸中不会完全溶解生铁，钢在稀盐酸中不会完全溶解 3. 合金与组成它的纯金属比较的优点 颜色更鲜艳颜色更鲜艳 熔点低熔点低 强度、硬度更高强度、硬度更高 抗腐蚀性更强抗腐蚀性更强2、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

13、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 世界世界铝铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成可制成0.01mm的铝箔，用于的铝箔，用于包装香烟、糖果包装香烟、糖果；铝的；铝的密度小和具密度小和具有抗腐蚀有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业电线电缆工业、飞机、汽飞机、汽车等制造业车等制造业有广泛的用途有广泛的用途 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”因此可用来制造因此可用来制造人人造骨造骨. . 钛和钛合金钛和钛合金被认为是被认为是212

14、1世纪的重要材料，它具有很多世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛因此被广泛用于火箭用于火箭. .导弹导弹. .航航天飞机船舶天飞机船舶. .化工和通讯设备化工和通讯设备等等. .钛金属腕表钛金属腕表钛合金镜框钛合金镜框 用用钛钛-镍镍形状记忆合金制成的人造卫星天线形状记忆合金制成的人

15、造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料以及牙齿矫正等医疗材料低温下低温下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，

16、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练习1、下列不属于合金的是 （ ） A。生铁 B。不锈钢 C。四氧化三铁 D。球墨铸铁2、下列各项比较中正确的是 （ ） A。含碳量：生铁钢 B.含铁量: 生铁钢 C.地壳中含量: Al钢3、用铝合金制作门窗是利用铝合金的（ ） A。不易腐蚀 B。硬度较大 C。熔点较低 D。导热良好4、导致老年人骨质疏松的主要原因是人体骨骼中缺少下列元素的 （ ） A。 Ca B。 Na C。 Fe D。 K cAAA5、合金中肯定含有 元素，可能含有 元素。（如硅、碳、硫等）。6、生铁是由 、 、硅和锰等加热熔合而成的一种铁的合金，所以合金是一种 。 A。混合物 B。纯净物 C。化合物 D。单质7、铝和铁相比，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）8、 中，铁的质量分数为多少？答：铝的密度小，具有更好的导电性和更强的抗腐蚀性； 铝还能和其他金属形成各种优良性能的合金。金属碳铁A碳，硅70%课题一、金属材料课题一、金属材料一、金属一、金属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、能导电导热、熔大多数金属为银白色、固体