第八单元课题1金属材料

1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题1 金属材料金属材料我们的生活离不开金属我们的生活离不开金属根据你的经验根据你的经验, 说出所知道的常见的金属有哪些说出所知道的常见的金属有哪些? 你说出的这些金属，不是纯金属就是合金。或者你说出的这些金属，不是纯金属就是合金。或者说：说：金属材料包括两大类：纯金属与合金。金属材料包括两大类：纯金属与合金。人类使用人类使用金属经历了一个漫长的过程：金属经历了一个漫长的过程：石器石器青铜器青铜器铁器铁器铝和铝合金时代铝和铝合金时代钛和钛合金时代钛和钛合金时代 中国人从商代就开始使用青铜器，春秋时期会冶中国人从商代就开始使用青铜器，春秋时期会冶

2、 铁，战国时期会炼钢，现在大量使用铝合金等材料。铁，战国时期会炼钢，现在大量使用铝合金等材料。铝的使用只有铝的使用只有100多年的历史。多年的历史。21世纪是钛和钛合金世纪是钛和钛合金时代。目前，年产量居前三位的金属依次时代。目前，年产量居前三位的金属依次是是 。铁铁 铝铝 铜铜 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年，在甘肃武威出土。年，在甘肃武威出土

3、。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，铝和铝合金的应用铝合金的应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应用广泛的金属材料金属材料金属材料 建筑建筑 桥梁桥梁 器械器械 车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇 生活用具生活用具 其它其它纯金属纯金属合合 金金根据下

4、面的图片，你能说出金属的用途吗？从中根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出金属具有哪些物理性质？你又可以总结出金属具有哪些物理性质？有金属光泽有金属光泽良好的导电性良好的导电性良好的导热性良好的导热性良好的延展性良好的延展性（能拉成细丝）（能拉成细丝）延展性（展成薄片）延展性（展成薄片）能够弯曲能够弯曲一、金属共有的物理性质 常温下金属大都是常温下金属大都是固体固体（汞汞除外）除外） 有金属光泽有金属光泽 大多数金属都是大多数金属都是电和热的良导体电和热的良导体（导电导热性）（导电导热性） 有有延展性延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片）（可以拉成细丝，可以展成薄片） 有韧性有

5、韧性不同金属也有本身的特性不同金属也有本身的特性 大多数金属都是银白色的，但铜却大多数金属都是银白色的，但铜却呈呈 ，金呈，金呈 。 在常温下，大多数金属是固体，但汞是在常温下，大多数金属是固体，但汞是 。 不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等度等物理性质物理性质差别也较大。差别也较大。 紫红色紫红色金黄色金黄色液体液体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/(gc

6、m-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)根据表中数据讨论以下问题：根据表中数据讨论以下问题：1.为什么菜刀，镰刀，锤子用铁制而不用铝制？为什么菜刀，镰刀，锤子用铁制而不用铝制？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜

7、制不银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制不用银制用银制?3.为什么灯泡里的灯丝用钨制不用锡制？如果用为什么灯泡里的灯丝用钨制不用锡制？如果用锡的话，可能会出现什么情况？锡的话，可能会出现什么情况？4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？金会怎样？讨论答案1.铝的硬度小铝的硬度小2.银在自然界的含量少，价格高；银在自然界的含量少，价格高； 银的密度大，不易架线。银的密度大，不易架线。 3.钨有较高的熔点且易导电。锡的熔点较低，钨有较高的熔点且易导电。锡的熔点较低，导电产生的热，易使灯丝熔断影响灯泡寿命。导电产生的热，易使灯丝熔断影响灯泡寿命

8、。4. 增加水龙头的硬度使其不易变形，不增加水龙头的硬度使其不易变形，不易生锈，变得美观大方。易生锈，变得美观大方。 镀金会更好看镀金会更好看且更耐腐蚀，但成本高、硬度低易磨损。铬且更耐腐蚀，但成本高、硬度低易磨损。铬的硬度大，耐磨，保存时间久的硬度大，耐磨，保存时间久。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金 属 之 最 地壳中含

9、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 熔点最高的金属熔点最高的金属 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 密度最小的金属密度最小的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇二、合金二、合金注意：合金中并非都是金属，组成注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金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。是一种混合物而不是化合物。生铁和钢是铁的两种合金，也是使用最多的金

10、生铁和钢是铁的两种合金，也是使用最多的金属材料。生铁的含碳量为属材料。生铁的含碳量为2%2%4.3%4.3%，钢的含碳，钢的含碳量为量为0.03%0.03%2%2%。【实验【实验8-18-1】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度硬度有光有光泽黄泽黄色色有光泽有光泽，亮、紫红亮、紫红色色有光泽有光泽银白色银白色有光有光泽银泽银白色白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬硬铝比硬铝比铝铝硬硬合金与纯金属有不同的性质合金与纯金属有不同的性质是是的合金，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

11、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/32732127123218370启示启示结论：合金与纯金属相比结论：合金与纯金属相比 更大的硬度更大的硬度 较低的熔点较低的熔点 更高的强度更高的强度(韧性好韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐耐拉伸、耐弯曲、耐压打压打) 更好的抗腐蚀性能更好的抗腐蚀性能 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，但人们为适用各种用途而将这些纯金属用各种用途而将这些纯金属

12、按一定组成和质量比按一定组成和质量比制得的制得的合金合金已已达达几千种几千种。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。 现在同学们明白制造飞机的材现在同学们明白制造飞机的材料为什么使用铝合金而不使用纯金料为什么使用铝合金而不使用纯金属铝了吗？属铝了吗？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合金主要

13、成分主要性能主要用途球墨铸铁铁、碳、硅、锰机械强度好在某些场合可代替钢锰钢铁、锰、碳韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品焊锡锡、铅熔点低焊接金属硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业18K黄金金、银、铜光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件18K 白金金、铜、镍、锌光泽好、耐磨、易加工金饰品K是表示金的纯度的指标。是表示金的纯

14、度的指标。24K表示含金量达表示含金量达100%，18k表示含金量达表示含金量达75%，14K表示含金量达表示含金量达58.5%。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 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，因此可用来制造人造骨人造骨 钛和钛合金钛和钛合金被认为被认为是是2121世纪的重世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点要材料，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，即性能好

15、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、被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等化工和通讯设备等钛金属手表钛金属手表用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被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，水暖系统、防火门和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，以及牙

16、齿矫正等医疗材料。电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下二、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）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

17、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，新型金属材料小结小结：倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练【课堂练习【课堂练习】1.钛和钛合金是钛和钛合金是21世纪的重要材料世纪的重要材料,他们具有优良的性他们具有优良的性 能能,如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强，钛合金与人体有很好的腐蚀能力强，钛合金与人体有很好的“相容性相容性”。根据。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（它们的主要性能，不合实际的用途是（ ）A.用于核潜艇设备的制造用于核潜艇设备的制造 B.用于制造航天设备用于制造航天设备C

18、.用来做保险设备用来做保险设备 D.可用来制造人造骨可用来制造人造骨2.世界卫生组织正式将铝定为世界卫生组织正式将铝定为“食品污染源之一食品污染源之一”而加而加以控制，在下列使用场合必须加以控制的是（以控制，在下列使用场合必须加以控制的是（ ）制电缆制电缆 制易拉罐制易拉罐 制铝锭制铝锭 制牙膏皮制牙膏皮 用明矾用明矾KAl(SO4)212H2O净水净水 制炊具制炊具 用明矾及小苏打做用明矾及小苏打做食品的膨化剂食品的膨化剂 用用Al(OH)3 制胃药制胃药 制防锈制防锈10制桌制桌椅椅CB倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练3.下列金属材料中，不属于合金的是（下列金属材料中，不属于合金的是（

19、 ） A.硬铝硬铝 B.生铁生铁 C.三氧化二铁三氧化二铁 D.青铜青铜C4.现代建筑的门窗框架常用铝制造，硬铝的成分是现代建筑的门窗框架常用铝制造，硬铝的成分是（ ） A.AlMg 合金合金 B.表面有表面有Al2O3 的铝板的铝板 C.AlC 合金合金 D.AlCuMgSi 合金合金5.不锈钢餐具锃光发亮，长期使用不会生锈，原因是在不锈钢餐具锃光发亮，长期使用不会生锈，原因是在炼钢过程中加入了下列物质中的炼钢过程中加入了下列物质中的 （ ） A.铬、锰铬、锰 B.铬、硅铬、硅 C.铬、镍铬、镍 D.铬、碳铬、碳【基础训练】【基础训练】1.铝与铁相比，具有哪些优良的性质？铝与铁相比，具有哪些

20、优良的性质？DC密度小，抗腐蚀性能强，良好的导电性和导热性，较密度小，抗腐蚀性能强，良好的导电性和导热性，较好的延展性等。好的延展性等。倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练2.分别举出铁、铜、金的几种用途，这些用途各利用分别举出铁、铜、金的几种用途，这些用途各利用了它们的什么性质？了它们的什么性质？铁：铁： ；铜：；铜： ；金：金： 。3.用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？ ； ； ； .4.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。（1）外科手术刀（）外科手术刀（ ）（2）防盗门）防盗门 （ ）（3）门锁）门锁

21、（ ） （4）自行车支架（）自行车支架（ ）架桥架桥硬度硬度 火锅火锅良好的导热性良好的导热性饰品饰品金属光泽金属光泽 资源丰富资源丰富 耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀 无毒轻便无毒轻便 美观易加工美观易加工 耐腐蚀性耐腐蚀性 铁的硬度铁的硬度 硬度、耐腐蚀性硬度、耐腐蚀性 硬度和韧性硬度和韧性 倍速课时学练倍速课时学练倍速课时学练 5.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强度强度与刚相似与刚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优异这种金属的表面有一层氧化物保护层，设想这种金属这种金属的表面有一层氧化物保护层，设想这种金属的可能用途。的可能用途。飞机机体飞机机体密度小；船体密度小；船体抗腐蚀性。抗腐蚀