课题1金属材料

1、第八单元 金属和金属材料课题金属材料 教学目标了解金属的共同的物理性质了解金属的性质决定金属的用途了解常见的合金（铝合金，生铁和钢）会利用图表知识进行归纳和解决实际问题能利用所学知识正确选择和利用金属材料这是什么杯悉尼奥运会的金牌味道不错！这决牌也不是容易拿的！哗！我要是有一个该多好！金、银这是什么做的？这些门是什么材料做的？应用广泛的金属材料一、几种重要的金属金属材料纯金属合 金环顾你家周围,有哪些是由金属材料制成的?纯金戒指1、了解人类社会使用材料的历史？3、目前，产量的大小顺序是 。石器时代青铜器时代铁器时代铝的利用铁 铝 铜一、几种重要的金属2、人类使用金属的先后顺序： 金属大规模被使

2、用的先后顺序跟金属的化学性质（金属活动性)有关。铜铁铝青铜器时代的开始：约公元前4000年、我国约公元前2000年开始。铁器时代的开始：约公元前1500年，我国约公元前800年。铝器的使用：19世纪末。人类使用金属制品大致经历了三个时代 铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 司母戊鼎 3200多年四羊方尊 3000多年马踏飞燕 近2000年沧州铁狮子 1000多年铝是地壳中含量最多的金属元

3、素。铝发现于19世纪20年代，因化学性质比较活泼，冶炼很困难，产量很少，只有皇室和贵族才能拥有少量的铝器。至19世纪末，发明了熔盐电解法炼铝，才开始大量的生产铝，随之，铝走入寻常百姓家。现在铝的产量已经超过了铜，位于铁之后，居第二位。FeMn一、几种重要的金属1、金属材料包括纯金属以及它们的合金2、金属有很多共同的物理性质金属材料的一些物理性质大多数金属为银白色2.有金属光泽4.能导电5.有延展性铜（紫红色）金（黄色）金属的物理性质3.能导热1.常温下为固体（除汞为液体外）6.熔点较高，密度、硬度随金属 的不同而不同金属除了有共性外还有各自的特性大多数金属都是银白色的，但铜却呈 ，金呈 。大多

4、数金属都是固体，而汞是_。紫红色黄色 液态问：请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝? 铜呈紫红色，铝呈银白色。各种金属还有各自的特性参看P3的表物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）密度（gcm-3）熔点()硬度（以金刚石的硬度为10作标准）优良金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大小钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高低铬 铁 银 铜 金 铝 铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 大小银 铜 金 铝 锌 铁 铅100 99 74 6

5、1 27 17 7.9金 属 之 最地壳中含量最高的金属元素铝目前世界年产量最高的金属铁导电、导热性最好的金属银人体中含量最高的金属元素钙硬度最高的金属铬熔点最高的金属钨你知道吗？熔点最低的金属汞密度最大的金属锇密度最小的金属锂铂的延性好，可以抽成直径仅有1/5000的细丝；金的展性好，可以压成厚度只有1/10000的薄片；钨的熔点高，可以做灯丝；银的导电性好，广泛用于电子制造业（如电脑、电视机等的印刷电路）；金特有的黄色象征富有和高贵，被大量用做饰品等。你知道吗？1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？ 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 铁的硬度大，铅的硬度小。若

6、菜刀用铝制容易卷刃，而锤子用铝制，很容易变形。银在自然界中较少，价格比铜高许多密度大，不易架设。3、为什么灯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钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝熔断4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？因为镀铬可增加水龙头的硬度，而使其不变形，不易生锈，可使水龙头更美观。镀金更好看，更耐腐蚀，但不经济。用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富无毒轻便耐磨耐腐蚀美观、易加工使用是否便利资源废料是否易于回收价格是否美观对环境的影响 考虑物质的用途时，首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？性质物质的性质（主要）还需考虑价格、资源、是否美观

7、、是否易于回收、对环境的影响等因素我们知道 ，制造飞机的材料中大量使用的是铝合金而不用纯铝！这些餐具都是不锈钢制品钢是一种纯净物吗？ “百炼成钢”蕴涵的化学原理是什么？ 世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途信息链接 要把“神舟”5号飞船（如图）送入太空，就需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飞行速度达到每秒8公里以上才行。在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，

8、火箭尾部就得承受摄氏四千度以上的高温。事实上，目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？ 阅读课本P4合金的内容，思考 就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。1、合金注意：合金中并非都是非金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。日常生活中的金属材料合金日常生活中的金属材料合金合金的分类：、铁合金：

9、铁合金按组成元素分类铁合金和非铁合金根据含碳量的高低生铁钢低碳钢合金钢铸造生铁（灰口铁）炼钢生铁 (白口铁)碳素钢中碳钢高碳钢在碳素钢中加入铬 锰 钨 镍 钼 钴 硅 等合金元素2%4.3%0.03%2%球墨铸铁0.3%0.3%0.6%0.6%由于组成不同，导致在性能、应用上均不同。具有各种不同的优良性能。1、铁合金生铁：钢：含碳量为2% 4.3%含碳量为0.03% 2%用途:生铁硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型，是制造 机座、管道的重要材料。用途：钢有良好的延展性，机械性能好，用于制造机械 和交通工具。铁合金：钢碳素钢：合金钢：如：不锈钢（合金元素为铬Cr和镍Ni）低碳钢、中碳钢、高碳钢生铁

10、和钢就是含碳量不同的铁的两种合金生铁的含碳量为24.3，钢的含碳量为0.032除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如不锈钢中还含有铬、镍等由于在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等，这种组成的改变，使得合金性能也随之发生改变例如，纯铁较软，而生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多 生铁碳素钢不锈钢硅钢锰钢 2 、铜合金：铜合金黄铜：（含Zn 20% 36%）青铜：（含Sn 10% 30%）白铜：含Cu Zn耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。含Cu Sn Pb等硬而脆，强度大含Ni Zn（少量Mn）制酒具等黄铜强度高可塑性好易加工耐腐蚀白铜光泽好耐磨易加工耐腐蚀3

11、、铝合金：向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属等。 硬铝： Cu 40%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 7%性能：密度小、强度大、抗腐蚀。 合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。高压锅硬铝硬度大强度高密度小铝铜镁硅 世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性，可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途。铝合金用途用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 4、形状记忆合金：合金的形状被改变之后，一

12、旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。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。低温下钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨。 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5、钛和钛合金焊锡白金光泽好耐磨易加工金铜镍锌18K白金 18

13、K黄金白金是黄金和其它金属熔炼而成的白色合金。由于铂金产出稀少，价格昂贵，加上熔点高，所以一般国家很少用铂金来生产真正的K白金。目前，为了迎合广大消费者对铂金的需求，则选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金，称之为“K白金”。K白金的成色与K黄金一样，质量为24，黄金在其中所占质量的份数，则为“K白金”的K数。如18K白金、14K白金，其中黄金的含量分别为75和58.5 。 铂金稀有，是因为铂金的储量远远低于黄金。至今全球的铂金储量加在一起也只够装满一个中等大小的房间。而一盎司铂金需从10吨铂金矿石中历经5个月才能提炼出来。铂金纯净，是因为铂金首饰通常含有90%的纯铂金。相比

14、之下，18K的白色K金仅含75%的纯黄金，而且铂金的白色光泽自然天成，长期佩带也不会褪色。铂金坚硬，是因为铂金的密度高，强度几乎是黄金的2倍。铂金的延展性也好，一克铂金可以拉出2公里长的细丝。【实验8-1】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，比较它们的硬度2、合金与组成它们的金属的性质比较性质比较现象黄铜铜焊锡锡颜色光泽硬度结论紫红色灰白色银白色黄铜比铜硬焊锡比锡硬合金一般比纯组分金属硬度大黄色将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度焊锡锡铅比较纯金属与合金的熔点高低锡焊锡铅将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加

15、热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡焊锡铅将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡焊锡铅现象结论焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化合金一般比任一组分金属熔点低合金比纯金属的主要优越性：合金比其组分金属的颜色更鲜艳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抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属强度、硬度熔点抗腐蚀性合金大合金低合金强 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适合于不同的用途。因此日常使用的金属材料，大多数属于合金。小结：合金与组成它的纯金属的性质比较 尽管目前人类已

16、制得的纯金属只有90余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。合金比纯金属具有更广泛的用途表8-2 常见合金的主要成分、性能和用途合金主要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、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

17、、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 1、为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢？ 2、我们在日常生活中使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金等，这些合金的组成是怎么样的？ 金属与合金的结构比较：实验探究 固体的熔点与原子排列是否规整有关。你能否解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低呢？ 在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数金属的熔点一般比各成分金属的低。 假设你是当年的古希腊士兵，你在战场上就常常得把手

18、里的青铜剑扳直。但青铜比铜已是一大改进，铜更容易弯曲。大多数金属强度低，很软，但两种软金属合在一起就会成为一种较硬的金属叫作合金。青铜是铜和锡的合金。改变金属的配比和成分，合金的性质就会改变。多数合金由两种或两种以上金属合成，但有些合金含非金属元素，如碳。使用最广的这类合金是钢。最早的合金司母戊大方鼎是殷代青铜器的代表作，它是中国出土的最大的青铜器。司母戊大方鼎高1.33 米，重 875 公斤。 中国最大的一件青铜器司母戊方鼎 介绍：常见合金课本P6表82球墨铸铁锰钢不锈钢婴儿床黄铜合金介绍：常见合金课本P6表82青铜器白铜上:清代的锁 下:古币介绍：常见合金课本P6表82焊锡丝18K黄金饰品

19、18K白金饰品二十一世纪的金属材料钛和钛合金可作人造骨的钛合金 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小结金属具有很多共同的性质，如有金属光泽、是电和热的良导体、具有延展性等确定物质的用途时，除要考虑物质的性质外，还要考虑物质的价格、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因素。3

20、.金属材料包括纯金属和合金。合金是在金属中熔合其它金属或非金属而得到的具有金属特性的混合物。合金的强度、硬度、抗腐蚀性等性能一般比组成它们的纯金属好，因此，合金具有更广泛的用途。拓展应用网上查阅：你还知道哪些已经开发的和正在研制中的合金材料？请跟同学交流。查阅有关资料，以“如果没有金属，我们的生活将会变得怎样”为题，写一篇科学小论文。在线练习1、 以下金属的用途主要是利用了金属的什么性质？ 用铜和铝制造导线和电缆 . 用钨制成灯丝 。钨的熔点高铜和铝具有导电性2、有关合金的叙述不正确的是( ) A、合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低 B、合金的硬度和强度一般比纯金属高 C、合金一定是金属和

21、金属熔合而成的物质 D、硬铝、黄铜和钢均为合金C3、用于飞机制造业的重要材料是( ) A、MgAl合金 B、CuSn合金 C、AlSi合金 D、不锈钢A4、下列关于镁铝合金的说法正确的是( ) A、熔点比镁、铝都高 B、熔点比镁、铝都低 C、硬度比镁、铝都小 D、硬度比镁、铝都大 BD钢铁比很多其他金属更易生锈，可为什么人类使用钢铁比其他金属多？分析，要从资源、价格、综合性能、外观、是否便于回收利用等多个角度去考虑人类用钢铁较多的原因。（）金属元素铁在地壳中的含量仅次于铝，资源丰富；（）钢铁的价格比较便宜；（）纯铁可以制成性能各异的各种钢，钢铁的性能多种多样，且美观；（）废钢可回收。6你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。物品选用材料理由外科手术刀防盗门门锁芯自行车支架不锈钢硬 铝青 铜锰 钢抗腐蚀性能好硬度大，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀韧性好，易加工7下列物质中，属于金属材料的是（）A.钢B.铜C.氧化铁D.碳8下列各组物质