用途广泛的金属材料 201612

第三章金属及其化合物第三节用途广泛的的金属材料学科网

在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。金属材料纯金属

合金学与问初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性质？一、常见合金的重要应用

你知道合金在生活中有哪些用途吗？举出一些例子。

合金是由两种或两种以上金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。

合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各组分金属.

合金的硬度一般比它的各成分金属大，合金的熔点比它的各成分金属低。

在工农业生产和日常生活中，我们很少使用纯金属，而主要使用合金，常见的合金有铜合金、铁合金和铝合金等。１、铜合金：我国使用最早的合金青铜有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零件如轴承、齿轮等。商代后期制作的司母戊鼎青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu、Sn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵，目前已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。青铜黄铜有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。Cu与Zn的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。再如在黄铜中加入少量Sn，称为海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb，可用作滑动轴承材料。黄铜白铜白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。白铜饰品白铜它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。钢碳素钢：铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素低碳钢---含碳量低于0.3%中碳钢---含碳量0.3%~0.6%高碳钢---含碳量高于0.6%

钢的种类2.钢：用量最大,用途最广的合金镍、铬---不锈钢，抗腐性强，不易氧化。铬、钨---高速钢，硬度大，韧性很强。锰、硅---锰硅钢，韧性特强。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。铁的合金

生铁

钢

生铁与钢的比较C%2%－4.3%0.03%－2%其他杂质Si、Mn、S、P（较多）Si、Mn、S、P（较少）机械性能

质硬而脆、无韧性。坚硬、韧性大、可塑性好。低碳钢中碳钢高碳钢不锈钢制成的餐具锰钢锰钢制成的钢轨名称组成主要性质主要用途其它几种常见合金的组成、性质和用途铝合金含镁10%~30%硬度和强度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业硬铝含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%硬度和强度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业钛合金含铝6%钒4%耐高温、耐腐蚀、高强度用于飞机、宇航、化学工业金合金加入银、铜、稀土元素等有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀金饰品、电子元件、钱币、笔尖制造飞机的材料中大量使用铝合金！铝合金制成的箱子镁铝合金制成笔记本电脑外壳黄金吊坠钛合金镜框

钛合金：Ti、V、Fe、Al等，飞机起落架二、正确选用金属材料思考与交流：某家庭准备装修窗户(计划使用10年),可供选用的材料有:木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由。选用材料时，常常考虑经下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。性能价格制造安装成本

调查内容与结果木材一般适中较高钢铁铝合金塑钢耐用、牢固质轻高强、美观、耐腐蚀保温隔热、隔音降噪适中适中较高较高适中适中选用金属材料时应该考虑的因素：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等小结：选择方案：铝合金实践活动请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止使用铝质饮料罐”谈一谈自己的看法？A、饮料公司老板的心思B、开采铝矿工人的声音C、生产铝质饮料罐工人诉求D、售货员的话E、消费者有话要说F、环保官员的呼吁G、公司回收人员的说法铝制饮料罐可回收利用

据估算，回收一个铝制饮料罐比制造一个新饮料罐节省20%,而且还可以节约金属资源和95%的能源。使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。环境保护是全社会的共识，投身环保，不只是你我的责任。听证会共识：

稀土元素是周期表中原子序数从57～71（从镧至镥，称为镧系元素）15种元素镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，以及钪Sc和钇Y，共17种元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”科学视野用途广泛的稀土金属

我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。

稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但节电效果明显。而且大大提高了照明质量，其生产过程也减少了污染，被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉，才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池，可以充电而无记忆效应，代替了有污染的镍镉电池，被称作无污染的“绿色电池”。它已广泛用于移动电话，笔记本电脑等设备上。各种稀土功能材料，在航空、航天和尖端国防技术上，如雷达