第四节用途广泛的金属材料

第四节用途广泛的金属材料第1页，课件共27页，创作于2023年2月合金的广泛应用第2页，课件共27页，创作于2023年2月一、金属元素的概述1、金属元素的种类2、金属元素在周期表中的位置和结构特点（1）位置：（2）结构特点：最外层电子数：一般少于4个。第3页，课件共27页，创作于2023年2月3、金属单质的物理通性状态：汞是液体，其余为固体颜色：大多为银白色，少数有特殊颜色，块状金属有金属光泽。密度、硬度、熔点：不同金属差别较大有延性和展性，导热性和导电性金属的化学性质：

M-ne-=Mn+、(粉末状的一般呈暗灰色或黑色）第4页，课件共27页，创作于2023年2月4、金属的差异性：金属的密度、硬度和熔点等性质的差别却很大。5、金属的分类：（1）重金属和轻金属；（2）常见金属和稀有金属；（3）有色金属和黑色金属。第5页，课件共27页，创作于2023年2月金属黑色金属有色金属(通常包括铁、锰、铬以及它们的合金)应用最广的金属1、重要的黑色金属材料钢铁2、几种有色金属材料:金、银、铜第6页，课件共27页，创作于2023年2月金属元素之最①密度最大的金属是锇（Os）；②硬度最大的金属是铬（Cr）；③熔点最高的金属是钨（W）；④熔点电低的金属是汞（Hg）；⑤延性最好的金属是铂（Pt）；⑥展性最好的金属是金（Au）；⑦地壳中含量最多的金属是铝；⑧杀菌能力最强的是银；⑨最活泼的金属是铯；最稳定的是金。第7页，课件共27页，创作于2023年2月我们很少使用纯金属，而主要使用合金。铝合金锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁第8页，课件共27页，创作于2023年2月二、常见合金的重要应用1、合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。

硬度大于各成分金属

熔点低于各成分金属一般来说，第9页，课件共27页，创作于2023年2月铜合金所含主要元素

性能

用途

青铜

黄铜

白铜CuSnPbCuZnCuNiZn

硬而脆，强度大耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。不易生铜绿零件轴承齿轮

仪表日用品精密仪器装饰品青铜是我国最早使用的合金

铜合金第10页，课件共27页，创作于2023年2月１、铜合金：我国使用最早的合金青铜（含锡、铅）司母戊鼎青铜：主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。第11页，课件共27页，创作于2023年2月黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。第12页，课件共27页，创作于2023年2月工业上常用铜合金来制造各种机械零件第13页，课件共27页，创作于2023年2月马踏飞燕麒麟斗牛象尊第14页，课件共27页，创作于2023年2月钢第15页，课件共27页，创作于2023年2月2、铁合金生铁钢（含碳量在2％～4.3％之间,还含硅、锰及少量硫、磷）碳素钢{低碳钢（含碳0.3％～0.6％）高碳钢（含碳0.03％～0.3％）中碳钢（含碳0.6％～2％）合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。钢:用量最大,用途最广的合金根据含碳量第16页，课件共27页，创作于2023年2月铝合金特点：密度小，强度大第17页，课件共27页，创作于2023年2月其它几种常见合金的组成、性质和用途名称组成主要性质主要用途铝合金含有10%~30%的镁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、笔尖第18页，课件共27页，创作于2023年2月（1）形状记忆合金新型材料（2）储氢合金（3）轻质合金（4）超耐热合金第19页，课件共27页，创作于2023年2月科学视野：用途广泛的稀土金属

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧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，共17个元素。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。”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。——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；——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、

第20页，课件共27页，创作于2023年2月钇和镧、钕等元素。

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、体育场馆和第21页，课件共27页，创作于2023年2月

高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但第22页，课件共27页，创作于2023年2月复合型材料

能将全波段的紫外光(UV-A320-390nm、UV-B280-320nm、UV-C280nm以下)全部吸收，转化为对生命体无害的绿光，及对植物生长有利的蓝、红光。稀土高分子发光材料第23页，课件共27页，创作于2023年2月其部分实物图如下所示：吸收紫外光稀土高分子发光材料第24页，课件共27页，创作于2023年2月科学视野：第25页，课件共27页，创作于2023年2月不锈钢拓展知识面：为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬不锈钢含铬为18%，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。第26页，课件共27页，创作于2023年2月