用途广泛的金属材料高一化学精美课件

新教材第三章铁金属材料金属材料第二节第1课时金属和合金材料的分类材料化学组成使用性能应用对象金属材料无机非金属材料

有机高分子材料

复合材料结构材料——力学性能；功能材料——光、电、磁、热、声特性和效应信息材料、能源材料、生物材料、建筑材料金属材料的发展历史商朝：司母戊鼎东汉：马踏飞燕鸟巢体育馆和谐号动车春秋：铜柄铁剑神州飞船人类使用材料的进化顺序石器时代铜器时代铁器时代冶金工业除黑色金属以外的其他金属及其合金黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金有色金属材料：轻金属：重金属：密度金属材料的分类：ρ<4.5g/cm3如K、Na、Mg、Al、Ca等ρ>4.5g/cm3如Fe、Cu、Ba、Ag、Au等常见金属：稀有金属：通常如Fe、Cu、Al、Mg等如Mo、Ta、Nb等贵金属：金、银、铂在日常生产、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由金属材料制成的。它们是纯金属做的吗？铝合金锅钛合金羽毛球拍镍合金门锁我们很少使用纯金属，而主要使用合金。问题：1.什么是合金？合金有哪些优良的性能？

2.常见的合金是怎样分类的？它们有哪些用途？1.定义:由两种或两种以上的_____与_____(或_______)熔合而成的具有_________的物质。金属金属非金属金属特性【微点拨】合金是混合物，但合金中各成分金属的化学性质不变。合金属于

物。混合一、合金合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。①硬度和强度：一般比它的各成分金属的

。大例如:镁铝合金强度大，硬度也大，可作建筑材料。⒉特性：一、合金合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。①硬度和强度：一般比它的各成分金属的

。大例如:镁铝合金强度大，硬度也大，可作建筑材料。②熔点：一般比它的各成分金属的

.低钠、钾合金常温下呈液态，可用于原子反应堆的导热剂⒉特性：焊锡(183℃)67%锡(232.1℃)33%铅(327.7℃)保险丝(70℃)12.5%锡(232.1℃)50%铋(271.4

℃)25%铅(327.7℃

)③使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。一、合金为什么合金的硬度一般高于各成分金属？课本P73第三自然段提示:纯金属所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金硬度变大。掺杂其他原子改变了金属原子有规则的层状结构纯金属内原子的排列十分规整合金内原子层之间的相对滑动变得困难结构决定性质为什么合金的硬度一般高于各成分金属？课本P73第三自然段【正误立判】1.合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。()分析：错误。合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的，因此合金中可能存在非金属元素。2.生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。()分析：正确。生铁是一种铁合金，一般来说，合金的熔点比成分金属低，但硬度和机械强度比成分金属高。×√3.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。()分析：错误。合金形成后会影响成分金属的物理性质，但不改变成分金属的化学性质。4.合金性能一定比纯金属好。()分析：不一定。如合金导电性能不如纯金属。××根据以上数据判断其中不能形成合金的是(

)A.Cu和Al B.Fe和Cu

C.Fe和Na D.Al和Na练.所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：

NaCuAlFe熔点(℃)97.510836601535沸点(℃)883259522003000解析:两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。C1083→22001535→2595660→883(1)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起。[关于合金注意点](2)合金并不只含有金属元素，部分合金中还含有非金属元素。合金中的非金属元素主要有碳、硅等。(3)合金中各成分金属的化学性质不变二、铁合金阅读课本P73-74“铁合金”内容【思考与交流】1.铁合金可以分为什么，分类依据是什么？2.不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各有什么用途？铁的合金

生铁

钢C%不同2%－4.3%0.03%－2%其它杂质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。二、铁合金铁合金的分类：二、铁合金铁合金的分类：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：钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低.根据含碳量不同0.03%~2%铁合金也叫特种钢.在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等一种或几种元素,组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能钢碳素钢：合金钢：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，韧性特强在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素铁和碳的合金钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低.教材P74资料卡片不锈钢性能：在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。用途：生活中常见的医疗器械、容器、炊具等;

有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。合金元素：主要是

铬(Cr)和镍(Ni)名称主要合金元素主要特性主要用途锰钢铁、锰韧性好，硬度大钢轨、轴承、钢磨、挖掘机铲斗、坦克装甲不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、容器、炊具硅钢铁、硅导磁性好变压器、发电机和电动机中的铁芯钨钢铁、钨耐高温、硬度大刀具合金钢不锈钢炊具钨钢钻头生铁下水井盖超级钢锰钢锰钢制成的钢轨思考与讨论：在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示?与同学讨论。【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容研制新材料合金性质合金用途决定决定合金结构定量研究对组成元素定性研究补充拓展：铜合金补充拓展：铜合金1.青铜2.黄铜3.白铜4.锰铜铜合金的种类很多，常见的有：（主要含Cu、Sn、Pb）（主要含Cu、Zn）（主要含Cu和Ni）（主要含Cu和Mn）1.青铜（主要含Cu、Sn、Pb）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。是我国使用最早的合金1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。2.黄铜（主要含Cu、Zn）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。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器、装饰品，钱币。

3.白铜（主要含Cu和Ni）

4.锰铜:具有极高的电阻工业上常用锰铜来制造各种机械零件黄铜是用铜、锌合金制成，古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。下列不能用于判别“药金”和黄金的是()A.测定密度B.放入HNO3溶液中C.放入HCl溶液中D.观察外观D钛合金耐热合金形状记忆合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域三．新型合金P77储氢合金储氢合金氢气与汽油两用车上的储氢装置储氢合金NiLa5氢燃料电池汽车上的储氢罐

储氢合金钛及钛合金“发现”号航天飞机飞机起落架钛金属腕表钛及钛合金钛合金镜框

耐热合金喷气式飞机的发动机叶片“形状记忆”合金“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。低温下用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线

泡沫合金泡沫镍合金泡沫铝合金稀土元素包括原子序数从

至

的15种元素以及钪、钇，共有

种元素。如在合金中加入适量的稀土金属，就会大大改善合金的性能，被称为冶金工业的维生素。稀土金属可以制造引火合金、永磁材料、超导材料、纳米材料和催化剂等，而被称为“神奇的新材料宝库”。P78

科学视野——用途广泛的稀土金属175771D1．只含有下列成分的物质一定不是合金的是() A．Fe、C B、Cu、Zn C、Al、Cu D、C、Si2、现在，我国用量最多、用途最广的合金是(

)A．钢B．青铜C．铝合金D．塑料制品A3．下列物质不属于合金的是(

)A．硬铝B．黄铜C．钢铁D．水银D4、关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是(

)A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同B5.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是()A.用来作保险丝B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门A其熔点高，不适合作保险丝，故A不切合实际6.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的A.硬度适中

B.密度适中C.在