2023-2024学年九年级下册化学人教版 8.1 金属材料

课题1金属材料看一看家里的厨房用具，比如锅、壶、刀、勺等，你会发现它们大多是由金属材料制成的。这些金属材料有的是纯金属，有的是它们的合金。在日常生活中，合金被我们大量地使用。比如我国的运输机，它的制造材料就有大量的合金材料，那么为什么不用纯金属呢？使用合金材料的好处在哪里？想要把“神舟”飞船送入太空，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，火箭尾部就得承受四千摄氏度以上的高温。所以需要选择耐高温的合金材料。1.通过学习知道什么是金属材料，了解金属材料的发展史。2.通过学习知道常见金属的物理性质和用途，知道性质和用途的关系。3.了解在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金。4.了解生铁和钢等重要合金以及合金比纯金属具有更广泛的用途。金属材料的种类我们身边的金属随处可见，而金属材料又有纯金属和合金之分。一、金属材料金属材料的发展史金属材料的发展经历了石器时代、青铜时代和铁器时代。几种重要的金属铁是目前世界产量最高的金属。纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属，用于制发电机和电动机的铁芯，铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等，是工业上所说的“黑色金属”之一。其实纯净的生铁是银白色的，铁被称为“黑色金属”是因为铁表面常常覆盖着一层主要成分为黑色四氧化三铁的保护膜。铝是一种银白色金属，重量轻，具有良好延展性、导电性、导热性、耐热性和耐辐射性。铝在空气中其表面会生成致密的氧化物薄膜，从而使铝具有良好的耐蚀性。铝的利用仅有100多年，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。铜是一种呈紫红色光泽的金属，稍硬，极坚韧，耐磨损，有很好的延展性、较好导热性、导电性和耐腐蚀能力。由于铜在自然界储量非常丰富，性能优良，且加工方便，在中国有色金属材料的消费中仅次于铝，被广泛地应用于电气、机械制造、建筑工业、交通运输等领域。钛是一种银白色的过渡金属，具有高熔点、高比强度、良好的抗腐蚀能力和无毒害的特性。钛金属在地球上储量丰富，被广泛应用于航空航天、石油化工、国防军工和医疗生物等高端领域。钛金属与人体组织和血液有很好的相容性，是最亲人体的金属。看一看下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出是利用金属的哪些物理性质？二、金属的物理性质·有光泽·能导电·能导热·有延展性，能压成薄片·有延展性，能拉成丝·能够弯曲金属的物理性质金属的物理性质为常温下多为固体（汞为液体），具有金属光泽，多为银白色（铜为红色，金为黄色），具有良好的导电性、导热性、延展性，熔沸点较高，密度和硬度较大。几种重要金属的物理性质1、纯铁具有银白色的金属光泽，质软，有良好的延展性，是电和热的良导体。2、铝具有银白色的金属光泽，具有良好的延展性、导电性和导热性。3、铜具有紫红色的金属光泽，具有良好的延展性、导电性和导热性。金属之最1、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。2、为什么灯泡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？钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化，灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。3、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的成本比铜高。金属光泽导电性导热性延展性硬度大金属的物理共性熔沸点高固体合金是两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成具有金属特性的物质。合金至少是以下三种中的一种：元素形成的单一相固态溶液，许多金属相形成的混合物，金属形成的金属互化物。固态溶液的合金其微结构有单一相，部分为溶液的合金则是有二相或二相以上，其分布可能是匀相，也可能不是匀相，依材料冷却过程的温度变化而定。金属互化物一般会有一种合金或纯金属包在另一种纯金属内。三、合金几种常见的合金材料铁合金：铁合金分为生铁（含碳量为2%—4.3%）和钢（含碳量为0.03%—2%）。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。钢有良好的延展性，机械性能好，用于制造机械和交通工具。钢又分为碳素钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢）和合金钢（如不锈钢等，不锈钢的合成元素为铬和镍）。

铝合金：以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63～2.85g/cm³，有较高的强度，强度接近高合金钢，刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。铝合金：硬铝（Al、Cu、Mg、Si）是用来制造飞机和宇宙飞船的理想材料。超硬铝合金可用来制造火箭外壳、飞船等。形状记忆合金：合金的形状被改变之后，一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。钛合金：指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属。钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金。合金与纯金属的色泽和硬度的比较四、合金的性质合金与纯金属的熔点的比较合金与纯金属相对比有许多优点。1.更大的硬度。2.较低的熔点。3.更高的强度（韧性好、耐拉伸、耐弯曲）。4.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。常见合金的成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜锰钢铁、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1.关于钢的说法不正确的是（）A．钢是纯净物B．钢是铁合金C．钢的含碳量低于生铁D．钢的性能优于生铁A2.下列有关铁的说法错误的是（）A.地壳中铁元素含量排在第四位B.铁的年产量不如铝C.铁锅用来炒菜是因为铁是热的良导体，且可补充铁元素D.生铁的含碳量比钢的含碳量高B3.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.合金一定是金属和金属熔合而成的物质D.硬铝、黄铜和钢均为合金C4.铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜