3.2.1金属材料 课件高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章铁金属材料第二节金属材料课时1合金铁合金新型合金

你知道这些硬币的材料有什么不一样么？

钢芯镀镍铝合金钢芯镀铜学习目标1.了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异2.以铁合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念合金的认识1.定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质.①合金熔合的过程是物理变化过程

②合金是混合物而不是纯净物③合金至少含有一中金属，可能含有非金属④金属、合金均属于金属材料金属材料合金纯金属几千种84多种2、合金的性质（1）物理性质：①硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度____。②熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点____。大低保险丝（熔点：70℃）12.5%锡 232.1℃50%铋271.4℃25%铅327.7℃③导电性、导热性低于任一组分金属。（2）化学性质：部分合金增强了其抗腐蚀能力合金的结构、性质和应用宏观性质硬度熔点........微观结构原子大小和排列决定决定用途掺杂其他原子形成合金纯金属只有一种金属原子，排列很整齐合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则结构性质决定反映合金的物理性质通常不同于它的成分金属！合金的化学性质通常相同于它的成分金属！例1人类的日常生活中离不开合金，下列物质中不属于合金

的是()A．用于门窗框架上的硬铝B．用于冶炼金属铁的赤铁矿C．用于生产铁锅的生铁D．用于制造手术刀的不锈钢解析：硬铝是铝和铜、镁等熔合而成的合金；赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁属于氧化物；生铁和不锈钢是铁和碳等物质形成的合金。B例2下列关于合金的说法正确的是（

）

①合金只能由两种或两种以上的金属组成

②合金具有金属特性

③碳钢和生铁的主要成分相同，故性能相同

④改变原料的配比及生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金

A．②③

B．②④

C．①②

D．①④解析：①合金可由两种或两种以上的金属或者金属与非金属熔合而成，故错误；②合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，故正确；③碳钢和生铁含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此两者的性能不同，故错误；④合金的性质与合金的原料配比以及制造工艺有关，所以改变原料的配比、变更制造合金的工艺，可以制得具有不同性能的合金，正确；故选：B。B

资料卡片

铁是人体中必需的微量量元素中含量最高的一个，中国营养学会建议成人每天铁摄入量为10-20mg。

铁锅遇到酸性食物，产生的Fe2+并进一步氧化成Fe3+，可以增加食物中的含铁量，对补铁有微小的作用。纯铁：质地较软，易生锈思考：如何增大它的硬度和耐腐蚀性呢？生铁铸造的下水井盖不锈钢制造的地铁列车车体不锈钢餐具【铁合金】主要由碳元素和铁元素，以及少量其他元素融合而成的合金。生铁：含铁和碳（0.2％～4.3％）钢：含铁和碳（0.03％～2％）铁合金纯铁丝和钢丝都为铁制品，为什么硬度不同？铁合金碳素钢钢含碳量不同强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等0.3%<ω(c)<0.6%中碳钢ω(c)<0.3%韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等低碳钢硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹篢和刀具等高碳钢ω(c)>0.6%含碳量越高，韧性越差，硬度越高。思考：如何提高纯铁的硬度？加碳在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。合金钢(特种钢)钢Fe+C+Ni+Cr.....=不锈钢

碳素钢+合金元素C%（<0.3）C%（0.3~0.6）C%（>0.6）

低碳钢中碳钢高碳钢合金钢钢生铁铁合金思考：综上所述，金属的性能可通过哪些方式加以调节？改变元素种类、含量等方式加以调节不锈钢性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。超级钢P81【科学·技术·社会】性能：强度很大且耐磨，在应用时能够实现钢板的轻薄化。用途：汽车、航空和航天等领域。储氢合金记忆合金钛合金耐热合金近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。例如：新型合金储氢合金组成：常见以Mg,Ti,Nb,V,Zr和稀土类金属为主，

添加Cr,Fe,Mn,Co,Ni,Cu性质：易活化，吸氢量大；用途：贮存氢气一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti­Fe合金、La-­Ni合金等，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。了解储氢合金工作原理常温、常压吸收H2升温或减压释放H2储氢合金金属氢化物钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。其他新型合金钛合金组成：以钛为基础加入其他金属元素（常有：钼、钒、铬、锰、铜、铁、硅等）性质：强度高

热强度高、抗腐蚀性好用途：航天器的燃料贮箱、构架和火箭壳体，人造地球卫星、登月舱、载人飞船和航天飞机。耐热合金组成：以镍为基础加入Fe,C,Co性质：耐高温用途：航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件记忆合金低温下把半球形天线变形缩小体积装入登月舱组成：镍（Ni）-钛(Ti)形变条件：温度性能：形变后遇高温（或低温）恢复形状。形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人合金的结构、性质和应用性质物理、化学、机械性能熔合条件组成结构元素种类、含量决定决定用途时间、温度等相应应用领域例1关于生铁和钢的区别正确的是（）

A．生铁属于纯净物，钢属于混合物

B．生铁比钢的含碳量更高

C．生铁比钢弹性更好

D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳解析：A．生铁也是混合物，且含碳量更高，A错误；B．生铁比钢的含碳量更高(生铁：>2%，钢：0.03-2%)，B正确；C．钢弹性更好，C错误；D．钢中含碳，D错误。故答案：B。B例2社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关

说法中错误的是（

）

A．合金为纯净物，具有许多优良的物理、化学或机械性能

B．不锈钢是最常见的一种合金钢，不容易生锈。

C．商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一

D．近年来，人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等A解析：A．合金是混合物，具有许多优良的物理、化学或机械性能，A错误；B．不锈钢是最常见的一种合金钢且不容易生锈，B正确；C．后母戊鼎是我国较早使用的铜制品之一，C正确；D．随着社会的发展，人们设计和合成了许多新型合金，如储氢合金、钛合金等，D正确；故答案选A。例3下列说法正确的是（

）

A．合金一般由多种元素组成，属于化合物

B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼

C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用于新能源汽车行业

D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大D解析：合金是属于混合物，A错误；常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝和空气中氧气生成一层致密的氧化膜，B错误；合金具有在吸氢化学反应时放出大量热，而在放氢时吸收大量热，新型储氢合金吸氢是化学变化，C错误；合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，原子层之间的相对滑动变得困难。一般合金比纯金属硬度更大、更坚固，D正确。例4我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下面有关合金的说法正确的是()A.钛合金是一种新型金属单质 B.钛合金熔点比钛金属高C.钛合金的硬度与钛单质相同 D.青铜、合金钢和硬铝都是合金D例5下列关于新型合金材料说法不正确的是()A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料B.钛