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1、合 金11月月17日（周二）第日（周二）第3节节高二（高二（6）班）班化学公开课 唐兴平1、什么是合金？你日常生活中见到的金属制品中哪些属于合金，试举三个例子。2、为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？思考与交流思考与交流合金合金的的机械、物理和化学性能机械、物理和化学性能往往往往优于优于纯金属纯金属，因此，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类已知的合金达数千种之多。已知的合金达数千种之多。汽车配件汽车配件金属或合金金属或合金使用原因使用原因电线芯电线芯汽车外壳汽车外壳灯丝灯丝发动机发动机排气管排气管铜铜导电性好导电性好延展
2、性好延展性好低碳钢低碳钢易加工易加工,便宜便宜钨钨熔点高熔点高铝合金铝合金密度小、强度大密度小、强度大,耐腐蚀耐腐蚀不锈钢不锈钢耐腐蚀耐腐蚀一、认一、认 识识 合合 金金1、合金的概念、合金的概念 合金是由合金是由两种或两种以上两种或两种以上的金属（或金属的金属（或金属与非金属）与非金属）熔合熔合而成的具有金属特性的物质。而成的具有金属特性的物质。2、合金的性能：合金的性能：(1)(1)硬度硬度较较大大(2)(2)熔点熔点一般比各成分金属一般比各成分金属低低(3)(3)合金的性能可以通过所添加的元素的种类、合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以控制。含量和生成合金的
3、条件等来加以控制。思考：思考： 为什么在纯金属加入其他元素形成合金以为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？金属与合金的结构比较：金属与合金的结构比较：1 1、为什么硬度变大、为什么硬度变大2 2、为什么熔点变低、为什么熔点变低二、使二、使 用用 合合 金金1 1、铁合金、铁合金铁铁合合金金生铁生铁（铁碳合金，含碳（铁碳合金，含碳2%4.3%，硬度大、硬度大、抗压性强抗压性强、性脆，用于制造机座、管道）性脆，用于制造机座、管道）钢钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢高碳钢（高碳钢（硬度硬度较大）较大）中碳钢中碳钢低碳钢（低碳钢（韧性韧性
4、较好）较好）不锈钢（不锈钢（Cr18%,Ni8%）锰钢（增加强度和韧性）锰钢（增加强度和韧性） 含含碳碳0.03%2%，延延展展性性、机机械械性性能能好好，用用于于制制造造机机械械和交通工具。和交通工具。生活中的不锈钢制品生活中的不锈钢制品用锰钢制成的钢轨用锰钢制成的钢轨合金钢中合金元素的作用合金钢中合金元素的作用铬：铬：增强耐腐蚀性和抗氧化性；增强高温强度，增强耐腐蚀性和抗氧化性；增强高温强度，提高高碳钢的耐磨性提高高碳钢的耐磨性锰：锰：防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性钼：钼：减少脆性；增强高温强度；提高红热时的减少脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度
5、和耐磨性等硬度和耐磨性等钨：钨：提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等耐磨性等钴：钴：提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等磁性合金等学与问学与问 P452 2、铝合金、铝合金 向纯铝中加入合金元素如向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属及稀土金属 硬铝：硬铝： Cu 4.0%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%性能：密度小、强度大、抗腐蚀性能：密度小、强度大、抗腐蚀用途：飞机和宇宙飞船用途：飞机和宇宙飞船 铝合金视频铝合金视频3 3、铜合金、铜合金铜铜合
6、合金金黄铜黄铜（CuZn合金，含合金，含Zn20%36%）青铜青铜（CuSn合金，含合金，含Sn10%30%）古代称为药金，密度古代称为药金，密度比黄金小，外观与金比黄金小，外观与金非常相似，常被误认非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，为是黄金。假如是你，你怎样来判别你怎样来判别“药金药金”和黄金？和黄金？视视频频金首饰与纯度表示金首饰与纯度表示资料卡片资料卡片 P47 其成色过去常用其成色过去常用K K数数表示。表示。K K数越高表示数越高表示金会含量越高。如：金会含量越高。如：24K24K（99.5%99.5%以上），以上），18K18K（约（约75%75%）。）。纯金质软纯金质软，不适
7、合直接制造首饰。，不适合直接制造首饰。向纯金中加入一定量的铜或银，可以制成向纯金中加入一定量的铜或银，可以制成硬度较大的硬度较大的金合金金合金，用于制造金首饰等。，用于制造金首饰等。 现在常用现在常用千分数千分数表示。表示。对我国第五套人民币中的硬币涉及到的几个对我国第五套人民币中的硬币涉及到的几个问题进行思考。问题进行思考。思考与交流思考与交流P47第四套人民币中的花卉系列硬币，第四套人民币中的花卉系列硬币，1角菊花币为铝锌合角菊花币为铝锌合金，金，5角梅花币为铜锌合金，角梅花币为铜锌合金，1元牡丹币为钢芯镀镍。元牡丹币为钢芯镀镍。 第五套人民币中的花卉系列硬币，第五套人民币中的花卉系列硬币
8、，1角兰花币从角兰花币从1999年年到到2003年为铝锌合金，年为铝锌合金，2004年未发行，年未发行，2005年到年到2008年为不锈钢。年为不锈钢。5角荷花币材质为钢芯镀铜。角荷花币材质为钢芯镀铜。1元菊花币元菊花币为钢芯镀镍。这一套硬币就是现在最常用的流通硬币。为钢芯镀镍。这一套硬币就是现在最常用的流通硬币。 （1）铸造硬币的合金应该具有什么性质）铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？为什么？应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也不能太硬，否则，硬币上铸造硬币的合金也不能太
9、硬，否则，硬币上的图案和数字不易被压印出来，的图案和数字不易被压印出来，o一元：钢芯镀镍o五角：钢芯镀铜o一角：铝合金 （2）从）从1元、元、5角和角和1角硬币的材质不同能得角硬币的材质不同能得出什么结论？出什么结论？三种金属的价值：镍铜铝三种金属的价值：镍铜铝合金的价值应低于其面值，如果高于面值，合金的价值应低于其面值，如果高于面值，人们可能把硬币收藏起来或高价出售，而人们可能把硬币收藏起来或高价出售，而不当货币使用，等等。不当货币使用，等等。（3）合金的实际价值与该硬币的面值）合金的实际价值与该硬币的面值应符合什么关系？应符合什么关系？4 4、新型合金、新型合金 储氢合金可储氢合金可用于以
10、用于以H H2 2为燃为燃料的汽车。料的汽车。 由钛、钒、铁、铝组成的由钛、钒、铁、铝组成的钛合金钛合金常常用于制造飞机的起落架用于制造飞机的起落架 喷气式飞机喷气式飞机的发动机片是的发动机片是由镍、铁、碳由镍、铁、碳和钴组成的和钴组成的镍镍合金合金制造的，制造的，能承受能承受12001200的高温。的高温。o储氢合金储氢合金o钛合金钛合金o耐热合金耐热合金o记忆合金记忆合金o泡沫金属泡沫金属4 4、新型合金、新型合金合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变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，温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有
11、这种特殊功能的合金称为形状记忆合人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。金。形状记忆合金：形状记忆合金：o形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示(a) (a) 原始形状原始形状(b) (b) 拉拉 直直(c) (c) 加热后恢复加热后恢复 原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝（原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝（a a）经拉直后）经拉直后（b b），只要放入盛有热水的烧杯中，合金丝就会迅），只要放入盛有热水的烧杯中，合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状（速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状（c c）。）。o形状记忆合金不仅单次形状记忆合金不仅单次“
12、记忆记忆”能力几乎可能力几乎可达百分之百，即恢复到和原来一模一样的形达百分之百，即恢复到和原来一模一样的形状，更可贵之处在于这种状，更可贵之处在于这种“记忆记忆”本领即使本领即使重复重复500万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。万次以上也不会产生丝毫疲劳断裂。因此，形状记忆合金享有因此，形状记忆合金享有“永不忘本永不忘本”、“百折不挠百折不挠”等美誉，被比作一个人应具有的等美誉，被比作一个人应具有的永不变节、坚贞不屈的精神和气节。永不变节、坚贞不屈的精神和气节。永不忘本的金属o形状记忆合金（形状记忆合金（a）能撑起自重）能撑起自重100倍以上倍以上的重量，马达（的重量，马达（b）的驱动力可达自重的
13、）的驱动力可达自重的50倍，而蚂蚁（倍，而蚂蚁（c）和人（）和人（d）则分别是）则分别是20倍倍和和2倍。倍。（a a）记忆合金（）记忆合金（b b）马）马 达（达（c c）蚂）蚂 蚁（蚁（d d） 人人 名副其实的大力士月球上使用的形状记忆合金天线月球上使用的形状记忆合金天线 （a a）原始形状（）原始形状（b b）折成球形装入登月舱（）折成球形装入登月舱（c c）太阳能加热后）太阳能加热后科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了科学家用当时刚刚发现不久的形状记忆合金丝制成了如图（如图（a a）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船）所示的抛物线形天线。在宇宙飞船 发射之前，发射之前，首先将抛
14、物面天线折叠成一个小球，如图首先将抛物面天线折叠成一个小球，如图 （ b b ）所示，）所示，这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱这样很容易就能装进宇宙飞船上的登月舱内。当登月舱在月球上成功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加在月球上成功着陆后，只需利用太阳的辐射能对小球加温，折叠成球形的天线因具有形状温，折叠成球形的天线因具有形状 “ “ 记忆记忆 ” ” 功能便功能便会自然展开，恢复到原始的抛物面形状，如图会自然展开，恢复到原始的抛物面形状，如图 （ c c ）所示所示 。 医用腔内支架的应用原理示意医用腔内支架的应用原理示意（a a）预压缩）预压缩 （b b）受热扩张后（）受
15、热扩张后（c c）植入腔道内效果）植入腔道内效果在医学上的应用在医学上的应用o泡沫金属泡沫金属资料卡片资料卡片 P48【教材习题【教材习题P484】下列物品使用的合金种】下列物品使用的合金种类类o防盗门：o门锁：o钥匙：o饰物：o飞机外壳：o手术刀：铁合金铁合金铁合金铁合金 铜合金铜合金铁合金铁合金 铜合金铜合金 铝合金铝合金金或铂合金金或铂合金铝合金铝合金不锈钢不锈钢3.有关合金的叙述正确的是有关合金的叙述正确的是A.合金的密度比各成分金属小合金的密度比各成分金属小 B.合金的抗腐蚀性能都很好合金的抗腐蚀性能都很好C.合金的导电性能比各成分金属强合金的导电性能比各成分金属强 D.多数合金比成
16、分金属熔点低多数合金比成分金属熔点低,硬度大硬度大1.下列物质中下列物质中,不属与合金的是不属与合金的是 A硬铝硬铝 B.黄铜黄铜 C. 钢铁钢铁 D. 水银水银2.适宜于制作不锈钢用具的钢是适宜于制作不锈钢用具的钢是A. 低碳钢低碳钢 B. 中碳钢中碳钢 C. 高碳钢高碳钢 D. 合金钢合金钢4.铝镁合金因坚硬轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新铝镁合金因坚硬轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑材料型建筑材料,主要用于制作空框、卷帘门、防护栏等主要用于制作空框、卷帘门、防护栏等.下列与下列与这些用途无关的性质是这些用途无关的性质是A. 不易生锈不易生锈 B. 导电性好导电性好 C. 密度小密度小 D. 强度高强度高
