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1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题1 金属材料金属材料【学习目标】【学习目标】1、了解常见金属的物理性质和用途。、了解常见金属的物理性质和用途。2、理解合金的概念。、理解合金的概念。【学习重点学习重点】铁、铝、铜等金属和合金的铁、铝、铜等金属和合金的重要性质和用途。重要性质和用途。自学指导：自学指导：（一）几种重要的金属（一）几种重要的金属1 1、人类使用铁器、铜器、铝器、石器的、人类使用铁器、铜器、铝器、石器的先后顺序是先后顺序是 。2 2、世界上年产量最高的金属是、世界上年产量最高的金属是，其次是其次是 ，再次是，再次是 。3、 金属的物理性质共性：金属的物理性质共性：
2、 常温下，大部分为常温下，大部分为 体（体（ 是液体），有是液体），有 光泽；光泽； 大多数金属呈大多数金属呈 色，（铜为色，（铜为 色，金为色，金为 色）；色）； 有良好的有良好的 性、性、 性、性、 性；性； 密度密度 ，熔点，熔点 。特性：特性： 导电、导热性能最好的金属导电、导热性能最好的金属 ； 硬度最高的金属硬度最高的金属 ； 熔点最高的金属熔点最高的金属 ；熔点最低的金属；熔点最低的金属 ； 密度最大的金属密度最大的金属 ；密度最小的金属；密度最小的金属 。问：问：请根据你的经验请根据你的经验, 说出你所知道最常见的金属说出你所知道最常见的金属有哪些有哪些? 铁铁Fe 铜铜Cu
3、铝铝Al 金金Au 银银Ag 它们都是金属材料它们都是金属材料由由纯金属纯金属或者或者合金合金制成制成2、在生活中，应用最广泛的金属（按使用历史长短，括号、在生活中，应用最广泛的金属（按使用历史长短，括号内填写最早使用历史时期）依次是内填写最早使用历史时期）依次是_（ ）、）、_（ ）、）、_（ ）；）； 目前，产量居前三位的金属依次是目前，产量居前三位的金属依次是_。 一、几种重要的金属一、几种重要的金属合金合金纯金属纯金属金属金属材料材料1、铜铜 商代商代铁铁 春春秋战国秋战国 铝铝 一百多年一百多年铁、铝、铜铁、铝、铜3、了解人类社会使用材料的历史、了解人类社会使用材料的历史石器时代石器
4、时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝的利用铝的利用钛的利用钛的利用请根据这些物质的用途说出它们的性质？请根据这些物质的用途说出它们的性质？戒指戒指灯泡和电线灯泡和电线高压锅高压锅铜片铜片铜丝铜丝铁夹铁夹4、金属共同的物理性质、金属共同的物理性质常温下它们都是固体（汞除外）常温下它们都是固体（汞除外）有金属光泽有金属光泽大多数为电和热的优良导体大多数为电和热的优良导体有延展性有延展性密度较大密度较大熔点较高熔点较高问：问：请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝? 不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物
5、理性物理性质质 差别也较大。例如大多数金属都是银白色的，差别也较大。例如大多数金属都是银白色的， 但铜却呈但铜却呈 ，金呈，金呈 。在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。紫红色紫红色液体液体（P P4 4资料资料）地壳中含量最高的金属元素）地壳中含量最高的金属元素 铝铝Al人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素 钙钙Ca目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 铁铁Fe导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 银银Ag硬度最高的金属硬度最高的金属 铬铬Cr 熔点最高的金属熔点最高的金属 钨钨W 熔点最低的金属熔点最低的金属 汞汞Hg 密度
6、最大的金属密度最大的金属 锇锇Os密度最小的金属密度最小的金属 锂锂Li铜呈紫红色，铝呈银白色铜呈紫红色，铝呈银白色黄色黄色讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标作标准准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)
7、熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？答：因为铁的硬度比较大，而铝的硬度较小，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比
8、较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标作标准准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)2
9、 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨
10、铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)3 . 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？钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的
11、导电性为以银的导电性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)4 .为什么有的铁制品如
12、水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬也使水龙头美观大镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。方。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。通过以上讨论，请说出你得到的结论：通过以上讨论，请说出你得到的结论：考虑物质的用途时，首先要考虑物质的考虑物质的用途时，首先要考虑物质的 ，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质1、价格，、价格，2、资源，、资源，3、是否美观，
13、、是否美观，4、是否便利，、是否便利，5、废料是否易于回收，废料是否易于回收，6、对环境的影响、对环境的影响请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观易加工美观易加工我们的生活与金属密切关系，填空我们的生活与金属密切关系，填空: :日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的银白色金属是的银白色金属是_，温度计中填充的，温度计中填充的金属是金属是_。家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有料柄，这说明铁具有_性，铁能拉
14、性，铁能拉成铁丝，说明铁具有成铁丝，说明铁具有_性。性。银银(Ag)汞汞(Hg)导热导热延展延展（二）合金（二）合金1、金属材料包括、金属材料包括_以及它们的以及它们的_。2、合金的定义：在金属中加热熔合某些、合金的定义：在金属中加热熔合某些_或或_，而制得的，而制得的_。3、生铁和钢都是、生铁和钢都是_的合金。的合金。生铁的含碳量为生铁的含碳量为_ ；钢的含碳量为；钢的含碳量为_。4、合金的特性：比组成它的纯金属，熔点、合金的特性：比组成它的纯金属，熔点 ，强度和硬度强度和硬度 ，抗腐蚀性能，抗腐蚀性能 。问：钢铁是一种物质吗？问：钢铁是一种物质吗？ “百炼成钢百炼成钢”蕴涵的化学原理蕴涵的
15、化学原理是什么？是什么？合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合形成的有形成的有金属特征金属特征的物质。的物质。二、合金二、合金如：铁的合金（生铁、钢），铜合金，铝合金，钛合金如：铁的合金（生铁、钢），铜合金，铝合金，钛合金请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，请同学们阅读课本中关于铁的合金（生铁和钢）的内容，然后回答下列问题然后回答下列问题1.生铁、钢、铁分别属于什么物质？生铁、钢、铁分别属于什么物质？2.生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？生铁和钢的组成有哪些相同点和哪些不同点？3.生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？生铁和钢
16、相比纯铁来说，性能有哪些优越性？【实验实验8-18-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较（铝合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。它们的硬度。性质性质比较比较现现 象象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽光泽和和颜色颜色硬度硬度结论结论有光泽有光泽黄色黄色有光泽有光泽紫红色紫红色有光泽有光泽银白色银白色有光泽有光泽银白色银白色黄铜比铜黄铜比铜硬硬硬铝比铝硬铝比铝硬硬合金与组成金属的物理性质有差合金与组成金属的物理性质有差异异注意：合金的硬度注意：合金的硬度一般一般大于其组成的金属大于其组成的金
17、属讨论：讨论：查阅资料，了解查阅资料，了解焊锡焊锡（锡铅合金）和（锡铅合金）和武德合金武德合金（铅、（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？你能得到什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/32732127123218370启示启示合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。化学和机械加工性能，适合于不同的用
18、途；等等。焊锡主要用于焊锡主要用于焊接金属焊接金属等；武德合金（组成金属的质量分等；武德合金（组成金属的质量分别为别为50%铋、铋、25%铅、铅、13%锡和锡和12%镉）可用于制镉）可用于制电路保除电路保除丝丝等。等。结论：合金与纯金属相比结论：合金与纯金属相比更大的硬度更大的硬度较低的熔点较低的熔点更高的强度更高的强度(韧性好韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐压打耐拉伸、耐弯曲、耐压打)更好的抗腐蚀性能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所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种，但人余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成和质量比按一定组成
19、和质量比制得的制得的合金合金已达几千种。已达几千种。二十一世纪的金属材料钛和钛合金 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等。用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等。 钛合金与
20、人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造，因此可用来制造人造骨等人造骨等 拓展：合金的形成条件：当两种金属形成合金时，其中任拓展：合金的形成条件：当两种金属形成合金时，其中任一金属的一金属的_不能高于另一金属的不能高于另一金属的_。熔点熔点 沸沸点点例：制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属例：制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金合金不宜不宜采用上述方
21、法制取的是（采用上述方法制取的是（ ）金属金属NaMgAlCuFe熔点熔点/97.564966010831535沸点沸点/8831090246725672750A、Fe Cu合金合金 B、Mg Cu合金合金 C、Na Al 合金合金 D、Na Fe 合金合金D介绍形状记忆合金介绍形状记忆合金观看家庭小实验（淬火、回火）观看家庭小实验（淬火、回火）学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，
22、密度较大，熔点较高。延展性，密度较大，熔点较高。2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。于回收和对环境的影响等多种因素。 3.金属材料包括铁、铝、铜等金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金纯金属和合金。在金属中加。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改热熔合某些金属或非金属而制得的合金，
23、其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。1铝与铁相比，具有哪些优良的性质？铝与铁相比，具有哪些优良的性质？（从熔点、硬度、密度、强度、导电、导热性和抗腐蚀性来考虑）密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性等。较好的延展性等。2你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。物品物品选用材料选用材料理由理由外科手术刀外科手术刀防盗门防盗门门锁门锁
24、自行车支架自行车支架不锈钢不锈钢硬硬 铝铝青青 铜铜锰锰 钢钢抗腐蚀性能好抗腐蚀性能好硬度大，耐腐蚀硬度大，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀韧性好，易加工韧性好，易加工3科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点2500密度密度3g/cm3强度强度与钢相似与钢相似导电性导电性良好良好导热性导热性良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性优异优异这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。想这种金属的可能用途。用于航空航天，制造火箭、飞机等；用于航空航天，制造火箭、飞机等；作船舶外作船舶外壳；壳；作通讯设备；作通讯设备；制厨房设备等。制厨房设备等。4人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是（这一事实与下列因素有关的是（ ） A、地壳中金属元素的含量、地壳中金属元素的含量 B、金属的延展性、金属的延展性 C、金属的导电性、金属的导电性 D、金属冶炼的水平、金属冶炼的水平D课间活动请同学们注意安全课间活动请同学们注意安全安全小贴士
