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1、第八单元 金属和金属材料课题课题1 金属材料金属材料 教学目标教学目标1.了解金属的共同的物理性质2.了解金属的性质决定金属的用途3.了解常见的合金（铝合金，生铁和钢）4.会利用图表知识进行归纳和解决实际问题5.能利用所学知识正确选择和利用金属材料图图81 东汉晚期的青铜奔马东汉晚期的青铜奔马图图82 河北沧州的铁狮子河北沧州的铁狮子一、几种常见的金属 金属材料包括金属材料包括纯金属纯金属以及它们的以及它们的合金合金1. 1. 金属材料金属材料l商朝，人们已开始使用青铜器 1969年，在甘肃武威出土，年，在甘肃武威出土，中国雕塑史上的不朽之作。中国雕塑史上的不朽之作。司母戊鼎司母戊鼎2、金属材
2、料的发展史铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具l春秋时期，开始使用铁器一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和铝世纪，铝和铝合金的应用合金的应用l100多年前，人们开始大规模的使用铝制品人类使用金属的先后顺序铜铁铝铜铁铝金属大规模被使用的先后顺序跟金金属大规模被使用的先后顺序跟金属的属的化学性质化学性质（金属活动性金属活动性)有关。有关。讨论1.常温下，金属的是什么状态的？有什么颜色？2.制造机器底座时。对金属的密度和硬度有什么要求？3.炊具加热时有没有被熔化？说明它们的熔点怎么样？4.灯丝是用钨丝制成的，你认为利用了它的什么
3、性质？3.金属的物理性质（1） 常见金属的共性常见金属的共性. 常温下为固体，有金属光泽常温下为固体，有金属光泽 . 良好的导电性良好的导电性 . 具有导热性具有导热性. 良好的延展性良好的延展性. 密度较大，熔点较高密度较大，熔点较高（2） 常见金属的特性常见金属的特性. 常温下汞为液体常温下汞为液体. 铜为紫红色，金呈黄色。铜为紫红色，金呈黄色。 纯铁为银白色，质软，铁粉因含杂纯铁为银白色，质软，铁粉因含杂质为黑色。质为黑色。一些金属的物理性质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(以银的导电以银的导电性为性为100作标准作标准) 银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100
4、 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(以金刚石的硬以金刚石的硬度为度为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？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？如果用锡制的话，可能会
5、出现什么情况？4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？镀金会怎样？ 2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？制而不用银制？1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铅制？讨论：讨论：铁比铅的硬度大，且铅有毒.银的成本比铜高钨的熔点比锡高钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化，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。灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美
6、观。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。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。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，考虑物质的用途时，首先要考虑物质的首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质金 属 之 最地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最
7、高的金属导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属硬度最高的金属硬度最高的金属 （Cr）熔点最高的金属熔点最高的金属 （W）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 （Os）密度最小的金属密度最小的金属 （Li）铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇二、合金二、合金1.定义：一种金属与另一种（或几种）定义：一种金属与另一种（或几种）金属（或非金属）经高温熔合在一起金属（或非金属）经高温熔合在一起的具有金属特性的混合物。的具有金属特性的混合物。（1）常见的合金有铁合金、铝合金、铜）常见的合金有铁合金、铝合金、铜合金、钛合金等许多种合金、钛合金等许多种 l铁的合金的合金-生生铁和和
8、钢的比的比较 生铁生铁钢钢碳元素含量碳元素含量2%4.3%0.03%2% 机械性能机械性能机械性能硬而机械性能硬而脆、无韧性、脆、无韧性、可铸不可锻可铸不可锻坚硬、韧性大、坚硬、韧性大、塑性好、可铸、塑性好、可铸、可锻、可压延可锻、可压延生铁生铁 钢钢降低含碳量降低含碳量纯铁很软不易制成机械用品纯铁很软不易制成机械用品使用最多的金属使用最多的金属材料材料是是铁合金铁合金前进后退主页l常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途合金合金 主要成分主要成分性能性能用途用途不锈钢不锈钢黄铜黄铜18K黄金黄金焊锡焊锡硬铝硬铝铁、铬、镍铁、铬、镍 抗腐蚀性好抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容
9、医疗器械、炊具、容器、反应釜器、反应釜 铜、锌铜、锌 强度高、可塑性好、易加强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品机器零件、仪表、日用品 锡、铅锡、铅 熔点低熔点低 焊接金属焊接金属 铝、铜、镁、硅铝、铜、镁、硅 强度和硬度好强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等火箭、飞机、轮船等制造业制造业 金、银、铜金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电金饰品、钱币、电子元件子元件 前进后退主页【实验实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度度性
10、质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论暗、暗、黄色黄色 亮、亮、紫红色紫红色 暗、暗、灰白色灰白色 亮、亮、银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡焊锡比锡硬硬合金硬度大于纯金属合金硬度大于纯金属【实验实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度锡锡焊锡焊锡铅铅现象结论 焊锡最先熔化，焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化锡次之，铅最后熔化 合金和组成它的合金和组成它的纯金属熔点不同纯金属熔点不同主页 （2）合金与组成它的纯金属
11、比较的优）合金与组成它的纯金属比较的优 点点 合金的颜色更鲜艳合金的颜色更鲜艳 合金的熔点合金的熔点低低 合金的强度、硬度更合金的强度、硬度更高高 合金的抗腐蚀性更合金的抗腐蚀性更强强后退 世界世界铝铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性可制成可制成0.01mm的铝箔，用于的铝箔，用于包装香烟、糖果包装香烟、糖果；铝的；铝的密度小和具密度小和具有抗腐蚀有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业电线电缆工业、飞机、汽车飞机、汽车等制造业等制造业有广泛的用途有广泛的用途钛合金与人体有很好的合金与人体有很好的“相容性相容性
12、”因此可用来制造因此可用来制造人造人造骨骨. . 钛和和钛合合金金被被认为是是2121世世纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多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性性能能非非常常好好，即即使使把把它它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，其其抗抗腐腐蚀性性能能远优于于不不锈钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭. .导弹. .航航天天飞机机船船舶舶. .化化工工和和通通讯设备等等. .钛金属腕表金属腕表钛合金合金镜框框 用用钛钛-镍镍形状记忆合金制成的人造卫
13、星天形状记忆合金制成的人造卫星天线线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的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，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以及牙齿矫正等医疗材料低温下低温下主页1、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄（2）铁块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易）油罐车行驶时罐内
14、石油振荡产生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链铁有良好的导热性铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有延展性铁具有导电性铁具有导电性前进1.1.生铁和钢是哪种金属的合金生铁和钢是哪种金属的合金2.2.包装糖果、香烟的银白色金属材料包装糖果、香烟的银白色金属材料 3.3.常用于航空工业作制造飞机等材料的金属常用于航空工业作制造飞机等材料的金属4. 4. 用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？铝铝铁铁铝铝钛钛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5.5.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25002500密度密度3g/cm33g/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，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。试设想这种金属的可能用途。答：答：
