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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 1 金属材料金属材料金属材料金属材料纯金属纯金属合合金金n n司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。青铜器时代青铜器时代n n秦陵铜车马严格按真车马的制作。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。马踏飞燕n n1969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。n n1984年，定为中国旅游标志年，定为中国旅游标志图形。图形。n n2002年，年
2、，“马踏飞燕马踏飞燕”的的仿制品作为国礼赠布什。仿制品作为国礼赠布什。n n铁耙铁耙铁耙铁耙两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具农具农具铁器时代铁器时代一架波音一架波音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，铝和世纪，铝和铝合金的应用铝合金的应用二十一世纪的金属材料钛和钛合金可可作作人人造造骨骨的的钛钛合合金金应用广泛的金属材料n n青铜器时代的开始：约公元前青铜器时代的开始：约公元前40004000年、我国约公元前年、我国约公元前20002000年开年开始。始。n n铁器时代的开始：约公元前铁器时代的开始：约公元前15001500
3、年，我国约公元前年，我国约公元前800800年。年。n n铝器的使用：铝器的使用：1919世纪末。世纪末。人类使用金属制品大致经历了三个时代人类使用金属制品大致经历了三个时代 铜和铁是人类使用较早铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是和铁晚得多，那仅仅是100100多年前多年前的事情。但由于铝的密度小和具有的事情。但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，
4、位于铁之后，的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。居第二位。 一金属的物理性质金属的物理性质大多数金属为银白色大多数金属为银白色2.有金属光泽有金属光泽4.能导电能导电5.有延展性有延展性铜（紫红色）铜（紫红色）金（黄色）金（黄色）金金属属的的物物理理性性质质3.能导热能导热1.常温下为固体（除汞为液体外）常温下为固体（除汞为液体外）6.熔点较高，密度、硬度熔点较高，密度、硬度随金属的不同而不同随金属的不同而不同1 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？用铅制？ 2 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而
5、不用银制？铜制而不用银制？ 铁的铁的硬度大，铅的硬度小。若菜刀镰刀用硬度大，铅的硬度小。若菜刀镰刀用铅制容易卷刃，而锤子用铅制，很容易变铅制容易卷刃，而锤子用铅制，很容易变形。形。银在自然界中含量较少，价格比铜高许多，银在自然界中含量较少，价格比铜高许多，密度大，不易架设。密度大，不易架设。3 3、为什么灯里的灯丝用钨制而不用锡制、为什么灯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？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？况？钨的熔点高，锡的熔点低。钨的熔点高，锡的熔点低。灯丝熔断灯丝熔断4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？如果镀
6、金怎么样？因为铬是硬度最高的金属，镀在铁制品表因为铬是硬度最高的金属，镀在铁制品表面既耐磨、美观又防锈，延长使用寿命。面既耐磨、美观又防锈，延长使用寿命。镀金会增加成本且不耐用，日久会脱落，镀金会增加成本且不耐用，日久会脱落，铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命。铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命。5 5、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 1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄要装上木柄（2 2）铁块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3 3）油罐车行驶时罐内石油振荡产）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，
7、因此，车尾有生静电，易发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链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用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？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、易加工问题：问题：制造飞机的材料中为什么大制造飞机的材料中为什么大量使用量使用铝合金铝合金而不用而不用纯铝纯铝？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_，
8、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铝铝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导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属银银硬度最高的金属硬度最高的金属铬铬熔点最高的金属熔点最高的金属钨钨熔点最低的金属熔点最低的金属汞汞密度最大的金属密度最大的金属锇锇密度最小的金属密度最小的金属锂锂 就是在金属中就是在金属中加热加热熔合熔合某些金属或非金属形成的具有某些金属或非金属形成的具有金属特征金属特征的物质。的物质。1、合金、合金注意：合金中并非都是金属，组成注意
9、：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。是一种混合物而不是化合物。二、二、合金合金常见的合金：常见的合金：铝合金：铝合金：铁合金：铁合金：铜合金：铜合金：硬铝、镁铝合金硬铝、镁铝合金生铁、钢生铁、钢青铜、黄铜、白铜青铜、黄铜、白铜铁铁合合金金生铁生铁钢钢含碳量为含碳量为2 24.34.3，含碳量为含碳量为0.030.032 2因为含碳量不同，生铁和钢的机械性能差别很大千锤百炼千锤百炼(百炼成钢百炼成钢)其中的其中的化学原理：化学原理：锤打烧红的生铁时，生铁中的锤打烧红的生铁时，生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳，碳与氧气反应
10、生成二氧化碳，使含碳量降低，转变为钢使含碳量降低，转变为钢性质性质比较比较现象现象黄铜黄铜铜铜焊锡焊锡锡锡颜色颜色光泽光泽硬度硬度结论结论紫红紫红色色灰白灰白色色银白银白色色黄铜比铜硬黄铜比铜硬焊锡比锡硬焊锡比锡硬合金一般比纯组分金属硬度大合金一般比纯组分金属硬度大黄黄色色现现象象结结论论焊锡最先熔化，锡焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化次之，铅最后熔化合金一般比任一组分合金一般比任一组分金属熔点低金属熔点低实验：焊锡与锡、铅熔点比较实验：焊锡与锡、铅熔点比较、合金性质、合金性质（1）、硬度大于组成它的金属）、硬度大于组成它的金属（2）、熔点低于组成它的金属）、熔点低于组成它的金属（3）、抗腐蚀
11、性能强于组成它的金属）、抗腐蚀性能强于组成它的金属介绍：常见合金介绍：常见合金n n课本课本P P6 6表表8 82 2球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁锰钢不锈钢婴儿床不锈钢婴儿床不锈钢婴儿床不锈钢婴儿床黄铜合金黄铜合金黄铜合金黄铜合金介绍：常见合金n n课本课本P P6 6表表8 82 2青铜器青铜器清代的锁清代的锁清代的锁清代的锁介绍：常见合金n n课本课本P P6 6表表8 82 2焊锡丝焊锡丝18K18K黄金饰品黄金饰品18K18K白金饰品白金饰品 钛合金与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人造骨 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是
12、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用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机机、船船舶、化工和通讯设备等舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记
13、忆效应的合金，被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，水暖系统、防火门和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。电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下1 1、制造飞机和制造机器底座，对所用、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？金属的密度和硬度会有什么要求？ 2 2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？它利用了钨的哪些性质？ 密度密度硬度硬度制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性
14、、熔点高小小大大大大大大学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1 1金金属属具具有有很很多多共共同同的的物物理理性性质质。例例如如，常常温温下下它它们们都都是是固固体体( (汞汞除除外外) )，有有金金属属光光泽泽，大大多多数数为为电电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。2 2物物质质的的性性质质在在很很大大程程度度上上决决定定了了物物质质的的用用途途，但但这这不不是是唯唯一一的的决决定定因因素素。在在考考虑虑物物质质的的用用途途时时，还还需需要要考考虑虑价价格格、资资源源、是是否否美美观观、使使用用是是否否便便利利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。3 3金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。合金具有更广泛的用途。
