1、第八单元 金属和金属材料,课题1 金属材料(2),November 29th,2011 Tuesday,学习目标：1分钟,1、掌握合金的定义2、掌握合金与纯金属性能不同。3、了解常见合金的性质与用途,制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？,1、内容：P4-5 第一自然段 2、方法：标记重点 3、要求：会回答以下问题,自学指导：1分钟,1.目前世界上使用最多的金属材料是_。生铁和钢都是_的合金，可根据含碳量的不同将它们区分开，含碳量较多的是_，_的含碳量较少，生铁和钢都属于_（填“纯净物或混合物”）。 2.如果在金属中加热熔合某些_或_，就可以制得具有金属特征的物质，即合金。3.纯铁较
2、_，而生铁比纯铁_； 不锈钢不仅比纯铁_，而且其_性能也比纯铁好得多。因此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的常常不是_，而是它们的_。 4.尽管目前已经制得的纯金属只有_多种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达_种。,学生自学，教师巡视1：4分钟,1.目前世界上使用最多的金属材料是_。生铁和钢都是_的合金，可根据含碳量的不同将它们区分开，含碳量较多的是_，_的含碳量较少，生铁和钢都属于_（填“纯净物或混合物”）。 2.如果在金属中加热熔合某些_或_，就可以制得具有金属特征的物质，即合金。3.纯铁较_，而生铁比纯铁_； 不锈钢不仅比纯铁_，而且其_性能也比纯铁好得多。因
3、此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的常常不是_，而是它们的_。 4.尽管目前已经制得的纯金属只有_多种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达_种。,钢铁,铁,生铁,钢,混合物,非金属,金属,软,硬,硬,抗锈蚀,纯金属,合金,90,几千,自学检测1：2分钟,学生讨论，教师点拨1：4分钟,1.概念：合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。,（1）合金至少含有一种金属 （可以是金属与金属，也可以是金属与非金属的混合物）（2）合金一定是混合物（3）合金具有金属特性。,NOTICE:合金是混合物，组成合金的金属或非金属相互之间没有发生化学变化，各
4、成分以单质形式存在，各自保持原有的性质,2.金属之间形成合金的条件：金属之间形成合金时，一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点，它们必须在某一温度下均能呈熔化状态。,（1）合金至少含有 种金属，至少含 种元素，至少含有 种单质。合金 （含或不含）化合物。合金一定是 （填“纯净物或混合物”）。,1,2,混合物,2,金属,不含,（2）合金具有 特性。,有_ ，大多数为_和_的优良导体，有_。,金属光泽,热,电,延展性,将两种或多种金属（或金属与非金属）在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金。这是制取合金的常用方法之一。仅根据下表数据判断，不宜采用上述方法制取的合金是（ ）。,
5、AFe-Cu 合金B.Mg-Fe合金 C.Al-Na合金D.Cu-Na合金,形成合金的条件：一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点，它们必须在某一温度下均能呈熔化状态。,学生讨论，教师点拨：2分钟,生铁和钢是最常见的合金，生铁和钢都是铁的合金。,铁的合金,生铁：C% 2%4.3%,钢：C% 0.03%2%（不锈钢、锰钢等）,铁炼成钢：降低含碳量,含碳量越高，硬度越大、抗腐蚀性能越强、韧性越差,2.生铁与钢的本质区别：含碳量不同,讨论2：用化学方程式表示“百炼成钢”蕴涵的化学原理。,讨论1：如何将生铁变成钢？,1、内容：实验8-1 2、方法：认真观察实验 3、要求：理解实验内容,自学指导：1分钟
6、,【实验8-1】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，比较它们的硬度,学生自学，教师巡视：,黄铜,焊锡,锡,铜,【实验8-1】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，比较它们的硬度,黄色,紫红色,灰白色,银白色,黄铜比铜硬,焊锡比锡硬,合金的硬度 组成它们的金属,大于,学生讨论，教师点拨：1分钟,讨论：查阅资料，了解焊锡（锡铅合金）和武德合金（铅、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？,合金熔点 组成它们的金属。,用途：焊锡主要用于焊接金属等；武德合金（组成金属的质量分别为50%铋、25%铅、13%锡和12%镉）可用于制电路保险丝
7、等。,学生讨论，教师点拨：2分钟,低于,合金与组成它们的金属的性质的差异。,1）一般来说,合金的硬度 组成它们的金属； 2）大多数合金的熔点 组成它们的金属； 3）合金的抗腐蚀能力一般 各组成金属。4）合金的导电、导热性能比组分金属的差,大于,低于,强于,归纳：2分钟,3.合金比纯金属具有更广泛的用途。纯金属只有90多种，但合金有几千种。,4.钛和钛合金，21世纪重要的金属材料。,1.几种重要合金的主要成分、性能和用途,学生讨论，教师点拨：3分钟,21世纪的重要金属是 ，它们具有的优点是 。用途 。,钛和钛合金,密度小，抗腐蚀性能好,火箭、导弹 、航天飞机、船舶、化工和通信设备,锰钢：火车铁轨
8、,一架波音767大型飞机约由70%的铝及其合金构成。,20世纪，铝和铝合金的应用,铝的应用要比铜和铁晚的多，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后。,钛和钛的合金,钛和钛合金的3大优点：1.可塑性好，易于加工，机械性能好2.熔点高，密度小 （4.51g/cm3），耐高温3.抗耐腐蚀能好 在空气中非常稳定，对海水特别稳定 与人体组织有较好的相容性。 因此可用来制造人造骨等,有人将铜、铁、铝分别称为第一、二、三代金属，它们的接班人，即第四代金属，就是后起之秀钛了。,钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等,纯钛饰品,
9、钛合金货架,纯钛机械性能强，可塑性好，易于加工，如有杂质，特别是0、N、C等元素存在，会提高钛的强度和硬度，但会降低其塑性，增加脆性。,Ti-6Al-4V合金,钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人,波音757,B-1战略轰炸机,钛合金材料的轰炸机也能装载更多的炸弹,歼十,钛合金烤瓷牙,钛合金还可用于医疗、生活的各个方面,钛合金锅,钛合金材料的手机,钛合金材料的手表,钛合金与人体具有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等,钛合金人造骨,形状记忆合金,当堂训练（15分钟）,1.（2011年江苏苏州，9题）下列关于合金的说法正确的是（ ）A合金不属于金属材料B台金的硬度一般比
10、各成分金属大C合金属于金属单质D多数合金的熔点高于组成它的成分金属2.我国在春秋战国时期就开始将生铁经高温煅打处理得到相当于铸钢的器具（如锋利的宝剑），这一技术比欧洲早了近2000年。高温煅打生铁的主要目的是（ ）A、除硫、磷杂质 B、适当降低含碳量 C、掺进合金元素 D、改善金属表面的结构性能,B,B,3.青铜是人类最早使用的铜、锡合金，下列说法中不正确的是（ ）青铜属于纯净物 青铜属于金属材料 青铜的硬度比铜大 青铜耐腐蚀，易铸造成形,A,4.下列关于“合金”的叙述： 合金中至少含有两种金属；合金中元素以化合物的形式存在；合金中一定含有金属；合金一定为混合物；合金依然具有金属的特性。其中正
11、确的是（ ） A、 B、 C、 D、 ,D,5.生活中废弃的铝制易拉罐、破锅、废铜线等可归为一类加以回收，它们属于（ ）A、有机物 B、金属或合金 C、氧化物 D、非金属6.今年5月1日，新建成的南京地铁试运营，地铁轨道所用材料是（ ）A、锰钢 B、不锈钢 C、硬铝 D、钛合金,B,A,8.金属钛有银白色金、属光泽，密度为4.5g熔点为1725，具有良好的延展性和耐腐蚀性。下列物品不能用钛制作的是（ ）A.保险丝 B.医疗器械 C.潜水艇外壳 D.眼镜框9.家里的铁锅、铝壶、菜刀都是由金属及合金制成的。下列物质中不属于合金的是（ ）A.生铁 B.氧化铁 C.不锈钢 D.青铜,A,B,7.（20
12、11年四川内江，13题）鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通枢纽建设提供了4.7万吨精品钢材。下列关于钢说法错误的是 （ ）A.钢是一种铁合金 B.钢的许多性能优于生铁C.钢的含碳量高于生铁 D.钢是一种混合物,C,10.我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni）,伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。（1）铸造以上硬币用到的材料都是 。（填“合成材料”或“金属材料”）。（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号） 。A. 金属的导电性 B. 金属的耐腐蚀性C. 金属的硬度 D. 金属价格与硬币面值的 吻合度,金属材料,A,11.某钢铁样品24g
13、在氧气中燃烧生成二氧化碳0.88g，判断样品是生铁还是钢？,解：设24g钢铁样品中含碳元素质量为x,C+O2 = CO2,点燃,12 44,X 0.88g,12 x,=,440.88g,X=0.24g,C%=,0.24g 24g,100%=,1%,所以是钢,12.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，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金不宜采用上述方法制取的是（ ）,A、Fe Cu合金 B、Mg Cu合金 C、Na Al 合金 D、Na Fe 合金,选做题,D,11.24K黄金的含金量约为100%，则18K含金量为 。
14、（提示：按照比例进行计算）,75%,13、下列说法正确的是（ ） A、金属都是银白色的固体 B、我国人民在商代就制造出精美的青铜器 C、食醋中含有盐酸 D、钢是一种合金，其机械加工性能比纯铁差14、灯泡里的灯丝用钨制，是因为（ ） A、导电性好 B、硬度适中，易造型 C、熔点高、不易熔化 D、有金属光泽,B,C,15、下列物质中属于金属材料的是（ ）A.氧化铁 B.碳素钢 C. 白铜 D.碳,BC,球墨铸铁,了解常见的合金,根据生铁中碳存在形态不同可分为：白口铁、灰口铁、球墨铸铁,碳以球状石墨形态分布,机械性能、加工性接近于钢,生铁,生铁坩埚,锰钢,韧性好硬度大,不锈钢,抗腐蚀性好,碳素钢,碳
15、素钢含碳量小于1.35，除铁、碳和限量以内的硅 、锰、磷、硫等杂质外，不含其他合金元素的钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量增加，钢的强度、硬度升高，塑性、韧性和可焊性降低。与其他钢类相比，碳素钢使用最早，成本低，性能范围宽 ，用量最大。,硅钢,硅钢是含硅量在3左右、其主要是铁的硅铁合金。是电力、电子和军事工业不可缺少的重要软磁合金，亦是产量最大的金属功能材料，主要用作各种电机、发电机和变压器的铁心。,铜的再生性能极好，这一性质非常珍贵，废铜经过熔化回收能发挥很多的作用。而且铜腐蚀的很慢，这些性质对环境非常有益。我们在长期的生活中会注意到这样一个事实：铜在环境中的浓度一直处于安全界限之内。
16、铜的使用从未造成严重的后果，铜以不同的浓度分布在各处，顺应着大自然。人类已经知道，完全能够把铜应用到各个领域而不会危害大自然的安全，长期以来，铜就向人类显示出了它的绿色面孔，它有利于生态平衡。 铜锈(铜绿）的成分：碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,黄铜（铜锌合金）,强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀,黄铜零件,白铜铜镍合金,光泽好耐磨易加工耐腐蚀,白铜,白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。,青铜,青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu-Sn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮
17、等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵，目前已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的材料。,焊锡（锡铅合金）,硬铝,硬度大强度高密度小,铝铜镁硅合金,制首饰的黄金有哪几种,人类早在6 000年以前已经知道有黄金，并用黄金作装饰品。当今国际及国内市场上流行的黄金首饰主要有纯金、K金、镀金、包金、仿金和变色金等制品。 纯金首饰是由纯金制成的。俗话说“金无足赤”，就是说纯金的含量也达不到100，实际上金含量达到99、99.9的都称为纯金制品。这种纯金首饰质地柔软，色泽赤黄，永不泛色。但容易变
18、形，容易磨损，不能镶嵌各种精美的宝石。,铂金和白金,白金全称为“白色 K 金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔合在一起后所制成的一种白色合金。其中，黄金的质量分数最多为75%。 铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的5%。铂金的强度和韧性都比其他贵金属高得多，1g铂金可以拉成1.6 km长的细丝而不断裂，因此用铂金制作的首饰坚韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，不易脱落。铂金的白色光泽是天然的，经久不会改变，而白金的色泽不是天然的，时间长了就可能会褪色。2000年全球铂金的消费接近100 t，其中，亚洲的消费超过65 t。 按照国家技术监督局的规定，我国国内生产的所有铂金首饰都应标上铂
19、的元素符号Pt的专有标志。通常所说的“Pt 900”或“Pt 950”表示首饰材料中铂的质量分数分别为90%或95%。,白金,光泽好耐磨易加工,金铜镍锌,K金是在黄金中添加少量银、铜、锌等金属，以增强黄金的强度和韧性。为了表示K金中的黄金含量，常用K值来表示。1K的含金量约为4.166。24K的含金量约为99.99所以就是纯金。用作金首饰的材料一般为22K，20K、18K（含金量约为74.98）和14K等几种。K金首饰款式易翻新，能够镶嵌各种钻、翠、珠、宝和雕锯凿搂出各种精美的图案。镶嵌钻石的钻戒，多用18K金的。金笔的笔尖上写着“14K”或“14开”，是指这种金笔笔尖是14K金的。,18K白
20、金,18K黄金,Thank You !,金属分类,黑色金属 通常指铁，锰、铬及它们的合金 （主要指钢铁） 锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。 有色金属 通常是指除黑色金属以外的其他金属。 有色金属可分为四类： 1.重金属2.轻金属3.贵金属，4.稀有金属 稀有金属 稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。 （锗、镧、铀） 往往把黑色金属、有色金属和稀有金属并列为三大类。,有色金属,轻金属 密度在4.5 gcm-3以下的金属叫轻金属。 例如钠、钾、镁、钙、铝等。 重金属 一般是指密度在4.5 gcm-3以上的金属叫重金属。 贵金属 贵金属通常是指金、银和铂族元素。这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵。这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。 稀有金属跟普通金属没有严格的界限，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属在现代工业中具有重要的意义。,铁片与铁粉颜色不同的原因,颜色与物质的颗粒大小有关,主要表现为对光的作用,是反射还是吸收?铁块表面积较大,对光起反射作用,显示银白色.铁粉颗粒很小,对光起吸收作用,显示灰黑色;若把黄金的块状对光作用,显示金黄色,若制成纳米大小的直径,对光的作用为吸收,显示黑色.,
