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1、第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料 1.1.了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属属2.2.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的作用认识金属材料在生产、生活和社会发展中的作用3.3.认识加入其他元素可以改良金属的特性认识加入其他元素可以改良金属的特性4.4.知道生铁和钢等重要合金知道生铁和钢等重要合金奥运会的金牌味道真不错哦！奥运会的金牌味道真不错哦！这些是什么做的？这些是什么做的？好炫啊！真真气气魄魄! !好好壮壮观观啊！啊！这些你乘坐过吗？这些你乘坐过吗？这个你一定没坐过！这个你一定没坐过！ 金属有广泛的用途，对人类社会起着不可金属有
2、广泛的用途，对人类社会起着不可替代的作用替代的作用! !东汉晚期的青铜奔马东汉晚期的青铜奔马( (马踏马踏飞燕飞燕) )，现已成为我国的旅，现已成为我国的旅游标志。游标志。河北沧州铁狮子，铸造于河北沧州铁狮子，铸造于 953 953 年，年，距今已有距今已有1 000 1 000 余年的历史。余年的历史。 一、几种重要的金属一、几种重要的金属1.1.你所知道的金属或金属制品还有哪些？你所知道的金属或金属制品还有哪些？2.2.它们各自是用什么材料制成的？它们各自是用什么材料制成的？3.3.金属材料分哪几类？金属材料分哪几类？4.4.目前世界上应用广泛的金属材料有哪些？目前世界上应用广泛的金属材料
3、有哪些？归纳总结：归纳总结：金属材料包括纯金属以及它们的合金。金属材料包括纯金属以及它们的合金。应用广泛的金属有：铜、铁、铝等。应用广泛的金属有：铜、铁、铝等。【交流讨论交流讨论】思考：下列金属都是利用了金属的哪些物理性质？思考：下列金属都是利用了金属的哪些物理性质？1.1.常温下多为固体常温下多为固体（汞为液体）（汞为液体）2.2.具有金属光泽具有金属光泽4.4.具有良好的导电性、导热性、延展性具有良好的导电性、导热性、延展性 金属的物理性质金属的物理性质3.3.多为银白色多为银白色（铜为红色，金为黄色）（铜为红色，金为黄色）5.5.熔沸点较高熔沸点较高6.6.密度和硬度较大密度和硬度较大金
4、属之最金属之最熔点最低的金属熔点最低的金属 汞汞熔点最高的金属熔点最高的金属 钨钨密度最小的金属密度最小的金属 锂锂密度最大的金属密度最大的金属 锇锇硬度最小的金属硬度最小的金属 铯铯硬度最大的金属硬度最大的金属 铬铬延性最好的金属延性最好的金属 铂铂展性最好的金属展性最好的金属 金金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1.1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2.2.银的导电性
5、比铜好，为什么电线一般用铜制而不银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？用银制？3.3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用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？锡制的话，可能会出现什么情况？4.4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？会怎样？ 【思考与讨论思考与讨论】物质性质物质性质物质用途物质用途决定决定物质用途的主要决定因素及其他影响因素：物质用途的主要决定因素及其他影响因素：原料价格原料价格原料资源原料资源是否是否美观美观使用是使用是否便利否便利废料是否废料是否易于回收易于回收是否
6、环保是否环保制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？纯铝？ 二、合金二、合金在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。金属特征的物质。1.1.定义定义（1 1）铁合金）铁合金生铁：生铁：钢：钢：含碳量为含碳量为2% 2% 4.3%4.3%含碳量为含碳量为0.03% 0.03% 2%2%生铁的用途生铁的用途: :生铁硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型，生铁硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。是制造机座、管道的重要材料。钢的用途：钢的用途：钢有良好的延展性，机械性能好
7、，用于制造钢有良好的延展性，机械性能好，用于制造机械和交通工具。机械和交通工具。铁合金铁合金钢钢碳素钢：碳素钢：合金钢：合金钢： 如：不锈钢（合金元素为铬和镍）如：不锈钢（合金元素为铬和镍）低碳钢、中碳钢、高碳钢低碳钢、中碳钢、高碳钢2.2.常见的合金常见的合金铜铜合合金金黄铜：黄铜：（含（含Zn 20% Zn 20% 36%36%）青铜：青铜：（含（含Sn 10% Sn 10% 30%30%）白铜：白铜：含含Cu ZnCu Zn耐腐蚀，耐磨，可塑性强，耐腐蚀，耐磨，可塑性强，硬度较小。硬度较小。含含Cu Sn PbCu Sn Pb等等硬而脆，强度大硬而脆，强度大含含Ni ZnNi Zn（少量
8、（少量MnMn）制酒具等制酒具等（2 2）铜合金）铜合金硬铝硬铝： Cu 4.0%Cu 4.0%、 Mg 0.5 % Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % Mn 0.5 % 、 Si 7%Si 7%性能：性能：密度小、强度大、抗腐蚀。密度小、强度大、抗腐蚀。合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。元素的含量，合金的性质也会发生改变。（3 3）铝合金）铝合金 世界上铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展世界上铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展性，可制成性，可制成0.01mm0.01mm的
9、铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小，的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密度小，具有抗腐蚀性等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、具有抗腐蚀性等优良性能，铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业中有广泛的用途。汽车等制造业中有广泛的用途。铝合金的铝合金的用途用途用钛镍形状记忆合金制成的人造卫星天线用钛镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它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，人们把具有这种特殊功能的又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。被广泛用于合金称为
10、形状记忆合金。被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天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，以及牙齿矫正等正等医疗材料。医疗材料。低温下低温下（4 4）形状记忆合金）形状记忆合金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”，因此可用来制造人造骨等，因此可用来制造人造骨等 被认为是被认为是2121世纪的重要材料，它具有很多世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常于加工、机械性能好等。尤其是抗腐
11、蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。设备等。钛金属腕表钛金属腕表（5 5）钛和钛合金）钛和钛合金实验实验1 1 ：合金与纯金属的色泽和硬度的比较：合金与纯金属的色泽和硬度的比较金属材料金属材料主要成分主要成分光泽和颜色光泽和颜色硬度大小对比硬度大小对比黄铜片黄铜片( (合金合金) )铜、铜、 锌锌铜片铜片( (纯铜纯铜) )铜铜焊锡焊锡( (合金合金) )铅铅 、
12、锡、锡锡锡( (纯锡纯锡) )锡锡结论结论黄色黄色紫红色紫红色银白色银白色灰色灰色黄铜大黄铜大焊锡大焊锡大合金颜色鲜艳，硬度变大。合金颜色鲜艳，硬度变大。3.3.合金与组成它们的金属的性质比较合金与组成它们的金属的性质比较【实验探究实验探究】金属材料金属材料主要成分主要成分熔化速度对比熔化速度对比铅（纯铅）铅（纯铅）铅铅锡（纯锡）锡（纯锡）锡锡焊锡（合金）焊锡（合金）铅、锡铅、锡慢慢中中快快实验实验2 2：比较焊锡、锡、铅的熔点的高低：比较焊锡、锡、铅的熔点的高低结论：合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。结论：合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来
13、铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？ 金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利金是一种贵重金属，是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料，又是国家的重要储备物资，以又是国家的重要储备物资，以“金属之王金属之王”著称。著称。黄金的延展性好，具有良好的导电及导热性能。金黄金的延展性好，具有良好的导电及导热性能。金的化学性质非常稳定，在低温或高温时都不会被直的化学性质非常稳定，在低温或高温时都不会被直接氧化。黄金可与其他金属组成合金，如金银合金、接氧化。黄金可与其他金属组成合金，如金银合金、金铜合金、金银铜合金等。金铜合金、金银铜合
14、金等。黄黄 金金 生活小常识生活小常识 K K金的金的“K”K”是外来语是外来语“Karat” Karat” 一词的缩写，一词的缩写，完整的表示法是这样的完整的表示法是这样的:Karat gold:Karat gold（即（即K K黄金），黄金），1 K1 K金的计量方法是：纯金为金的计量方法是：纯金为24 K24 K（即（即100100含金含金量），量），1 K1 K的含金量约是的含金量约是4.1664.166。按照国际标准，。按照国际标准，K K金分为金分为 24 24 种，即从种，即从1 K1 K到到24 K24 K。K K 金金 1.1.铂金（英文铂金（英文PlatinumPlatin
15、um缩写缩写PtPt）稀有，是因为铂金的储）稀有，是因为铂金的储量远远低于黄金。量远远低于黄金。2.2.铂金纯净，是因为铂金首饰通常含有铂金纯净，是因为铂金首饰通常含有 90% 90% 的纯铂金。的纯铂金。而且铂金的白色光泽自然天成，长期佩戴也不会褪色。而且铂金的白色光泽自然天成，长期佩戴也不会褪色。3.3.铂金坚硬，是因为铂金的密度高，强度几乎是黄金的铂金坚硬，是因为铂金的密度高，强度几乎是黄金的 2 2倍。倍。4.4.铂金的延展性也好，一克铂金可以拉出铂金的延展性也好，一克铂金可以拉出 2 2 公里长的细公里长的细丝。丝。 铂铂 金金 白金是黄金和其他金属熔炼而成的白色合金。白金是黄金和其
16、他金属熔炼而成的白色合金。选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金，称之为成一种白色的合金，称之为“K K白金白金”。白白 金金 【典例典例1 1】下表列出的是一种金属的部分性质：下表列出的是一种金属的部分性质：根据所列出的该金属的性质可知，该金属可用于制造根据所列出的该金属的性质可知，该金属可用于制造 ，因，因为它既为它既 ，又，又 。由于其密度仅约。由于其密度仅约为铁的三分之一，所以它的合金是制造飞机机身的重要材料。要为铁的三分之一，所以它的合金是制造飞机机身的重要材料。要成为飞机机身材料，其合金的性质至少应在成为飞机机身材料，其合金
17、的性质至少应在 方面与它的纯方面与它的纯金属相比有明显提高。金属相比有明显提高。导线导线知识点一、金属与合金的性质知识点一、金属与合金的性质硬度硬度密度密度熔点熔点导电性导电性导热性导热性延展性延展性较软较软2.70gcm2.70gcm-3-3660660优良优良优良优良优良优良有优良的导电性有优良的导电性有优良的延展性有优良的延展性硬度硬度知识点二、知识点二、 合金合金【典例典例2 2】钢材在生产生活中具有广泛的应用，下列钢材在生产生活中具有广泛的应用，下列关于钢的说法不正确的是（关于钢的说法不正确的是（ ）A A钢是纯净物钢是纯净物 B B钢是铁合金钢是铁合金C C钢的含碳量低于生铁钢的含
18、碳量低于生铁 D D钢的性能优于生铁钢的性能优于生铁A A1.1.下列有关铁的说法错误的是（下列有关铁的说法错误的是（ ）A.A.地壳中铁元素含量排在第四位地壳中铁元素含量排在第四位B.B.铁的年产量不如铝铁的年产量不如铝C.C.铁锅用来炒菜是因为铁是热的良导体，且可补充铁铁锅用来炒菜是因为铁是热的良导体，且可补充铁元素元素D.D.生铁的含碳量比钢的含碳量高生铁的含碳量比钢的含碳量高2.2.金属不具有的物理通性是（金属不具有的物理通性是（ ）A.A.银白色光泽银白色光泽 B.B.导热性导热性 C.C.延展性延展性 D.D.导电性导电性B BA A3.3.铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜具有良
19、好铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜具有良好的（的（ ）A A导热性导热性 B B导电性导电性 C C延展性延展性 D D金属活动性金属活动性4.4.焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要焊锡是锡铅合金，把铅加入锡中制成合金的主要目的是（目的是（ ）A.A.增加强度增加强度 B.B.降低熔点降低熔点 C.C.增加延展性增加延展性 D.D.增强抗腐蚀性增强抗腐蚀性C CB BC CA A5.5.有关合金的叙述不正确的是有关合金的叙述不正确的是( )( )A.A.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低B.B.合金的硬度和强度一般比纯金属高合金的硬度和强度一
20、般比纯金属高C.C.合金一定是金属和金属熔合而成的物质合金一定是金属和金属熔合而成的物质D.D.硬铝、黄铜和钢均为合金硬铝、黄铜和钢均为合金6.6.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，还需物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，还需要考虑的因素有：价格要考虑的因素有：价格 资源资源 废料是否易于废料是否易于回收回收 对环境的影响，以上说法正确的有（对环境的影响，以上说法正确的有（ ）A.A. B. B. C. C. D. D.1.1.大多数金属具有共同的物理性质，如具有金属光大多数金属具有共同的物理性质，如具有金属光泽、可以导电和导热、延展性良好等。泽、可以导电和导热、延展性良好等。2.2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但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，还有其他影响因素。这不是唯一的决定因素，还有其他影响因素。3.3.金属材料包括铁、铜、银等纯金属和合金。合金金属材料包括铁、铜、银等纯金属和合金。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐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，合金具有广泛的用途。蚀性能等也更好，因此，合金具有广泛的用途。要让事情改变，先改变自己；要让事情变得更好，先让自己变得更好！