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1、化学：第三章第三节用途广泛的金属材料课件PPT（人教版必修）第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 1认识金属与合金在性能上的主要差异。认识金属与合金在性能上的主要差异。 2知道生活中常见合金铁合金及铜合金知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。的主要成分及性能。 3通过实践活动认识如何正确使用金属通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。及如何爱护金属资源。 合金的广泛应用合金的广泛应用合金合金一、 常见合金的重要应用学与问1、合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金、合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质属）熔合而成的具有金
2、属特性的物质2、合金具有许多优良的物理、化学或机、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。械性能。 硬度大于硬度大于各成分金属各成分金属 熔点低于熔点低于各成分金属各成分金属3、铜合金、铜合金青铜（含锡、铅）青铜（含锡、铅）司母戊鼎现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是：色的硬铝制品。硬铝是： AlCuMgMnSi 合金合金 4、铁铁合合金金生铁生铁钢钢（含碳量在（含碳量在24.3之间之间,还含还含 硅、锰及少量硫、磷硅、锰及少量硫、磷 ）碳素钢碳素钢低碳钢低碳钢（含碳（含碳0.30.6 ）高碳钢高碳钢（含碳（含碳0.030.3 ）中碳
3、钢中碳钢（含碳（含碳0.62 ）合金钢合金钢钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。含碳量越高，韧性越差，硬度越高。钢的特性用途二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料 思考与交流 某家庭准备装修门某家庭准备装修门窗（计划使用十年），窗（计划使用十年），可共选用的材料有：可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、材料的性能、价格、安装成本、利弊等，安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用进行讨论分析，选用何种材料好？何种材料好？ 提示 选择材料时，选择材料时，需考虑
4、主要用途、需考虑主要用途、外观、物理性质、外观、物理性质、化学性质、价格、化学性质、价格、加工难度、日常维加工难度、日常维修、对环境的影修、对环境的影响响。 科学视野：用途广泛的稀土金属 稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇钇Y及镧系中的镧及镧系中的镧La、铈、铈Ce、镨、镨Pr、钕、钕Nd、钷、钷Pm、钐、钐Sm、铕、铕Eu、钆、钆Gd、铽、铽Tb、镝、镝Dy、钬、钬Ho、铒、铒Er、铥、铥Tm、镱镱Yb、镥、镥Lu，共，共17个元素。稀土元素个元素。稀土元素能与其它元素组成能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型
5、材料，被称为品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”我国稀土资源占世界稀土资源的我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物，以氧化物(REO)计达计达3 600万吨，远景储量实际是万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分亿吨。我国稀土资源分南北两大块。南北两大块。北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；钐、铕、钆等元素；南方：中重稀土资源
6、，分布在江西、广东、广西、南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。钇和镧、钕等元素。 稀土作为基体元素能制造出具有特殊稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁光电磁”性能性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材
7、料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称强的永磁体，它被称“一代磁王一代磁王”。稀土永磁材料现已广。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。面。
8、稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少等功率的电机，体积和重量减少30%以上。用稀土永磁同以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和 高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但稀稀土土永永磁磁材材料料用用于于电电
9、机机，可可使使设设备备小小型型化化，轻轻型型化化，同同等等功功率率的的电电机机，体体积积和和重重量量可可减减少少30%以以上上。用用稀稀土土永永磁磁同同步步电电机机代代替替工工业业上上的的异异步步电电机机，节节电电率率可可达达12-15%，真真正正的的稀稀土土三三基基色色荧荧光光灯灯代代替替白白炽炽灯灯，节节电电率率可可达达到到80%。稀稀土土金金属属卤卤化化物物灯灯已已被被大大量量用用于于城城市市广广场场、体体育育场场馆馆和和高高层层建建筑筑的的美美化化泛泛光光照照明明。这这些些新新型型电电光光源源不不但但节节电电效效果果明明显显。而而且且大大大大提提高高了了照照明明质质量量，其其生生产产过
10、过程程也也减减少少了了污污染染，被被称称作作“绿绿色色照照明明”。彩彩色色电电视视正正是是采采用用了了稀稀土土三三基基色色荧荧光光粉粉，才才能能获获得得彩彩色色逼逼真真的的画画面面。稀稀土土镍镍氢氢电电池池，可可以以充充电电而而无无记记忆忆效效应应，代代替替了了有有污污染染的的镍镍镉镉电电池池，被被称称作作无无污污染染的的“绿绿色色电电池池”。它它已已广广泛泛用用于于移移动动电电话话，笔笔记记本本电电脑脑等等设设备备上上。各各种种稀稀土土功功能能材材料料，在在航航空空、航航天天和和尖尖端端国国防防技技术术上上，如如雷雷达达，侦侦查查卫卫星星。激激光光制制导导和和自自动动指指挥挥系系统统等等方方
11、面面都都获获得得了了广广泛泛的的应应用用。稀稀土土在在高高新新技技术术领领域域中中的的应应用用，与与其其工工业业技技术术发发达达程程度度成成正正比比。美美国国的的稀稀土土用用量量一一直直居居世世界界第第一一位位，日日本本、英英国国、法法国国、德德国国等等工工业业发发达达国国家家都都没没有有稀稀土土资资源源，但但他他们们都都有有很很先先进进的的稀稀土土应应用用技技术术。美美国国认认定定的的35个个战战略略元元素素和和日日本本选选定定的的26个个高高技技术术元元素素中中，都都包包括括了了全全部部的的稀稀土土元元素素。所所以以稀稀土土被被称称为为神神奇奇的的稀稀土土。拓展知识面：拓展知识面：v为了防
12、锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在不锈钢通常是指含铬量在1230%的合金钢。的合金钢。v 不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。主，有的还加入镍钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬
13、不锈钢含以上，镍铬不锈钢含铬为铬为18%，含镍为，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。不锈钢更好。v随着社会的发展，我们对金属的认识也在增随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属记忆金属”即即是是镍钛合金镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，。如把这样一块金属进行加热，它将形成一
14、定的形态。冷却后，任意揉皱，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。记忆金属记忆金属 2、交流你所知道的铝、交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合合金、镁合金、铜合金的用途。金的用途。 探讨交流探讨交流1、生铁和钢性质上为、生铁和钢性质上为何不同？何不同？合金的优良性质v不同合金具有不同的性能。与钢铁相比，主要表现在机械强度、韧性、硬度、可塑性、耐腐蚀性等方面。合金在生活中的用途很广合金在生活中的用途很广v不锈钢抗腐蚀性好，用做医疗器械、炊具不锈钢抗腐蚀性好，用做医疗器械、炊具等；硬铝强度和硬度好，用来制门窗、火等；硬铝强度和硬度好，用来制门窗、火箭、飞机、轮船等；青铜强度高、可塑性箭、飞机、轮船等；青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件。好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件。