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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学习目标:1、知道物质的性质在很大程度上决定物质、知道物质的性质在很大程度上决定物质的用途的用途2、知道生铁和钢等合金，以及合金比纯金、知道生铁和钢等合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途属具有更广泛的用途3、了解常见金属的物理性质、了解常见金属的物理性质4、了解合金概念及其优良性能、了解合金概念及其优良性能5、认识金属材料与人类生活和社会发展的、认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系密切关系 自学思考题自学思考题1：1、金属材料包括什么？、金属材料包
2、括什么？2、铝、铁、青铜在人类历史上使、铝、铁、青铜在人类历史上使用由早到晚的顺序是什么用由早到晚的顺序是什么?3、金属有哪些物理性质、金属有哪些物理性质?4、物质的用途除了与性质有关还、物质的用途除了与性质有关还与哪些因素有关？与哪些因素有关？ 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. 金属材料金属材料一、几种常见的金属一、几种常见的金属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
3、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。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
4、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 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
5、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，可能会出现什么情况？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
6、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。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高的金属 导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金
7、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自学思考题自学思考题2：1、什么是合金？、什么是合金？2、铁合金有哪两种？含碳量各是多少？、铁合金有哪两种？含碳量各是多少？3、合金与纯金属相比有哪些优良的性能？、合金与纯金属相比有哪些优良的性能？4、21世纪重要的金属材料是什么？有什么世纪重要的金属材料是什么？有什么优良性能？优良性能？5、金属有记忆吗？、金属有记忆吗？二、合金二、合金1.定义：一种金属与另一种（或几种
8、）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铁的合金铁的合金-生铁和钢的比较生铁和钢的比较 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
9、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【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质比较现象黄铜铜硬铝铝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 （2）合金与组成它的纯金属比较的优）合金与组成它的纯金属比较的优 点点 颜色更鲜艳颜色更鲜艳 熔点低熔点低 强度、硬度更高强度、硬度更高 抗腐蚀性更强抗腐蚀性更强后退 世界世
10、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、汽飞机、汽车等制造业车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人造骨造骨. . 钛和钛合金钛和钛合金被认为是被认为是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、密度优良的性能，如熔点高
11、、密度小、可塑性好、易于加工、机小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛因此被广泛用于火箭用于火箭. .导弹导弹. .航航天飞机船舶天飞机船舶. .化工和通讯设备化工和通讯设备等等. .钛金属腕表钛金属腕表钛合金镜框钛合金镜框 用用钛钛-镍镍形状记忆合金制成的人造卫星天线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
12、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课堂小结课堂小结1. 金属具有共同的物理性质：金属具有共同的物理性质：. 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. 物质的物质的性质性质在很大程度上决定了物质的在很大程度上决定了物质的用途用途，但不是，但不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还要考虑唯一的决
13、定因素，在考虑物质的用途时，还要考虑价格、价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素收和对环境的影响等多种因素3.金属材料有各种金属材料有各种纯金属纯金属和和合金合金。在金属中加热融合某。在金属中加热融合某些金属和非金属而制得的合金其性能会发生改变。合金些金属和非金属而制得的合金其性能会发生改变。合金的的强度和硬度强度和硬度一般比组成他们的纯金属一般比组成他们的纯金属更高更高，抗腐蚀性抗腐蚀性能也能也更好更好，因此合金具有更广泛的用途，因此合金具有更广泛的用途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 2 金属材料在现实生活中有极为重要的作 用下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是（）A制造白炽灯灯丝-熔点高B制造飞机-坚硬而质轻C制造装化工原料的容器-耐腐蚀D制造保险丝-硬度大D