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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49中应用广泛的金属材料用途：建筑、桥梁、器械、车辆、飞机、舰艇、用途：建筑、桥梁、器械、车辆、飞机、舰艇、生活用具生活用具、金属材料金属材料纯金属纯金属合合 金金v司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。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v秦陵铜车马严格按真车马的制作。很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。v铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉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
2、的应用几种常见的金属几种常见的金属 铜铜和和铁铁是人类使用较早的金属，我国是人类使用较早的金属，我国商代就制造青铜器，春秋战国时期就会商代就制造青铜器，春秋战国时期就会冶铁、炼钢。冶铁、炼钢。铝铝的利用要比铜和铁晚得的利用要比铜和铁晚得多，虽是多，虽是100100多年前的事情。但由于多年前的事情。但由于铝铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。铁之后，居第二位。（商代）商代）（春秋战国）（春秋战国）（100100年前）年前）青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝铝石器时代石器时代
3、石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代铝铝铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代铝铝铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代铝铝铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代（商代）商代）（春秋战国）（春秋战国）（100100年前）年前）铝铝铁器时代铁器时代青铜器时代青铜器时代石器时代石器时代根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出金属具有哪些物理性质？你又可以总结出金属具有哪些物理性质？
4、有金属光泽有金属光泽良好的导电性良好的导电性良好的导热性良好的导热性良好的延展性良好的延展性（能拉成细丝）（能拉成细丝）延展性（展成薄片）延展性（展成薄片）能够弯曲能够弯曲大多数金属为大多数金属为大多数金属为大多数金属为大多数金属大多数金属大多数金属大多数金属大多数金属大多数金属铜（紫红色）铜（紫红色）金（黄色）金（黄色）汞（液态）汞（液态）银白色银白色固体固体有金属光泽有金属光泽能导电导热能导电导热熔沸点高熔沸点高 有延展性有延展性但是，（除在色态有不同外）不同金属的导电性、导但是，（除在色态有不同外）不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等热性、密度、熔点、硬度等物理性质物理性质差别也
5、较大差别也较大v讨论：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？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？通过观察上面的表格，你对金属的物理性质又有哪些新的认识？一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。一般情况下，金属的密度比较大、熔点比较高、硬度比较大。铅的硬度小铅的硬度小铅的硬度小铅的硬度小,而铁的硬
6、度而铁的硬度而铁的硬度而铁的硬度大大2.2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多3.3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡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？制的话，可能会出现什么情况？制的话，可能会出现什么情况？制的话，可能会出现什么情况？钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝
7、易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。钨的熔点高，锡的熔点低；如果用锡，则锡丝易烧断。4 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样?铬硬度大铬硬度大铬硬度大铬硬度大,耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小耐磨、美观，又防锈；金的价格高、硬度小如果镀金则会增加成本且不耐用。如果镀金则会增加成本且不耐用。如果镀金则会增加成本且不耐用。如果镀金则会增加成
8、本且不耐用。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(以以银的导电性为银的导电性为100作标准作标准)银银 铜金铝锌铜金铝锌 铁铅铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅金铅 银银 铜铜 铁锌铝铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁钨铁 铜金铜金 银银 铝铝 锡锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232(低低)硬度硬度(以金刚以金刚石的硬度为石的硬度为10作标准作标准)铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅(大大)9 4-5 2.5
9、-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)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，首考虑物质的用途时，首先要考虑物质的先要考虑物质的_，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、
10、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大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、易加工我们的生活与金属密切关系，填空我们的生活与金属密切关系，填空:v日常生活中，用于家用热水瓶内胆日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的银白色金属是壁上的银白色金属是_，温度，温度计中填充的金属是计中填充的金属是_。v家用铁制的锅铲上部，常加一木柄家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有或塑料柄，这说明铁具有_性，性，铁能拉成铁丝，说明铁具有铁能拉成铁丝，说明铁具有_性。性。银银(A
11、g)(Ag)汞汞(H(Hg g)导热导热延展延展制造飞机的材料中，大量使用制造飞机的材料中，大量使用铝铝合金，合金，为什么不使用为什么不使用纯铝纯铝呢？呢？就是在金属中就是在金属中加热熔合加热熔合某些某些金属或非金属形成的具有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。注意：合金中并非都是金属，组成注意：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。纯纯铁铁铁的合金铁的合金（含（含碳量碳量不同）不同）生铁生铁钢钢（2%4.3%）硬度比纯铁硬）硬度比纯铁硬（0.03%2%）硬度、抗腐蚀）硬度、抗腐
12、蚀性能增强性能增强 铁的合金铁的合金黄铜黄铜黄铜黄铜(铜锌合金铜锌合金铜锌合金铜锌合金),),外观像金外观像金外观像金外观像金焊锡焊锡焊锡焊锡(锡铅合金锡铅合金锡铅合金锡铅合金)18K18K黄金黄金黄金黄金(含金量含金量含金量含金量75%)75%)合金与组成它们的金属在性质上有什么不同？合金与组成它们的金属在性质上有什么不同？合金与组成它们的金属在性质上有什么不同？合金与组成它们的金属在性质上有什么不同？性质比较性质比较现象现象黄铜黄铜铜铜焊锡焊锡锡锡光泽和颜光泽和颜色色硬度硬度结论结论黄黄黄黄 色色色色紫红色紫红色紫红色紫红色灰白色灰白色灰白色灰白色银白色银白色银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜
13、硬焊锡比锡硬焊锡比锡硬合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高【实验实验8-1】比较黄铜片和铜片、将它们互相刻划，比较黄铜片和铜片、将它们互相刻划，比较它们的硬度比较它们的硬度焊锡焊锡是是锡和铅锡和铅的合金，主要用于焊接金属等；的合金，主要用于焊接金属等；武德武德合金合金是是铋、铅、锡和镉铋、铅、锡和镉的合金，可用于制电路保险的合金，可用于制电路保险丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德
14、合金熔点熔点/327 321 271 23218370启示启示合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低合金的熔点比组成它的纯金属的熔点都低结论：合金与纯金属相比结论：合金与纯金属相比 更大的硬度更大的硬度 较低的熔点较低的熔点 更高的强度更高的强度(韧性好韧性好,耐拉伸、耐弯曲耐拉伸、耐弯曲)更好的抗腐蚀性能更好的抗腐蚀性能 所以，尽管目前人类已制得的纯金属所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有只有90余种，但人们为适用各种用途而将余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成和质量比制得的合这些纯金属按一定组成和质量比制得
15、的合金已达几千种。金已达几千种。所见过的所见过的金属制品金属制品锅锅壶壶菜刀菜刀水龙水龙头头电电线线所用的金属材料所用的金属材料铁铁铝铝铁铁铜铜铜铜用途用途炒炒菜菜烧水烧水 切菜切菜水开水开关关导导线线所利用的性质所利用的性质 我们日常生活用品很多是用金属材料制我们日常生活用品很多是用金属材料制成的。根据生活经验，填写下表：成的。根据生活经验，填写下表：导热导热导热导热硬度硬度大大耐腐耐腐蚀蚀导电导电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
16、制成铁丝或铁片（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易发生火险，）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、联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅做炊具？、联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅做炊具？答答：中国的炊具能补充人体需要的铁元素。中国的炊具能补充人体需要的铁元素。一架波音一架波音767大型飞机约由大型飞机约由70%的铝及其合金构成。的铝及其合金构成。铝和铝合金的应用铝和铝合金的应用1 1、铝合金铝合金铝合金铝合金做用于制造飞行做用于制造飞
17、行做用于制造飞行做用于制造飞行是利用了什么性质是利用了什么性质是利用了什么性质是利用了什么性质？铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。2 2、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量使用使用使用使用铝合金铝合金铝合金铝合金做门窗，而做门窗，而做门窗，而做门窗，而不用不用不用不用纯铝纯铝纯铝纯铝？铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。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，因此可用来制造人造骨 钛钛和和钛钛合合金金是是2121世
18、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、船船舶舶、化化工工和通讯设备等和通讯设备等钛金属手表钛金属手表1、制作电线的金属材料一般是、制作电线的金属材料一般是 ()A.铁铁 B.铜铜 C.银银 D.镁镁2、下列各组中的两种物质都属于
19、混合物的是、下列各组中的两种物质都属于混合物的是 ()A.钢钢 不锈钢不锈钢 B.铜铜 青铜青铜 C.铁铁 生铁生铁 D.锡锡 焊锡焊锡3、下列有关合金的说法正确的是、下列有关合金的说法正确的是 ()A.合金缺少金属光泽合金缺少金属光泽 B.合金种类只有合金种类只有90余种余种 C.合金属于化合物合金属于化合物 D.合金的很多性能比它的纯金属优异合金的很多性能比它的纯金属优异BAD4、下列对金属的性质描述正确的是、下列对金属的性质描述正确的是 （）A.金属在常温下都是固体金属在常温下都是固体 B.金属的熔点都比较低金属的熔点都比较低 C.金属大多为电和热的优良导体金属大多为电和热的优良导体 D
20、.金属缺乏延展性金属缺乏延展性5、钛和钛合金是、钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的好的“相容性相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（）A.用来做保险丝用来做保险丝 B.用于制造航天设备用于制造航天设备 C.用于核潜艇设备的制造用于核潜艇设备的制造 D.可用来制造人造骨可用来制造人造骨6、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
21、料需要具有什么性质？CA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、易加工学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1 1 1 1金金金金属属属属具具具具有有有有很很很很多多多多共共共共同同同同的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质。如如如如，常常常常温温温温下下下下它它它它们们们们都都都都是是是是固固固固体体体体(汞汞汞汞除除除除外外外外)，有有有有金金金金属属属属光光光光泽泽泽泽，大大大大多多多多数数数数为为为为电电电电和和和和热热热热的的的的优优优优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。良导体，有延展性，密度较大，熔点
22、较高。良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。2 2 2 2物物物物质质质质的的的的性性性性质质质质在在在在很很很很大大大大程程程程度度度度上上上上决决决决定定定定了了了了物物物物质质质质的的的的用用用用途途途途，但但但但这这这这不不不不是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的决决决决定定定定因因因因素素素素。在在在在考考考考虑虑虑虑物物物物质质质质的的的的用用用用途途途途时时时时，还还还还需需需需要要要要考考考考虑虑虑虑价价价价格格格格、资资资资源源源源、是是是是否否否否美美美美观观观观、使使使使用用用用是是是是否否否否便便便便利利利利，以以以以及及及及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。废料是
23、否易于回收和对环境的影响等多种因素。废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。3 3 3 3金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金金属材料包括铁、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，其性属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性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它们的能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的能会发生改变。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，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。更广泛的用途。更广泛的用途。更广泛的用途。金属材料金属材料v建筑建筑v桥梁桥梁v器械器械v车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇v生活用具生活用具v其它其它纯金属纯金属合合 金金