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1、第三节第三节 用途广泛的用途广泛的金属材料金属材料 在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料制成的。制成的。制成的。制成的。空间金属空间金属空间金属空间金属深海金属深海金属深海金属深海金属人类使用材料的进化顺序人类使用材料的进化顺序材料的分类材料的分类石器时代石器时代石器时代石器时代铜器时代铜器时代铜器
2、时代铜器时代铁器时代铁器时代铁器时代铁器时代材材材材料料料料金属材料金属材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料非金属材料非金属材料合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料合成高分子材料合金材料合金材料合金材料合金材料纯金属纯金属纯金属纯金属合成材料合成材料合成材料合成材料一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 学与问学与问 初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性质？么是合金吗？合金有哪些优良的性质？么是合金吗？合金有哪些优良的性质？么
3、是合金吗？合金有哪些优良的性质？你知道合金在生活中有哪些用途吗？请举出一你知道合金在生活中有哪些用途吗？请举出一你知道合金在生活中有哪些用途吗？请举出一你知道合金在生活中有哪些用途吗？请举出一些例子。些例子。些例子。些例子。合合合合金金金金是是是是由由由由一一一一种种种种金金金金属属属属跟跟跟跟其其其其他他他他一一一一种种种种或或或或几几几几种种种种金金金金属属属属（或或或或金金金金属属属属跟跟跟跟非非非非金金金金属属属属）一一一一起起起起熔熔熔熔合合合合而而而而成成成成的的的的具具具具有有有有金金金金属属属属特特特特性性性性的的的的物物物物质。合金属于混合物。质。合金属于混合物。质。合金属于
4、混合物。质。合金属于混合物。合合合合金金金金具具具具有有有有许许许许多多多多优优优优良良良良的的的的物物物物理理理理、化化化化学学学学或或或或机机机机械械械械性性性性能能能能，在在在在许许许许多多多多方方方方面面面面不不不不同同同同于于于于各各各各组组组组分分分分金金金金属属属属，例例例例如如如如，合合合合金金金金的的的的硬硬硬硬度度度度一一一一般般般般比比比比它它它它的的的的各各各各成成成成分分分分金金金金属属属属的的的的大大大大，合合合合金金金金的的的的熔熔熔熔点点点点比比比比各各各各成成成成分分分分金属的金属的金属的金属的低低低低。在在在在工工工工农农农农业业业业生生生生产产产产和和和和
5、日日日日常常常常生生生生活活活活中中中中，我我我我们们们们很很很很少少少少使使使使用用用用纯纯纯纯金金金金属属属属，而而而而主主主主要要要要使使使使用用用用合合合合金金金金，常常常常见见见见的的的的合合合合金金金金有有有有铜铜铜铜合合合合金金金金、铁铁铁铁合金合金合金合金和和和和铝合金铝合金铝合金铝合金等。等。等。等。1.铜合金：我国使用最早的合金铜合金：我国使用最早的合金白铜白铜白铜白铜：主要含铜、镍和锌（少量锰）：主要含铜、镍和锌（少量锰）：主要含铜、镍和锌（少量锰）：主要含铜、镍和锌（少量锰），它不容易生铜绿，常用，它不容易生铜绿，常用，它不容易生铜绿，常用，它不容易生铜绿，常用于制造精
6、密仪器和装饰品。于制造精密仪器和装饰品。于制造精密仪器和装饰品。于制造精密仪器和装饰品。青铜青铜青铜青铜：主要含铜、锡和铅，有良好：主要含铜、锡和铅，有良好：主要含铜、锡和铅，有良好：主要含铜、锡和铅，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零件，如轴承、齿要用于制造机器零件，如轴承、齿要用于制造机器零件，如轴承、齿要用于制造机器零件，如轴承、齿轮等。轮等。轮等。轮等。黄铜黄铜黄铜黄铜：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有良好：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有良好：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝）
7、，有良好：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。器零件、仪表和日用品。器零件、仪表和日用品。器零件、仪表和日用品。钢钢钢钢碳素钢：碳素钢：碳素钢：碳素钢：铁和碳的合金铁和碳的合金铁和碳的合金铁和碳的合金合金钢：合金钢：合金钢：合金钢：在碳素钢中加在碳素钢中加在碳素钢中加在碳素钢中加入铬、锰、钨、入铬、锰、钨、入铬、锰、钨、入铬、锰、钨、镍、钼、钴等镍、钼、钴等镍、钼、钴等镍、钼、钴等合金元素合金元素
8、合金元素合金元素低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢含碳量低于含碳量低于含碳量低于含碳量低于0.3%0.3%0.3%0.3%中碳钢中碳钢中碳钢中碳钢含碳量含碳量含碳量含碳量0.3%0.3%0.3%0.3%0.6%0.6%0.6%0.6%高碳钢高碳钢高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于含碳量高于含碳量高于0.6%0.6%0.6%0.6%（1 1）钢的种类钢的种类钢的种类钢的种类2.钢：用量最大、用途最广的合金钢：用量最大、用途最广的合金镍、铬镍、铬镍、铬镍、铬不锈钢，抗腐性强，不锈钢，抗腐性强，不锈钢，抗腐性强，不锈钢，抗腐性强，不易氧化不易氧化不易氧化不易氧化铬、钨铬、钨铬、钨铬、钨高速钢，硬度大，高速钢，硬
9、度大，高速钢，硬度大，高速钢，硬度大，韧性很强韧性很强韧性很强韧性很强锰、硅锰、硅锰、硅锰、硅锰硅钢，韧性特强锰硅钢，韧性特强锰硅钢，韧性特强锰硅钢，韧性特强铁的合金铁的合金铁的合金铁的合金生铁生铁生铁生铁钢钢钢钢 C%C%2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2%其他杂质其他杂质其他杂质其他杂质SiSi、MnMn、S S、P P（较多）（较多）（较多）（较多）SiSi、MnMn、S S、P P（较少）（较少）（较少）（较少）机械性能机械性能机械性能机械性能质硬而脆、无韧性质硬而脆、无韧性质硬而脆、无韧性质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可坚硬、韧性大、可坚硬、韧性大、可坚硬、韧性大、可
10、塑性好。塑性好。塑性好。塑性好。（2 2）生铁与钢的比较）生铁与钢的比较）生铁与钢的比较）生铁与钢的比较名称名称名称名称组成组成组成组成主要性质主要性质主要性质主要性质主要用途主要用途主要用途主要用途铝合金铝合金铝合金铝合金 含镁含镁含镁含镁10%10%10%10%30%30%30%30%硬度和强度都比硬度和强度都比硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、火箭、飞机、火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业轮船等制造业轮船等制造业硬铝硬铝硬铝硬铝含铜含铜含铜含铜4%4%4%4%、镁镁镁镁0.5%0.5%0.5%0.5%、锰锰锰锰0.5%0
11、.5%0.5%0.5%、硅硅硅硅0.7%0.7%0.7%0.7%硬度和强度都比硬度和强度都比硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、火箭、飞机、火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业轮船等制造业轮船等制造业钛合金钛合金钛合金钛合金含铝含铝含铝含铝6%6%6%6%钒钒钒钒4%4%4%4%耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、高强度高强度高强度高强度用于飞机、宇用于飞机、宇用于飞机、宇用于飞机、宇航、化学工业航、化学工业航、化学工业航、化学工业金合金金合金金合金金合金加入银、铜、加入银、铜、加入银、铜、加入银、铜、
12、稀土元素等稀土元素等稀土元素等稀土元素等有光泽、易加工、有光泽、易加工、有光泽、易加工、有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀金饰品、电子金饰品、电子金饰品、电子金饰品、电子元件、钱币、元件、钱币、元件、钱币、元件、钱币、笔尖笔尖笔尖笔尖（3 3）其它几种常见合金的组成、性质、用途）其它几种常见合金的组成、性质、用途黄金黄金黄金黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入银、银、银、银、铜、锌铜、锌铜、锌铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯等金属以增加黄金的
13、强度和韧性。黄金的纯等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在度越高其越柔软，纯度越低其越硬。黄金的纯度在珠宝首饰行业通常用珠宝首饰行业通常用珠宝首饰行业通常用珠宝首饰行业通常用KK表示。表示。表示。表示。KK数与含金量的关系式：数与含金量的关系式：数与含金量的关系式：数与含金量的关系式：Au%=K/24 100%Au%=K/24 100%，即即即即1K=4.166%1K=4.166%，如，如，如，如18K18K（75%75%）、
14、）、）、）、22K22K（91.6%91.6%）、）、）、）、24K24K（100%100%）理论说法，实际不存在，但有足金理论说法，实际不存在，但有足金理论说法，实际不存在，但有足金理论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少于（含金量不少于（含金量不少于（含金量不少于9999）、千足金（含金量不少于）、千足金（含金量不少于）、千足金（含金量不少于）、千足金（含金量不少于99.999.9）的说法）的说法）的说法）的说法 。资料卡片资料卡片1.1.硬铝是硬铝是硬铝是硬铝是AlAl、CuCu、MgMg、MnMn、SiSi的合金，它可以用的合金，它可以用的合金，它可以用的合金，它可以用来作制造飞机的
15、材料，与同学交流一下，这种合金来作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金来作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金来作制造飞机的材料，与同学交流一下，这种合金最大的优势是什么？它的主要成分是最大的优势是什么？它的主要成分是最大的优势是什么？它的主要成分是最大的优势是什么？它的主要成分是AlAl，为什么不，为什么不，为什么不，为什么不可以直接用可以直接用可以直接用可以直接用AlAl来制造飞机呢？来制造飞机呢？来制造飞机呢？来制造飞机呢？2.2.合金有许多有益的用途，可有些不法之徒却用合金有许多有益的用途，可有些不法之徒却用合金有许多有益的用途，可有些不法之徒却用合金有许多有益的用途，可有些不
16、法之徒却用Cu-ZnCu-Zn合金制成假元宝、假手饰来骗人。运用你所合金制成假元宝、假手饰来骗人。运用你所合金制成假元宝、假手饰来骗人。运用你所合金制成假元宝、假手饰来骗人。运用你所学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢？学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢？学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢？学的知识，想一想用什么方法可以戳穿他们呢？二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料 某某某某家家家家庭庭庭庭准准准准备备备备装装装装修修修修窗窗窗窗户户户户(计计计计划划划划使使使使用用用用10101010年年年年)，可可可可供供供供选选选选用用用用的
17、的的的材材材材料料料料有有有有：木木木木材材材材、钢钢钢钢铁铁铁铁、铝铝铝铝合合合合金金金金、塑塑塑塑钢钢钢钢。请请请请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由调查分析选用哪种材料比较好？说明理由调查分析选用哪种材料比较好？说明理由调查分析选用哪种材料比较好？说明理由。提提提提示示示示：选选选选用用用用材材材材料料料料时时时时，常常常常常常常常考考考考虑虑虑虑以以以以下下下下几几几几个个个个方方方方面面面面：主主主主要要要要用用用用途途途途、外外外外观观观观、物物物物理理理理性性性性质质质质、化化化化学学学学性性性性质质质质、价价价价格格格格、加加加加工难度、日常维护、对环境的影响等。工难度、日常
18、维护、对环境的影响等。工难度、日常维护、对环境的影响等。工难度、日常维护、对环境的影响等。金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。诸方面因素。诸方面因素。诸方面因素。我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合我国的
19、金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需要我们每个人都必须付出努力的。用等是需要我们每个人都必须付出努力的。用等是需要我们每个人都必须付出努力的。用等是需要我们每个人都必须付出努力的。请你扮演下列不同的角色对请你扮演下列不同的角色对请你扮演下列不
20、同的角色对请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止使用是否应该停止使用是否应该停止使用是否应该停止使用铝质饮料罐铝质饮料罐铝质饮料罐铝质饮料罐”谈一谈自己的看法？谈一谈自己的看法？谈一谈自己的看法？谈一谈自己的看法？A.A.饮料公司老板的心思饮料公司老板的心思饮料公司老板的心思饮料公司老板的心思B.B.开采铝矿工人的声音开采铝矿工人的声音开采铝矿工人的声音开采铝矿工人的声音C.C.生产铝质饮料罐工人诉求生产铝质饮料罐工人诉求生产铝质饮料罐工人诉求生产铝质饮料罐工人诉求D.D.售货员的话售货员的话售货员的话售货员的话E.E.消费者有话要说消费者有话要说消费者有话要说消费者有话要说F.F.环保官员的
21、呼吁环保官员的呼吁环保官员的呼吁环保官员的呼吁G.G.公司回收人员的说法公司回收人员的说法公司回收人员的说法公司回收人员的说法 实践活动实践活动 听证会共识：听证会共识：听证会共识：听证会共识：使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料使用铝质饮料罐有利有弊，但回收铝质饮料罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。罐是目前扬长避短的最有效也是最急迫的做法。环境保护是全社会的共识，投身环保，是我们大环境保护是全社会的共识，投身环保，是我们大环
22、境保护是全社会的共识，投身环保，是我们大环境保护是全社会的共识，投身环保，是我们大家共同的责任。家共同的责任。家共同的责任。家共同的责任。用途广泛的稀土金属用途广泛的稀土金属稀土元素是周期表中稀土元素是周期表中稀土元素是周期表中稀土元素是周期表中IIIBIIIB族钪、钇和镧系元素的总族钪、钇和镧系元素的总族钪、钇和镧系元素的总族钪、钇和镧系元素的总称，共称，共称，共称，共1717个元素。个元素。个元素。个元素。科学视野科学视野 稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功
23、能千变万化，用途各异的新型材料，被称为化，用途各异的新型材料，被称为化，用途各异的新型材料，被称为化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维现代工业的维现代工业的维现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库生素，和神奇的新材料宝库生素，和神奇的新材料宝库生素，和神奇的新材料宝库”。金属材料金属材料金属材料金属材料纯金属：纯金属：纯金属：纯金属：合金：合金：合金：合金：最简单的金属材料最简单的金属材料最简单的金属材料最简单的金属材料具有优良特性的金属材料具有优良特性的金属材料具有优良特性的金属材料具有优良特性的金属材料1.1.合金的概念：合金的概念：合金的概念：合金的概念：2.2.合金的性能：合金的
24、性能：合金的性能：合金的性能：熔点低于任一组分熔点低于任一组分熔点低于任一组分熔点低于任一组分硬度大于任一组分硬度大于任一组分硬度大于任一组分硬度大于任一组分3.3.使用不同的原料，改变原料的配比，改变制造使用不同的原料，改变原料的配比，改变制造使用不同的原料，改变原料的配比，改变制造使用不同的原料，改变原料的配比，改变制造合金的工艺，可制得不同性能的合金。合金的工艺，可制得不同性能的合金。合金的工艺，可制得不同性能的合金。合金的工艺，可制得不同性能的合金。4.4.合金比纯金属有更广泛的用途合金比纯金属有更广泛的用途合金比纯金属有更广泛的用途合金比纯金属有更广泛的用途小结小结1 1下列物下列物
25、下列物下列物质质质质，不属于合金的是（，不属于合金的是（，不属于合金的是（，不属于合金的是（）A A硬硬硬硬铝铝铝铝 B B黄黄黄黄铜铜铜铜 C C钢铁钢铁钢铁钢铁 D D水水水水银银银银2 2我国使用最早的合金是（我国使用最早的合金是（我国使用最早的合金是（我国使用最早的合金是（）A A青青青青铜铜铜铜 B B白白白白铜铜铜铜 C C生生生生铁铁铁铁 D D石石石石块块块块3 3下列几种合金硬度最大的是（下列几种合金硬度最大的是（下列几种合金硬度最大的是（下列几种合金硬度最大的是（）A A生生生生铁铁铁铁 B B低碳低碳低碳低碳钢钢钢钢 C C中碳中碳中碳中碳钢钢钢钢 D D高碳高碳高碳高碳
26、钢钢钢钢D DA A练习练习A A4 4合金有合金有合金有合金有许许许许多特点，如多特点，如多特点，如多特点，如NaNaKK合金合金合金合金为为为为液体，而液体，而液体，而液体，而单单单单质质质质的的的的NaNa、KK均均均均为为为为固固固固态态态态。据此推。据此推。据此推。据此推测测测测生生生生铁铁铁铁、铁铁铁铁、碳三、碳三、碳三、碳三种物种物种物种物质质质质中，熔点最低的是（中，熔点最低的是（中，熔点最低的是（中，熔点最低的是（）。A A生生生生铁铁铁铁 B B纯铁纯铁纯铁纯铁 C C碳碳碳碳 D D无法确定无法确定无法确定无法确定5 5除去除去除去除去铜铜铜铜粉中的粉中的粉中的粉中的铝铝
27、铝铝粉，不可粉，不可粉，不可粉，不可选选选选用的用的用的用的试剂试剂试剂试剂是（是（是（是（）A A稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸 B BCuSOCuSO4 4溶液溶液溶液溶液 C CNaOHNaOH溶液溶液溶液溶液 D DAgNOAgNO3 3溶液溶液溶液溶液A AD D6 6铝铝铝铝在人体内会引起慢性中毒，引起老年痴呆症，在人体内会引起慢性中毒，引起老年痴呆症，在人体内会引起慢性中毒，引起老年痴呆症，在人体内会引起慢性中毒，引起老年痴呆症，19891989年世界年世界年世界年世界卫卫卫卫生生生生组织组织组织组织将将将将铝铝铝铝确定确定确定确定为为为为“食品食品食品食品污污污污染源之一染源之一染源
28、之一染源之一”而加以而加以而加以而加以 控制。控制。控制。控制。铝铝铝铝在下列使用在下列使用在下列使用在下列使用场场场场合一般无需控制合一般无需控制合一般无需控制合一般无需控制的是（的是（的是（的是（）A A电线电缆电线电缆电线电缆电线电缆 B B牙膏皮牙膏皮牙膏皮牙膏皮 C C制造炊具餐具制造炊具餐具制造炊具餐具制造炊具餐具 D D糖果香烟包装糖果香烟包装糖果香烟包装糖果香烟包装A A7 7古代的古代的古代的古代的药药药药金与金相似，常被金与金相似，常被金与金相似，常被金与金相似，常被误认为误认为误认为误认为金子，冶金子，冶金子，冶金子，冶炼炼炼炼的方法如下：将碳酸的方法如下：将碳酸的方法如下：将碳酸的方法如下：将碳酸锌锌锌锌、赤、赤、赤、赤铜铜铜铜（CuCu2 2OO）、木炭混）、木炭混）、木炭混）、木炭混合加合加合加合加热热热热到到到到800800，得到金光，得到金光，得到金光，得到金光闪闪闪闪闪闪闪闪的的的的“药药药药金金金金”（1 1）冶）冶）冶）冶炼炼炼炼的化学方程式的化学方程式的化学方程式的化学方程式_（2 2）药药药药金的主要成分金的主要成分金的主要成分金的主要成分_CuCu和和和和ZnZnC+ZnCOC+ZnCO3 3+Cu+Cu2 2O =2Cu+Zn+2COO =2Cu+Zn+2CO2 2 800800