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1、应用广泛的金属材料金 属 材 料课题1 金属材料金属材料n n纯金属纯金属和它们的和它们的合金合金统称为统称为金属材料金属材料。n n司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜84.77、锡11.64、铅27.9。充分显示出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n n秦陵铜车马严格按真车马的制作。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为“青铜之冠”。马踏飞燕n n1969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。n n1984年，定为中国旅游标年，定为中国旅游标志图形。志图形。n n2
2、002年，年，“马踏飞燕马踏飞燕”的的仿制品作为国礼赠布什。仿制品作为国礼赠布什。n n铁耙铁耙铁耙铁耙 两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具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的应用一、金属共有的物理性质一、金属共有的物理性质n n常温下金属大都是常温下金属大都是常温下金属大都是常温下金属大都是n n有金属光泽有金属光泽有金属光泽有金属光泽n n大多数金属都是大多数金属都是大多数金属都是大多数金属都是n n有有有有延展性延展性延展性延展性n n有韧性有韧性
3、有韧性有韧性固体固体电和热的良导体电和热的良导体（导电导热性）（导电导热性）（可以拉成细丝，可以展成薄片）（可以拉成细丝，可以展成薄片）（汞汞除外）除外）不同金属也有本身的特性不同金属也有本身的特性n n但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等点、硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如n n大多数金属都是大多数金属都是银白色银白色的，但铜却呈的，但铜却呈 ，金呈金呈 ，在常温下，大多数金属是固态，在常温下，大多数金属是固态，但汞是但汞是 n n（表（表8-1）红色红色黄色黄色液体液体一些金属的物理性质物理性质物理性质物理性质物理
4、性质物理性质比较物理性质比较物理性质比较物理性质比较导电性导电性导电性导电性(以以以以银的导电性为银的导电性为银的导电性为银的导电性为100100作标准作标准作标准作标准)银银银银 铜金铝锌铜金铝锌铜金铝锌铜金铝锌 铁铅铁铅铁铅铁铅(优优优优)100 99 74 61 27 17 7.9 ()100 99 74 61 27 17 7.9 (良良良良)密度密度密度密度/(gcm/(gcm-3-3)金铅金铅金铅金铅 银银银银 铜铜铜铜 铁锌铝铁锌铝铁锌铝铁锌铝(大大大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14
5、 2.7 (小小小小)熔点熔点熔点熔点/钨铁钨铁钨铁钨铁 铜金铜金铜金铜金 银银银银 铝铝铝铝 锡锡锡锡(高高高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232()3410 1535 1083 1064 962 660 232(低低低低)硬度硬度硬度硬度(以金刚以金刚以金刚以金刚石的硬度为石的硬度为石的硬度为石的硬度为1010作标准作标准作标准作标准)铬铬铬铬 铁铁铁铁 银银银银 铜铜铜铜 金金金金 铝铝铝铝 铅铅铅铅(大大大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 )9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-32.5-3 2-2.9 1.5 (2-2.9 1.5 (小小小小
6、)讨论：讨论：讨论：讨论：根据你的生活经验和表所提供的信息，并查阅有关资料分析下根据你的生活经验和表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。列问题。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？3.3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，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？可能会出现什么情况？4.4.4.4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬（为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬（CrCr）？如
7、果镀金）？如果镀金怎么样？怎么样？因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃；而锤因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃；而锤因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃；而锤因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃；而锤子用铅制，容易变形。子用铅制，容易变形。子用铅制，容易变形。子用铅制，容易变形。（1 1 1 1）银在自然界含量少，价格昂贵；（）银在自然界含量少，价格昂贵；（）银在自然界含量少，价格昂贵；（）银在自然界含量少，价格昂贵；（2 2 2 2）银的密度大，）银的密度大，）银的密度大，）银的密度大，不易架设。不易架设。不易架设。不易架设。钨有较高的熔点，且易导电
8、。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。（1 1 1 1）增加水龙头的硬度，使其不易变形（）增加水龙头的硬度，使其不易变形（）增加水龙头的硬度，使其不易变形（）增加水龙头的硬度，使其不易变形（2 2 2 2）不易）不易）不易）不易生锈（生锈（生锈（生锈（3 3 3 3）使水龙头美观大方。镀金更好看，更耐）使水龙头美观大方。镀金更好看，更耐）使水龙头美观大方。镀金更好看，更耐
9、）使水龙头美观大方。镀金更好看，更耐腐蚀，但不经济腐蚀，但不经济腐蚀，但不经济腐蚀，但不经济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n n地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素n n人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素n n目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属n n导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属n n硬度最高的金属硬度最高的金属n n熔点最高
10、的金属熔点最高的金属n n熔点最低的金属熔点最低的金属n n密度最大的金属密度最大的金属n n密度最小的金属密度最小的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇二、合金二、合金1、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金非金属属）熔合熔合形成的形成的有金属特性有金属特性的的混合物混合物。纯铁纯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、抗腐蚀性能增强性能增强 铁的合金铁的合金【实验实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将
11、它们互相刻划，比较它们的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度硬度性质性质比较比较现象现象黄铜黄铜铜铜焊锡焊锡锡锡光泽和光泽和颜色颜色硬度硬度结论结论暗、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硬焊锡比锡硬合金比纯金属硬度大合金比纯金属硬度大讨论：焊锡和武德合金(铅、秘、锡、和镉组成的合金)的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅锡锡秘秘镉镉焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点327327 321321 271271 232232 1831837070启示启示合金的熔点比纯金属低2、合金与组成它们的
12、金属的性质的差异。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金，新型金属材料、钛和钛合金，新型金属材料合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；n合金的硬度合金的硬度大于大于组成它们的金属；组成它们的金属；合金的熔点合金的熔点低于低于组成它们的金属；组成它们的金属；合金的抗腐蚀能力一般合金的抗腐蚀能力一般强于强于各组分金属。各组分金属。二十一世纪的金属材料钛和钛合金 钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨人造骨 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
13、合金被广泛用是具有形状记忆效应的合金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，以及牙齿矫正等医疗材料电的自动控制开关，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:课题一、金属材料课题一、金属材料1、金属的一些物理性质：、金属的一些物理性质：大大多多数数金金属属为为银银白白色色、固固体体、有有光光泽泽、能能导导电电导热、熔沸点高、有延展性导热、熔沸点高、有延展性二、合金二、合金1 1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得可以制得合金合金 2 2、合
14、金的、合金的强度和硬度强度和硬度一般比组成它们的纯金一般比组成它们的纯金属更高，属更高，抗腐蚀抗腐蚀性能也更好性能也更好 纯铁纯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、抗腐蚀性能增强性能增强 一、金属一、金属三三n n建筑建筑n n桥梁桥梁n n器械器械n n车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇n n生活用具生活用具n n其它其它金属材料金属材料 纯金属纯金属 合合 金金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
15、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、在在铁、铝、铜、锌、钛铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：五种金属中：常用于电镀和作干电池电极的金属是常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金生铁和钢是哪种金属的合金 包装糖果、香烟的银白色金属材料包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属常用于制造电线
16、和电缆的金属 常用于航空工业作制造飞机等材料常用于航空工业作制造飞机等材料的金属的金属锌锌铜铜 铝铝铝铝铝铝铁铁钛钛前进3、制造飞机的材料中为什、制造飞机的材料中为什么大量使用么大量使用铝合金铝合金而不用而不用纯纯铝铝？4 4、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5 5、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？6 6、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小小大大大大大大导电性导电性导热性导热性熔点高熔点高 7 7、科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点2500密度密度3g/cm3强度强度与钢相似与钢相似导电性导电性良好良好导热性导热性良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性优异优异 这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。种金属的可能用途。