高中化學(xué)第一單元應(yīng)用廣泛的金屬材料最新精品PPT多媒體課件

1、專題專題3 3 豐富多彩的生活材料豐富多彩的生活材料 材料是人類賴以材料是人類賴以生存生存和和發(fā)展發(fā)展的物質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)，一直是人類基礎(chǔ)，一直是人類進(jìn)步進(jìn)步的重要里程碑。的重要里程碑。石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代都是以材料作標(biāo)志。沒有半導(dǎo)體材料就沒有以材料作標(biāo)志。沒有半導(dǎo)體材料就沒有計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒有耐高溫、高強(qiáng)度的特計(jì)算機(jī)技術(shù)；沒有耐高溫、高強(qiáng)度的特殊材料就沒有航天技術(shù)；沒有光導(dǎo)纖維殊材料就沒有航天技術(shù)；沒有光導(dǎo)纖維就不會(huì)有現(xiàn)代通訊；沒有合成材料，今就不會(huì)有現(xiàn)代通訊；沒有合成材料，今天的生活還會(huì)這么豐富多彩嗎？天的生活還會(huì)這么豐富多彩嗎？東漢東漢馬踏飛燕馬踏飛

2、燕2007年年10月月24日嫦娥日嫦娥-1號(hào)成功發(fā)射號(hào)成功發(fā)射!艾菲爾鐵塔艾菲爾鐵塔各種金屬制品各種金屬制品地殼中元素含量示意圖地殼中元素含量示意圖金屬之最金屬之最硬度最高的金屬硬度最高的金屬熔點(diǎn)最高的金屬熔點(diǎn)最高的金屬熔點(diǎn)最低的金屬熔點(diǎn)最低的金屬地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素目前世界上應(yīng)用最廣、用量最大的金屬元素目前世界上應(yīng)用最廣、用量最大的金屬元素人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素鋁鋁鐵鐵鈣鈣鉻鉻 9度度鎢鎢汞汞 下列金屬制品通常是用哪些金屬材料下列金屬制品通常是用哪些金屬材料制成的制成的? ?各利用了金屬的哪些性質(zhì)各利用了金屬的哪些性質(zhì)? ? 表表3 31

3、 1 組成金屬制品的成分及其性質(zhì)組成金屬制品的成分及其性質(zhì)金屬制品金屬制品金屬成分金屬成分應(yīng)用的金屬性質(zhì)應(yīng)用的金屬性質(zhì)“鋼精鍋鋼精鍋”電線電線燈泡中的燈絲燈泡中的燈絲熔斷器中的保險(xiǎn)絲熔斷器中的保險(xiǎn)絲18K18K金首飾金首飾硬幣或紀(jì)念幣硬幣或紀(jì)念幣AlAl、CuWPb、Sn、Bi、CdAu(Ag、Cu25%)國(guó)內(nèi)的：國(guó)內(nèi)的： 第三套人民幣硬幣第三套人民幣硬幣 1 1元硬幣元硬幣 銅鎳合金銅鎳合金 5 5角硬幣角硬幣 銅鋅合金銅鋅合金 2 2角硬幣角硬幣 銅鋅合金銅鋅合金 1 1角硬幣角硬幣 銅鋅合金銅鋅合金 第四套人民幣硬幣第四套人民幣硬幣 1 1元硬幣元硬幣 鋼芯鍍鎳鋼芯鍍鎳 5 5角硬幣角硬

4、幣 銅鋅合金銅鋅合金 1 1角硬幣角硬幣 鋁鎂合金鋁鎂合金 第五套人民幣硬幣第五套人民幣硬幣 1 1元硬幣元硬幣 鋼芯鍍鎳鋼芯鍍鎳 5 5角硬幣角硬幣 鋼芯鍍銅合金鋼芯鍍銅合金 1 1角硬幣角硬幣 鋁合金鋁合金 1.1.金屬的通性金屬的通性有金屬光澤、易導(dǎo)電導(dǎo)熱、有延展性。有金屬光澤、易導(dǎo)電導(dǎo)熱、有延展性。2.2.金屬的特性金屬的特性（1 1）銅和鋁有良好的導(dǎo)電性。）銅和鋁有良好的導(dǎo)電性。（2 2）金和鋁有良好的延展性。）金和鋁有良好的延展性。（3 3）鎢有很高的熔點(diǎn)。）鎢有很高的熔點(diǎn)。 1 1鋁是一種活潑金屬，為什么可用它制鋁是一種活潑金屬，為什么可用它制作鋁鍋?zhàn)麂X鍋? ?我們?cè)谑褂娩X制炊具

5、時(shí)應(yīng)注意什我們?cè)谑褂娩X制炊具時(shí)應(yīng)注意什么問題么問題? ? 2 2為什么鋁制容器可盛裝濃硫酸和為什么鋁制容器可盛裝濃硫酸和濃硝酸濃硝酸? ? 3 3鐵是活潑金屬，易被腐蝕氧化。鐵是活潑金屬，易被腐蝕氧化。為了延長(zhǎng)鐵制品的使用壽命，人們常用什為了延長(zhǎng)鐵制品的使用壽命，人們常用什么方法加以處理么方法加以處理? ? 鋁具有一定的抗腐蝕能力，這是因?yàn)殇X具有一定的抗腐蝕能力，這是因?yàn)楸砻娴匿X和空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層致表面的鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層致密的氧化膜，阻止了鋁與氧氣的進(jìn)一步反密的氧化膜，阻止了鋁與氧氣的進(jìn)一步反應(yīng)。此外，可采用電解的方法，使鋁表面應(yīng)。此外，可采用電解的方法，使鋁表面形成較厚且

6、致密的保護(hù)膜，增強(qiáng)鋁制品的形成較厚且致密的保護(hù)膜，增強(qiáng)鋁制品的抗腐蝕能力?？垢g能力。 鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化，鋁在冷的濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化，表面生成一層致密的氧化膜，阻止了反應(yīng)表面生成一層致密的氧化膜，阻止了反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。的進(jìn)一步進(jìn)行。（1 1）制成不銹鋼。）制成不銹鋼。（2 2）涂油漆。）涂油漆。（3 3）涂油。）涂油。（4 4）鍍上其他抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬。）鍍上其他抗腐蝕能力強(qiáng)的金屬?！緦?shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)1 1】用坩堝鉗夾持一塊薄鋁片，】用坩堝鉗夾持一塊薄鋁片，在酒精燈上加熱一段時(shí)間，輕輕晃動(dòng)，在酒精燈上加熱一段時(shí)間，輕輕晃動(dòng)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象現(xiàn)象：鋁箔

7、熔化，并且失去了光澤，鋁箔熔化，并且失去了光澤，但是熔化的鋁并沒有脫落下來，但是熔化的鋁并沒有脫落下來，好象有一層膜兜著。好象有一層膜兜著。解釋解釋： 4Al+3O2 = 2Al2O3鋁表面的氧化膜保護(hù)了鋁，構(gòu)成薄膜鋁表面的氧化膜保護(hù)了鋁，構(gòu)成薄膜的氧化鋁的熔點(diǎn)（的氧化鋁的熔點(diǎn)（2050）高于鋁的）高于鋁的熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（660），包在鋁的外面，所），包在鋁的外面，所以熔化了的液態(tài)鋁不會(huì)滴落下來。以熔化了的液態(tài)鋁不會(huì)滴落下來?！緦?shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)2 2】(1)(1)向向1 1只小燒杯里加入只小燒杯里加入20 mL 0.5 molL20 mL 0.5 molL1CuSO1CuSO4 4溶液，把溶液，把1 1

8、小塊鋁片浸入溶液，小塊鋁片浸入溶液，1 12 min2 min后觀察鋁片表面的現(xiàn)象，將現(xiàn)象填寫在表后觀察鋁片表面的現(xiàn)象，將現(xiàn)象填寫在表3232中。中。 (2)(2)取取1 1支試管，加入支試管，加入10 mL 2 molL10 mL 2 molL-1 -1 CHCH3 3COOHCOOH溶液。將溶液。將1 1塊鋁片浸入塊鋁片浸入CHCH3 3COOHCOOH溶液幾分鐘，觀察溶液幾分鐘，觀察并記錄鋁片表面的現(xiàn)象。并記錄鋁片表面的現(xiàn)象。 (3)(3)取取1 1支試管，加入支試管，加入10 mL 2 molL10 mL 2 molL1 1NaOHNaOH溶液。溶液。將將1 1塊鋁片放入塊鋁片放入Na

9、OHNaOH溶液里，片刻后取出，用蒸餾溶液里，片刻后取出，用蒸餾水沖洗后浸入水沖洗后浸入CuSOCuSO4 4溶液里。溶液里。1 12 min2 min后，將鋁片后，將鋁片取出。觀察并記錄鋁片表面發(fā)生的變化。取出。觀察并記錄鋁片表面發(fā)生的變化。鋁絲與硫酸銅鋁絲與硫酸銅溶液反應(yīng)溶液反應(yīng)2Al+3CuSO4=Al2(SO4 )3+3Cu(4)(4)取取1 1支試管，加入支試管，加入10 mL10 mL濃硝酸。將濃硝酸。將1 1塊鋁片塊鋁片放入濃硝酸里，片刻后取出，用蒸餾水沖洗后浸放入濃硝酸里，片刻后取出，用蒸餾水沖洗后浸入入CuS0CuS04 4溶液里。溶液里。l l2 min2 min后，將鋁片

10、取出。觀后，將鋁片取出。觀察并記錄鋁片表面發(fā)生的變化。察并記錄鋁片表面發(fā)生的變化。從上述實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論從上述實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鍪裁唇Y(jié)論? ?（一）存在一、從鋁土礦中提取鋁一、從鋁土礦中提取鋁鋁元素占地殼總量的鋁元素占地殼總量的7 77373，是地殼中，是地殼中含量含量的金屬元素。鋁土礦的金屬元素。鋁土礦( (主主要成分為要成分為，還有少量的，還有少量的FeFe2 2O O3 3、SiOSiO2 2等雜質(zhì)等雜質(zhì)) )是鋁元素在地殼中的主要存在形是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。式之一。 最大最大Al2O3（二）結(jié)構(gòu)很容易失很容易失3e結(jié)論: 鋁有很強(qiáng)的還原性。鋁有很強(qiáng)的還原性。Al3Al （三

11、）物理性質(zhì)鋁是銀白色有金屬光澤的金屬，鋁是銀白色有金屬光澤的金屬，熔點(diǎn)較低（熔點(diǎn)較低（660.4）,是熱和電的良導(dǎo)體。是熱和電的良導(dǎo)體。密度較?。芏容^?。?.7gcm3）,（四）化學(xué)性質(zhì)（1）與非金屬反應(yīng)：）與非金屬反應(yīng)：（2）與酸反應(yīng)）與酸反應(yīng)322O2Al 4Al3O233H2AlCl 2Al6HCl在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。在熱的濃硫酸、濃硝酸，稀硝酸在熱的濃硫酸、濃硝酸，稀硝酸 中反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣。中反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣。與稀硫酸，鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。與稀硫酸，鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。2342423H(SO Al 2AlSO3H)（4）與堿反應(yīng)）與堿反應(yīng)（3）與

12、氧化物反應(yīng)）與氧化物反應(yīng)3232OAl2Fe 2AlOFe高溫2223H2NaAlO O2H2Al2NaOH（五）用途（五）用途鋁合金：主要用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)鋁合金：主要用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè) 以及電子行業(yè)。以及電子行業(yè)。鋁導(dǎo)熱能力強(qiáng)，可用于各種家用器皿。鋁導(dǎo)熱能力強(qiáng)，可用于各種家用器皿。鋁導(dǎo)電能力強(qiáng)，可用于導(dǎo)線。鋁導(dǎo)電能力強(qiáng)，可用于導(dǎo)線。鋁延展性好，可制成鋁箔。鋁延展性好，可制成鋁箔。鋁熱反應(yīng)放出大量熱，可置換鐵。鋁熱反應(yīng)放出大量熱，可置換鐵。1.1.什么叫合金什么叫合金? ?2.2.合金跟純的金屬有什么差別合金跟純的金屬有什么差別? ?合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非合金：由兩

13、種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 “齊齊”是合金的意思。汞的合金常叫汞齊。是合金的意思。汞的合金常叫汞齊。例如鈉汞齊是鈉和汞組成的合金，鋅汞齊例如鈉汞齊是鈉和汞組成的合金，鋅汞齊是鋅和汞組成的合金。除鐵以外，幾乎所是鋅和汞組成的合金。除鐵以外，幾乎所有的金屬都能跟汞形成汞齊。有的金屬都能跟汞形成汞齊。二、常見合金的組成及應(yīng)用二、常見合金的組成及應(yīng)用你知道你知道“鈉汞齊鈉汞齊”是什么嗎？是什么嗎？合金的機(jī)械、物理和化學(xué)性能往往優(yōu)于純金屬，合金的機(jī)械、物理和化學(xué)性能往往優(yōu)于純金屬，因此，人類自古到今主要是生產(chǎn)、研究和應(yīng)用合因此，

14、人類自古到今主要是生產(chǎn)、研究和應(yīng)用合金。人類已知的合金達(dá)數(shù)萬種之多。金。人類已知的合金達(dá)數(shù)萬種之多。合金的性能：合金的性能：1、硬度較大、硬度較大2、熔點(diǎn)一般比各成分金屬低、熔點(diǎn)一般比各成分金屬低思考思考：為什么在純金屬加入其他元素形成合金：為什么在純金屬加入其他元素形成合金以后，它的性能與純金屬有很大的差異呢？以后，它的性能與純金屬有很大的差異呢？ 3、合金的性能可以通過所添加的元素的種、合金的性能可以通過所添加的元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以控制。類、含量和生成合金的條件等來加以控制。合金與各成分金屬相比，具有許多優(yōu)良的物理、合金與各成分金屬相比，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性

15、能?；瘜W(xué)或機(jī)械性能。純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同純金屬和合金的結(jié)構(gòu)不同合金種類合金種類主要組成元素主要組成元素常用生活器件常用生活器件碳鋼碳鋼鐵、碳鐵、碳刀具刀具黃銅黃銅銅、鋅銅、鋅門鎖及家庭裝修材料等門鎖及家庭裝修材料等青銅青銅銅、錫銅、錫青銅器青銅器白銅白銅銅、鎳銅、鎳餐具餐具堅(jiān)鋁堅(jiān)鋁鋁、銅、鎂、錳鋁、銅、鎂、錳門窗框架門窗框架鎂鋁合金鎂鋁合金鎂、鋁鎂、鋁計(jì)算機(jī)和照相機(jī)外殼計(jì)算機(jī)和照相機(jī)外殼武德合金武德合金 鉛、錫、鉍、鎘鉛、錫、鉍、鎘保險(xiǎn)絲保險(xiǎn)絲焊錫焊錫鉛、錫鉛、錫焊接時(shí)使用的材料焊接時(shí)使用的材料表表3 33 3 生活中常見的合金生活中常見的合金生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686碳

16、鋼碳鋼生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686黃銅黃銅生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686青銅青銅生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686白銅白銅生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686堅(jiān)鋁堅(jiān)鋁生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686鎂鋁合金鎂鋁合金生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686武德合金武德合金生活中常見的合金生活中常見的合金P P8686焊錫焊錫1、鐵合金、鐵合金鐵碳合金：鐵碳合金：生鐵：生鐵：鋼：鋼：含碳量為含碳量為2% 4.3%用途：生鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄用途：生鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料造成型

17、，是制造機(jī)座、管道的重要材料用途：鋼有良好的延展性，機(jī)械性能用途：鋼有良好的延展性，機(jī)械性能好，用于制造機(jī)械和交通工具好，用于制造機(jī)械和交通工具含碳量為含碳量為0.3% 0.3% 2% 2%（在高溫條件下，用氧化劑把生（在高溫條件下，用氧化劑把生鐵中的過多的碳和雜質(zhì)除去得鐵中的過多的碳和雜質(zhì)除去得到的鐵合金。）到的鐵合金。）炒菜用的鐵鍋、下水井蓋炒菜用的鐵鍋、下水井蓋是由生鐵鑄造的是由生鐵鑄造的鋼的分類鋼的分類鋼鋼碳素鋼：碳素鋼：合金鋼：合金鋼：低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼如不銹鋼（熔合的金屬為鉻如不銹鋼（熔合的金屬為鉻Cr 和鎳和鎳Ni）在鋼中分別按一定的比例在鋼中分別按一定

18、的比例熔合錳、鎢、鎳、硅等物質(zhì)。熔合錳、鎢、鎳、硅等物質(zhì)。（特種鋼）（特種鋼）生活中的不銹鋼制品生活中的不銹鋼制品不銹鋼是不是在任何情況下都不生銹？不銹鋼是不是在任何情況下都不生銹？在某些情況下（如在海水中），在某些情況下（如在海水中），不銹鋼仍然會(huì)被腐蝕。不銹鋼仍然會(huì)被腐蝕。合金鋼中合金元素的作用合金鋼中合金元素的作用鉻：鉻：增強(qiáng)耐腐蝕性和抗氧化性；增強(qiáng)高溫強(qiáng)度，增強(qiáng)耐腐蝕性和抗氧化性；增強(qiáng)高溫強(qiáng)度，提高高碳鋼的耐磨性提高高碳鋼的耐磨性錳：錳：防止硫引起的脆性；增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和韌性防止硫引起的脆性；增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和韌性鉬：鉬：減少脆性；增強(qiáng)高溫強(qiáng)度；提高紅熱時(shí)的減少脆性；增強(qiáng)高溫強(qiáng)度；提高紅熱時(shí)

19、的硬度和耐磨性等硬度和耐磨性等鎢：鎢：提高高溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度；增強(qiáng)工具鋼的提高高溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度；增強(qiáng)工具鋼的耐磨性等耐磨性等鈷：鈷：提高紅熱時(shí)的硬度和耐磨性；用于制造磁提高紅熱時(shí)的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等性合金等鎳鎳: :合金鋼中合金元素的作用合金鋼中合金元素的作用增強(qiáng)低溫時(shí)的韌性；增強(qiáng)低溫時(shí)的韌性；改變高鉻鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等改變高鉻鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等硅硅: :提高低合金鋼的強(qiáng)度和硬度，提高低合金鋼的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)高溫時(shí)的抗氧化性等增強(qiáng)高溫時(shí)的抗氧化性等2、鋁合金鋁合金鋁合金：向純鋁中加入合金元素如鋁合金：向純鋁中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金屬等。及稀土金屬

20、等。如硬鋁：如硬鋁： Cu 4%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 0.7%性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕性能：密度小、強(qiáng)度大、抗腐蝕帶翼的金屬帶翼的金屬 硬鋁硬鋁 鋁和航空事業(yè)緊緊地連在一起，因鋁和航空事業(yè)緊緊地連在一起，因此，有些國(guó)家把鋁譽(yù)為此，有些國(guó)家把鋁譽(yù)為“帶翼的金屬帶翼的金屬”，即能飛的意思。即能飛的意思。 廣泛用于飛機(jī)、火箭、汽車、火車、廣泛用于飛機(jī)、火箭、汽車、火車、船舶等許多軍用和民用產(chǎn)品中。船舶等許多軍用和民用產(chǎn)品中。高壓鍋是用鋁合金制造的高壓鍋是用鋁合金制造的你還能說出生活中哪些用品是用鋁合金你還能說出生活中哪些用品是用鋁合金制造的嗎？制造的嗎？鋁壺、鋁蓋

21、、洗衣大盆、及其他制品。鋁壺、鋁蓋、洗衣大盆、及其他制品。 在我們的日常生活中，時(shí)常在我們的日常生活中，時(shí)?？梢钥吹戒X合金。從家庭裝修材可以看到鋁合金。從家庭裝修材料到各類日用器具，都有鋁合金料到各類日用器具，都有鋁合金制品。請(qǐng)結(jié)合實(shí)例，說明鋁合金制品。請(qǐng)結(jié)合實(shí)例，說明鋁合金在性能上有什么優(yōu)點(diǎn)。在性能上有什么優(yōu)點(diǎn)。調(diào)查研究調(diào)查研究 質(zhì)輕、強(qiáng)度大、耐腐蝕、易加工。質(zhì)輕、強(qiáng)度大、耐腐蝕、易加工。3、銅合金、銅合金黃銅：黃銅： Cu Zn （含（含Zn 20% 36%）青銅：青銅： Cu Sn （含（含Sn 10% 30%）戰(zhàn)國(guó)初期的曾侯乙編鐘戰(zhàn)國(guó)初期的曾侯乙編鐘（青銅器）（青銅器）4、金合金、金合

22、金 K K金金: :商店里出售的金首飾，上面都標(biāo)有商店里出售的金首飾，上面都標(biāo)有K K數(shù)。數(shù)。K K數(shù)是表示金的純度指標(biāo)，數(shù)是表示金的純度指標(biāo)，K K數(shù)越高，數(shù)越高，表示含金量越高，價(jià)格也越高。表示含金量越高，價(jià)格也越高。24K24K表示含表示含金量達(dá)金量達(dá)99.5%99.5%以上，這種金很軟，強(qiáng)度也較以上，這種金很軟，強(qiáng)度也較差；差；18K18K金表示含金量在金表示含金量在75%75%左右，這種金左右，這種金比純金的硬度和強(qiáng)度大；有些金筆尖是比純金的硬度和強(qiáng)度大；有些金筆尖是14K14K金（含金金（含金58.3%58.3%），硬度就更大一些，也更），硬度就更大一些，也更耐磨。耐磨。你知道什么

23、是你知道什么是24K金、什么是金、什么是18K金嗎？金嗎？5、新型合金、新型合金儲(chǔ)氫合金：儲(chǔ)氫合金：Ti- Fe La-Ni 鈦合金：親生物金屬鈦合金：親生物金屬儲(chǔ)氫合金可用于以儲(chǔ)氫合金可用于以H H2 2為燃料的汽車為燃料的汽車人造骨頭人造骨頭5、新型合金、新型合金形狀記憶合金：形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。鈦鈦鎳合金鎳合金 形狀記憶效應(yīng)可用下圖所示的

24、簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)演形狀記憶效應(yīng)可用下圖所示的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)演示，原本彎彎曲曲的形狀記憶合金絲（示，原本彎彎曲曲的形狀記憶合金絲（a）經(jīng)拉直后（經(jīng)拉直后（b），只要放入盛有熱水的燒杯），只要放入盛有熱水的燒杯中，合金絲就會(huì)迅速恢復(fù)到和原來一摸一中，合金絲就會(huì)迅速恢復(fù)到和原來一摸一樣的彎彎曲曲的形狀（樣的彎彎曲曲的形狀（c）。）。(a) (a) 原始形狀原始形狀 (b) (b) 拉拉 直直(c) (c) 加熱后恢復(fù)加熱后恢復(fù)永不忘本的金屬永不忘本的金屬 形狀記憶合金不僅單次形狀記憶合金不僅單次“記憶記憶”能力幾乎能力幾乎可達(dá)百分之百，即恢復(fù)到和原來一模一樣可達(dá)百分之百，即恢復(fù)到和原來一模一樣的形狀，更可貴之處在

25、于這種的形狀，更可貴之處在于這種“記憶記憶”本本領(lǐng)即使重復(fù)領(lǐng)即使重復(fù)500萬次以上也不會(huì)產(chǎn)生絲毫萬次以上也不會(huì)產(chǎn)生絲毫疲勞斷裂。因此，形狀記憶合金享有疲勞斷裂。因此，形狀記憶合金享有“永永不忘本不忘本”、“百折不撓百折不撓”等美譽(yù)，被比作等美譽(yù)，被比作一個(gè)人應(yīng)具有的永不變節(jié)、堅(jiān)貞不屈的精一個(gè)人應(yīng)具有的永不變節(jié)、堅(jiān)貞不屈的精神和氣節(jié)。神和氣節(jié)。 名副其實(shí)的大力士名副其實(shí)的大力士 形狀記憶合金（形狀記憶合金（a）能撐起自重）能撐起自重100倍以上倍以上的重量，馬達(dá)（的重量，馬達(dá)（b）的驅(qū)動(dòng)力可達(dá)自重的）的驅(qū)動(dòng)力可達(dá)自重的50倍，而螞蟻（倍，而螞蟻（c）和人（）和人（d）則分別是）則分別是20倍倍和

26、和2倍。倍。 （a a）記憶合金（）記憶合金（b b）馬）馬 達(dá)（達(dá)（c c）螞）螞 蟻（蟻（d d） 人人 實(shí)現(xiàn)月、地之間的信息溝通實(shí)現(xiàn)月、地之間的信息溝通 19691969年年7 7月月2020日，乘坐日，乘坐“阿波羅阿波羅-11-11號(hào)號(hào)”登月艙的美國(guó)宇航員阿姆斯特朗在登月艙的美國(guó)宇航員阿姆斯特朗在月球上踏下的第一個(gè)人類的腳印，諦聽月球上踏下的第一個(gè)人類的腳印，諦聽著這位勇士從月宮里傳回的富于哲理的著這位勇士從月宮里傳回的富于哲理的聲音：聲音：“ “ 對(duì)我個(gè)人來說，這只是邁出的對(duì)我個(gè)人來說，這只是邁出的一小步；但對(duì)全人類來說，這是跨了一一小步；但對(duì)全人類來說，這是跨了一大步大步 ” ”。

27、阿姆斯特朗當(dāng)時(shí)的圖像和聲音。阿姆斯特朗當(dāng)時(shí)的圖像和聲音就是通過形狀記憶合金制成的天線從月就是通過形狀記憶合金制成的天線從月球傳輸回地面的。球傳輸回地面的。 月球上使用的形狀記憶合金天線月球上使用的形狀記憶合金天線 （a a）原始形狀（）原始形狀（b b）折成球形裝入登月艙（）折成球形裝入登月艙（c c）太陽能加熱后）太陽能加熱后科學(xué)家用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)現(xiàn)不久的形狀記憶合金絲制成了如科學(xué)家用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)現(xiàn)不久的形狀記憶合金絲制成了如圖（圖（a a）所示的拋物線形天線。在宇宙飛船）所示的拋物線形天線。在宇宙飛船 發(fā)射之前，首先發(fā)射之前，首先將拋物面天線折疊成一個(gè)小球，如圖將拋物面天線折疊成一個(gè)小球，如圖

28、（ b b ）所示，這樣很）所示，這樣很容易就能裝進(jìn)宇宙飛船上的登月艙內(nèi)。當(dāng)?shù)窃屡撛谠虑蛏铣扇菀拙湍苎b進(jìn)宇宙飛船上的登月艙內(nèi)。當(dāng)?shù)窃屡撛谠虑蛏铣晒χ懞螅恍枥锰柕妮椛淠軐?duì)小球加溫，折疊成球形功著陸后，只需利用太陽的輻射能對(duì)小球加溫，折疊成球形的天線因具有形狀的天線因具有形狀 “ “ 記憶記憶 ” ” 功能便會(huì)自然展開，恢復(fù)到功能便會(huì)自然展開，恢復(fù)到原始的拋物面形狀，如圖原始的拋物面形狀，如圖 （ c c ）所示）所示 。 在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用形狀記憶合金在現(xiàn)代臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)形狀記憶合金在現(xiàn)代臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)已獲得廣泛應(yīng)用，正扮演著不可替代的重已獲得廣泛應(yīng)用，正扮演著不可替代的重要角

29、色。例如，各類人體腔內(nèi)支架、心臟要角色。例如，各類人體腔內(nèi)支架、心臟修補(bǔ)器、血栓過濾器、口腔正畸器、人造修補(bǔ)器、血栓過濾器、口腔正畸器、人造骨骼、傷骨固定加壓器、脊柱矯形棒、栓骨骼、傷骨固定加壓器、脊柱矯形棒、栓塞器、節(jié)育環(huán)、醫(yī)用介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合塞器、節(jié)育環(huán)、醫(yī)用介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等，都可以用形狀記憶合金制成。線等等，都可以用形狀記憶合金制成。 醫(yī)用腔內(nèi)支架的應(yīng)用原理示意醫(yī)用腔內(nèi)支架的應(yīng)用原理示意 （a a）預(yù)壓縮）預(yù)壓縮 （b b）受熱擴(kuò)張后）受熱擴(kuò)張后 （c c）植入腔道內(nèi)效果）植入腔道內(nèi)效果作為一類新興的功能材料，形狀記憶合金的很多新作為一類新興的功能材料，形狀記憶合金的很多新用途

30、正不斷被開發(fā)。記憶合金還可以制成任意變形的眼用途正不斷被開發(fā)。記憶合金還可以制成任意變形的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以熱，就可以恢復(fù)原狀。不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加用記憶合金制作。如果不小心碰癟了，只要用電吹風(fēng)加加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，實(shí)在方便。加溫就可恢復(fù)原狀，既省錢又省力，實(shí)在方便。 其它領(lǐng)域的應(yīng)用其它領(lǐng)域的應(yīng)用 除金、鉑外，大多數(shù)金屬都會(huì)發(fā)生腐蝕。鐵除金、鉑外，大多數(shù)金屬都會(huì)發(fā)生腐蝕。鐵器使用時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)生銹；較不活

31、潑的金屬銅在潮器使用時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)生銹；較不活潑的金屬銅在潮濕的空氣中也會(huì)慢慢形成一層綠色的銅銹濕的空氣中也會(huì)慢慢形成一層綠色的銅銹( (俗稱俗稱“銅綠銅綠”) )；銀首飾在空氣中受到微量硫化物的；銀首飾在空氣中受到微量硫化物的作用，表面會(huì)生成硫化銀薄層，逐漸失去光澤。作用，表面會(huì)生成硫化銀薄層，逐漸失去光澤。1、定義：金屬的腐蝕（、定義：金屬的腐蝕（corrosion)是是指金屬或合金與周圍的物質(zhì)接觸，指金屬或合金與周圍的物質(zhì)接觸， 發(fā)生發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被侵蝕損耗的過程，化學(xué)反應(yīng)被侵蝕損耗的過程， 在金屬腐蝕在金屬腐蝕過程中過程中金屬失去電子被金屬失去電子被氧化氧化。MMn失去失去n個(gè)電子個(gè)電子 鐵

32、合金在使用過程中發(fā)生銹蝕的原鐵合金在使用過程中發(fā)生銹蝕的原因是什么因是什么? ?為什么炒過菜的鐵鍋沒有及時(shí)為什么炒過菜的鐵鍋沒有及時(shí)清洗容易生銹清洗容易生銹? ? 鐵器件不僅容易受到環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)鐵器件不僅容易受到環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)( (如酸如酸霧霧) )的侵蝕而發(fā)生化學(xué)腐蝕，在潮濕的空氣中還的侵蝕而發(fā)生化學(xué)腐蝕，在潮濕的空氣中還能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在潮濕的空氣里，鐵器件表能發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在潮濕的空氣里，鐵器件表面吸附了一層水膜。水膜中溶解有氧和少量鹽類面吸附了一層水膜。水膜中溶解有氧和少量鹽類等，形成一薄層電解質(zhì)溶液，與鐵器件中的鐵和等，形成一薄層電解質(zhì)溶液，與鐵器件中的鐵和碳構(gòu)成了許多微小的原

33、電池，發(fā)生原電池反應(yīng)，碳構(gòu)成了許多微小的原電池，發(fā)生原電池反應(yīng)，從而加快了鐵器件腐蝕的速率。從而加快了鐵器件腐蝕的速率。2、分類：、分類：化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕（chemical corrosion）電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕（electrochemical corrosion） 金屬跟周圍的物質(zhì)接觸直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的金屬跟周圍的物質(zhì)接觸直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫化學(xué)腐蝕，如鐵被氯氣、氧氣氧化而腐蝕。腐蝕叫化學(xué)腐蝕，如鐵被氯氣、氧氣氧化而腐蝕。由于鋼鐵中含有少量的碳等雜質(zhì)，在潮濕的空氣中，鋼鐵表由于鋼鐵中含有少量的碳等雜質(zhì)，在潮濕的空氣中，鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜。金屬接觸電解質(zhì)溶液后

34、，面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜。金屬接觸電解質(zhì)溶液后，較活潑的金屬鐵被氧化而腐蝕較活潑的金屬鐵被氧化而腐蝕(Fe(Fe失去電子形成失去電子形成FeFe2 2) )，溶液，溶液中的氫離子或水和氧氣則在碳中的氫離子或水和氧氣則在碳( (或金屬活動(dòng)性比鐵弱的金屬或金屬活動(dòng)性比鐵弱的金屬) )上得到電子被還原上得到電子被還原(H(H得到電子生成得到電子生成H H2 2) )，金屬在這種情況下，金屬在這種情況下發(fā)生的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。發(fā)生的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。析氫腐蝕析氫腐蝕負(fù)：負(fù)：Fe2e=Fe2正：正：2H2e=H2吸氧腐蝕吸氧腐蝕負(fù)：負(fù)：Fe2e=Fe2正：正：O24e2H2O=4OHO3HOF

35、e 2Fe(OH)232332224Fe(OH) O2HO4Fe(OH)2-2Fe(OH) 2OHFe 金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來很多不便，造金屬腐蝕給生產(chǎn)生活帶來很多不便，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道，全世界每年成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約達(dá)7 0007 000億億美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成美元，是地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的損失總和的6 6倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失倍。我國(guó)因金屬腐蝕造成的損失占國(guó)民生產(chǎn)總值占國(guó)民生產(chǎn)總值(GNP)(GNP)的的4 4，鋼鐵因腐蝕而，鋼鐵因腐蝕而報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)

36、年產(chǎn)量的報(bào)廢的數(shù)量約占鋼鐵當(dāng)年產(chǎn)量的25253030。金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。例如，重金金屬腐蝕還可能造成環(huán)境污染。例如，重金屬制成的材料被腐蝕后，重金屬離子就會(huì)進(jìn)屬制成的材料被腐蝕后，重金屬離子就會(huì)進(jìn)入到水體、土壤中，引起重金屬污染。因此，入到水體、土壤中，引起重金屬污染。因此，采取各種措施防止金屬的腐蝕十分必要。采取各種措施防止金屬的腐蝕十分必要。 結(jié)合下列問題，通過調(diào)查和討論了解生活中使結(jié)合下列問題，通過調(diào)查和討論了解生活中使用的鐵器和其他金屬制品采用了哪些防止腐蝕的方用的鐵器和其他金屬制品采用了哪些防止腐蝕的方法，查閱資料分析這些防腐方法的原理。法，查閱資料分析這些防腐方法的原理。

37、1 1鐵質(zhì)自來水管為什么要鍍鋅鐵質(zhì)自來水管為什么要鍍鋅? ?2 2自行車車輪鋼圈鍍鉻有什么作用自行車車輪鋼圈鍍鉻有什么作用? ?鉻是如何鍍上鉻是如何鍍上去的？去的？3 3汽車車身、輪船外殼噴涂的油漆起什么作用汽車車身、輪船外殼噴涂的油漆起什么作用? ?4 4有些小刀的刀片表面帶有藍(lán)黑色的光澤，這是有些小刀的刀片表面帶有藍(lán)黑色的光澤，這是經(jīng)過經(jīng)過“烤藍(lán)烤藍(lán)”處理形成的。你知道什么是處理形成的。你知道什么是“烤藍(lán)烤藍(lán)”嗎嗎? ?為什么刀片要經(jīng)過為什么刀片要經(jīng)過“烤藍(lán)烤藍(lán)”處理處理? ?5 5暫時(shí)不使用的刀具等金屬器件要擦干并涂上油暫時(shí)不使用的刀具等金屬器件要擦干并涂上油或是凡士林，為什么或是凡士林，為什么? ?6 6用不銹鋼代替碳鋼制作鋼鐵器件有什么好處用不銹鋼代替碳鋼制作鋼鐵器件有什么好處? ?3 3、金屬的防護(hù)、金屬的防護(hù)（1 1）覆蓋保護(hù)層；）覆蓋保護(hù)層；（2 2）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)；（3 3）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬，）鋼鐵表面鑲嵌活潑金屬， 如鋅；如鋅；（4 4）鋼鐵連接電源負(fù)極。）鋼鐵連接電源負(fù)極。 有些盛放食