第八單元課題1金屬材料

1、第八單元第八單元 金屬和金屬材料金屬和金屬材料課題課題1 金屬材料金屬材料我們的生活離不開金屬我們的生活離不開金屬根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn), 說出所知道的常見的金屬有哪些說出所知道的常見的金屬有哪些? 你說出的這些金屬，不是純金屬就是合金?；蛘吣阏f出的這些金屬，不是純金屬就是合金?；蛘哒f：說：金屬材料包括兩大類：純金屬與合金。金屬材料包括兩大類：純金屬與合金。人類使用人類使用金屬經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程：金屬經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過程：石器石器青銅器青銅器鐵器鐵器鋁和鋁合金時(shí)代鋁和鋁合金時(shí)代鈦和鈦合金時(shí)代鈦和鈦合金時(shí)代 中國(guó)人從商代就開始使用青銅器，春秋時(shí)期會(huì)冶中國(guó)人從商代就開始使用青銅器，春秋時(shí)期會(huì)冶

2、 鐵，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期會(huì)煉鋼，現(xiàn)在大量使用鋁合金等材料。鐵，戰(zhàn)國(guó)時(shí)期會(huì)煉鋼，現(xiàn)在大量使用鋁合金等材料。鋁的使用只有鋁的使用只有100多年的歷史。多年的歷史。21世紀(jì)是鈦和鈦合金世紀(jì)是鈦和鈦合金時(shí)代。目前，年產(chǎn)量居前三位的金屬依次時(shí)代。目前，年產(chǎn)量居前三位的金屬依次是是 。鐵鐵 鋁鋁 銅銅 司母戊鼎是中國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器。司母戊鼎含銅84.77、錫11.64、鉛27.9。充分顯示出商代青銅鑄造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平。 秦陵銅車馬嚴(yán)格按真車馬的制作 。造型精美，比例恰當(dāng)，裝飾華麗，工藝精湛，形體龐大，所以很多專家學(xué)者把它稱之為“青銅之冠”。 馬踏飛燕 1969年，在甘肅武威出土。年，在甘肅武威出土

3、。中國(guó)雕塑史上的不朽之作。中國(guó)雕塑史上的不朽之作。 1984年，定為中國(guó)旅游標(biāo)志年，定為中國(guó)旅游標(biāo)志圖形。圖形。 2002年，年， “馬踏飛燕馬踏飛燕”的仿的仿制品作為國(guó)禮贈(zèng)布什。制品作為國(guó)禮贈(zèng)布什。 鐵耙鐵耙 兩漢時(shí)期西漢兩漢時(shí)期西漢農(nóng)具農(nóng)具一架波音一架波音767大型飛大型飛機(jī)約由機(jī)約由70%的鋁及其的鋁及其合金構(gòu)成。合金構(gòu)成。20世紀(jì)，鋁和世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用鋁合金的應(yīng)用二十一世紀(jì)的金屬材料鈦和鈦合金可作人造骨的鈦合金可作人造骨的鈦合金應(yīng)用廣泛的金屬材料金屬材料金屬材料 建筑建筑 橋梁橋梁 器械器械 車輛、飛機(jī)、艦艇車輛、飛機(jī)、艦艇 生活用具生活用具 其它其它純金屬純金屬合合 金金根據(jù)下

4、面的圖片，你能說出金屬的用途嗎？從中根據(jù)下面的圖片，你能說出金屬的用途嗎？從中你又可以總結(jié)出金屬具有哪些物理性質(zhì)？你又可以總結(jié)出金屬具有哪些物理性質(zhì)？有金屬光澤有金屬光澤良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性良好的延展性良好的延展性（能拉成細(xì)絲）（能拉成細(xì)絲）延展性（展成薄片）延展性（展成薄片）能夠彎曲能夠彎曲一、金屬共有的物理性質(zhì) 常溫下金屬大都是常溫下金屬大都是固體固體（汞汞除外）除外） 有金屬光澤有金屬光澤 大多數(shù)金屬都是大多數(shù)金屬都是電和熱的良導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體（導(dǎo)電導(dǎo)熱性）（導(dǎo)電導(dǎo)熱性） 有有延展性延展性（可以拉成細(xì)絲，可以展成薄片）（可以拉成細(xì)絲，可以展成薄片） 有韌性有

5、韌性不同金屬也有本身的特性不同金屬也有本身的特性 大多數(shù)金屬都是銀白色的，但銅卻大多數(shù)金屬都是銀白色的，但銅卻呈呈 ，金呈，金呈 。 在常溫下，大多數(shù)金屬是固體，但汞是在常溫下，大多數(shù)金屬是固體，但汞是 。 不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等度等物理性質(zhì)物理性質(zhì)差別也較大。差別也較大。 紫紅色紫紅色金黃色金黃色液體液體一些金屬的物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性導(dǎo)電性(以銀的導(dǎo)電以銀的導(dǎo)電性為性為100作標(biāo)準(zhǔn)作標(biāo)準(zhǔn)) 銀銅金鋁鋅鐵鉛銀銅金鋁鋅鐵鉛(優(yōu)優(yōu)) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gc

6、m-3) 金鉛銀銅鐵鋅鋁金鉛銀銅鐵鋅鋁(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔點(diǎn)熔點(diǎn)/ 鎢鐵銅金銀鋁錫鎢鐵銅金銀鋁錫(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金剛石的硬以金剛石的硬度為度為10作標(biāo)準(zhǔn)作標(biāo)準(zhǔn)) 鉻鐵銀銅鉻鐵銀銅 金鋁鉛金鋁鉛(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)根據(jù)表中數(shù)據(jù)討論以下問題：根據(jù)表中數(shù)據(jù)討論以下問題：1.為什么菜刀，鐮刀，錘子用鐵制而不用鋁制？為什么菜刀，鐮刀，錘子用鐵制而不用鋁制？2.銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅

7、制不銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制不用銀制用銀制?3.為什么燈泡里的燈絲用鎢制不用錫制？如果用為什么燈泡里的燈絲用鎢制不用錫制？如果用錫的話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？錫的話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？4.為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍?yōu)槭裁从械蔫F制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會(huì)怎樣？金會(huì)怎樣？討論答案1.鋁的硬度小鋁的硬度小2.銀在自然界的含量少，價(jià)格高；銀在自然界的含量少，價(jià)格高； 銀的密度大，不易架線。銀的密度大，不易架線。 3.鎢有較高的熔點(diǎn)且易導(dǎo)電。錫的熔點(diǎn)較低，鎢有較高的熔點(diǎn)且易導(dǎo)電。錫的熔點(diǎn)較低，導(dǎo)電產(chǎn)生的熱，易使燈絲熔斷影響燈泡壽命。導(dǎo)電產(chǎn)生的熱，易使燈絲熔斷影響燈泡壽命

8、。4. 增加水龍頭的硬度使其不易變形，不增加水龍頭的硬度使其不易變形，不易生銹，變得美觀大方。易生銹，變得美觀大方。 鍍金會(huì)更好看鍍金會(huì)更好看且更耐腐蝕，但成本高、硬度低易磨損。鉻且更耐腐蝕，但成本高、硬度低易磨損。鉻的硬度大，耐磨，保存時(shí)間久的硬度大，耐磨，保存時(shí)間久。使用使用是否便利是否便利資源資源廢料是否廢料是否易于回收易于回收價(jià)格價(jià)格是否是否美觀美觀對(duì)環(huán)境對(duì)環(huán)境的影響的影響 考慮物質(zhì)的用途時(shí)，考慮物質(zhì)的用途時(shí)，首先要考慮物質(zhì)的首先要考慮物質(zhì)的_，還需要考慮那些因素？還需要考慮那些因素？性質(zhì)性質(zhì)價(jià)格，資源，是否美觀，使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響金 屬 之 最 地殼中含

9、量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬 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 密度最大的金屬密度最大的金屬 密度最小的金屬密度最小的金屬鋁鋁鈣鈣銀銀鐵鐵鉻鉻汞汞鎢鎢鋰鋰鋨鋨二、合金二、合金注意：合金中并非都是金屬，組成注意：合金中并非都是金屬，組成合金的元素中可能有非金屬；合金合金的元素中可能有非金屬；合金是一種混合物而不是化合物。是一種混合物而不是化合物。生鐵和鋼是鐵的兩種合金，也是使用最多的金

10、生鐵和鋼是鐵的兩種合金，也是使用最多的金屬材料。生鐵的含碳量為屬材料。生鐵的含碳量為2%2%4.3%4.3%，鋼的含碳，鋼的含碳量為量為0.03%0.03%2%2%。【實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)8-18-1】比較黃銅片和銅片、硬鋁和鋁的】比較黃銅片和銅片、硬鋁和鋁的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度硬度有光有光澤黃澤黃色色有光澤有光澤，亮、紫紅亮、紫紅色色有光澤有光澤銀白色銀白色有光有光澤銀澤銀白色白色黃銅比銅硬黃銅比銅硬硬鋁比硬鋁比鋁鋁硬硬合金與純金屬有不同的性質(zhì)合金與純金屬有不同的性質(zhì)是是的合金，主要用于焊接金屬等；的合金，主要用于焊接金屬等；是是的合金，可用

11、于制電路保險(xiǎn)的合金，可用于制電路保險(xiǎn)絲等。根據(jù)下表提供的信息，你能獲得什么啟示？絲等。根據(jù)下表提供的信息，你能獲得什么啟示？純金屬純金屬合金合金鉛鉛鎘鎘鉍鉍錫錫焊錫焊錫武德合金武德合金熔點(diǎn)熔點(diǎn)/32732127123218370啟示啟示結(jié)論：合金與純金屬相比結(jié)論：合金與純金屬相比 更大的硬度更大的硬度 較低的熔點(diǎn)較低的熔點(diǎn) 更高的強(qiáng)度更高的強(qiáng)度(韌性好韌性好,耐拉伸、耐彎曲、耐耐拉伸、耐彎曲、耐壓打壓打) 更好的抗腐蝕性能更好的抗腐蝕性能 所以，盡管目前人類已制得的純金屬只有所以，盡管目前人類已制得的純金屬只有90余種余種，但人們?yōu)檫m，但人們?yōu)檫m用各種用途而將這些純金屬用各種用途而將這些純金屬

12、按一定組成和質(zhì)量比按一定組成和質(zhì)量比制得的制得的合金合金已已達(dá)達(dá)幾千種幾千種。合金的特性1、一般地說，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低。2、合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好。3、合金是具有金屬特征的混合物。 現(xiàn)在同學(xué)們明白制造飛機(jī)的材現(xiàn)在同學(xué)們明白制造飛機(jī)的材料為什么使用鋁合金而不使用純金料為什么使用鋁合金而不使用純金屬鋁了嗎？屬鋁了嗎？所見過的所見過的金屬制品金屬制品鍋鍋壺壺菜刀菜刀水龍水龍頭頭電電線線所用的金屬材料所用的金屬材料鐵鐵鋁鋁鐵鐵銅銅銅銅用途用途炒炒菜菜燒水燒水 切菜切菜水開水開關(guān)關(guān)導(dǎo)導(dǎo)線線所利用的性質(zhì)所利用的性質(zhì)導(dǎo)熱導(dǎo)熱硬度大耐腐蝕導(dǎo)電合金主要

13、成分主要性能主要用途球墨鑄鐵鐵、碳、硅、錳機(jī)械強(qiáng)度好在某些場(chǎng)合可代替鋼錳鋼鐵、錳、碳韌性好、硬度大鋼軌、挖掘機(jī)鏟斗、坦克裝甲、自行車架不銹鋼鐵、鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、炊具、容器、反應(yīng)釜黃銅銅、鋅強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機(jī)器零件、儀表、日用品青銅銅、錫強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機(jī)器零件如軸承、齒輪等白銅銅、鎳光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀做飾品焊錫錫、鉛熔點(diǎn)低焊接金屬硬鋁鋁、銅、鎂、硅強(qiáng)度和硬度好火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)18K黃金金、銀、銅光澤好、耐磨、易加工 金飾品、錢幣、電子元件18K 白金金、銅、鎳、鋅光澤好、耐磨、易加工金飾品K是表示金的純度的指標(biāo)。是表示金的純

14、度的指標(biāo)。24K表示含金量達(dá)表示含金量達(dá)100%，18k表示含金量達(dá)表示含金量達(dá)75%，14K表示含金量達(dá)表示含金量達(dá)58.5%。一架波音一架波音767大型飛機(jī)約由大型飛機(jī)約由70%的鋁及其合金構(gòu)成。的鋁及其合金構(gòu)成。鋁和鋁合金的應(yīng)用鋁和鋁合金的應(yīng)用 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來制造，因此可用來制造人造骨人造骨 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認(rèn)為被認(rèn)為是是2121世紀(jì)的重世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即性能好

15、等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備等化工和通訊設(shè)備等鈦金屬手表鈦金屬手表用鈦用鈦- -鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 形狀記憶合金形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙

16、齒矯正等醫(yī)療材料。電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。低溫下低溫下二、合金二、合金1、合金是一種金屬與其他一種或幾種金屬（或、合金是一種金屬與其他一種或幾種金屬（或非金非金屬屬）熔合熔合形成的形成的有金屬特性有金屬特性的的混合物混合物。2、 合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異。合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異。合金比其組分金屬的顏色鮮艷；合金比其組分金屬的顏色鮮艷；合金的硬度大于組成它們的金屬；合金的硬度大于組成它們的金屬； 合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬；合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬； 合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于各組分金屬。合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于各組分金屬。3、合金比純金屬具有更廣泛

17、的用途。、合金比純金屬具有更廣泛的用途。4、鈦和鈦合金，新型金屬材料、鈦和鈦合金，新型金屬材料小結(jié)小結(jié)：倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練【課堂練習(xí)【課堂練習(xí)】1.鈦和鈦合金是鈦和鈦合金是21世紀(jì)的重要材料世紀(jì)的重要材料,他們具有優(yōu)良的性他們具有優(yōu)良的性 能能,如鈦熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、機(jī)械性能好、抗如鈦熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、機(jī)械性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)，鈦合金與人體有很好的腐蝕能力強(qiáng)，鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”。根據(jù)。根據(jù)它們的主要性能，不合實(shí)際的用途是（它們的主要性能，不合實(shí)際的用途是（ ）A.用于核潛艇設(shè)備的制造用于核潛艇設(shè)備的制造 B.用于制造航天設(shè)備用于制造航天設(shè)備C

18、.用來做保險(xiǎn)設(shè)備用來做保險(xiǎn)設(shè)備 D.可用來制造人造骨可用來制造人造骨2.世界衛(wèi)生組織正式將鋁定為世界衛(wèi)生組織正式將鋁定為“食品污染源之一食品污染源之一”而加而加以控制，在下列使用場(chǎng)合必須加以控制的是（以控制，在下列使用場(chǎng)合必須加以控制的是（ ）制電纜制電纜 制易拉罐制易拉罐 制鋁錠制鋁錠 制牙膏皮制牙膏皮 用明礬用明礬KAl(SO4)212H2O凈水凈水 制炊具制炊具 用明礬及小蘇打做用明礬及小蘇打做食品的膨化劑食品的膨化劑 用用Al(OH)3 制胃藥制胃藥 制防銹制防銹10制桌制桌椅椅CB倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練3.下列金屬材料中，不屬于合金的是（下列金屬材料中，不屬于合金的是（

19、 ） A.硬鋁硬鋁 B.生鐵生鐵 C.三氧化二鐵三氧化二鐵 D.青銅青銅C4.現(xiàn)代建筑的門窗框架常用鋁制造，硬鋁的成分是現(xiàn)代建筑的門窗框架常用鋁制造，硬鋁的成分是（ ） A.AlMg 合金合金 B.表面有表面有Al2O3 的鋁板的鋁板 C.AlC 合金合金 D.AlCuMgSi 合金合金5.不銹鋼餐具锃光發(fā)亮，長(zhǎng)期使用不會(huì)生銹，原因是在不銹鋼餐具锃光發(fā)亮，長(zhǎng)期使用不會(huì)生銹，原因是在煉鋼過程中加入了下列物質(zhì)中的煉鋼過程中加入了下列物質(zhì)中的 （ ） A.鉻、錳鉻、錳 B.鉻、硅鉻、硅 C.鉻、鎳鉻、鎳 D.鉻、碳鉻、碳【基礎(chǔ)訓(xùn)練】【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1.鋁與鐵相比，具有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？鋁與鐵相比，具有哪些

20、優(yōu)良的性質(zhì)？DC密度小，抗腐蝕性能強(qiáng)，良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較密度小，抗腐蝕性能強(qiáng)，良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，較好的延展性等。好的延展性等。倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練2.分別舉出鐵、銅、金的幾種用途，這些用途各利用分別舉出鐵、銅、金的幾種用途，這些用途各利用了它們的什么性質(zhì)？了它們的什么性質(zhì)？鐵：鐵： ；銅：；銅： ；金：金： 。3.用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質(zhì)？ ； ； ； .4.你將選用哪種合金來制造下列物品，說明理由。你將選用哪種合金來制造下列物品，說明理由。（1）外科手術(shù)刀（）外科手術(shù)刀（ ）（2）防盜門）防盜門 （ ）（3）門鎖）門鎖

21、（ ） （4）自行車支架（）自行車支架（ ）架橋架橋硬度硬度 火鍋火鍋良好的導(dǎo)熱性良好的導(dǎo)熱性飾品飾品金屬光澤金屬光澤 資源豐富資源豐富 耐磨耐腐蝕耐磨耐腐蝕 無毒輕便無毒輕便 美觀易加工美觀易加工 耐腐蝕性耐腐蝕性 鐵的硬度鐵的硬度 硬度、耐腐蝕性硬度、耐腐蝕性 硬度和韌性硬度和韌性 倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練倍速課時(shí)學(xué)練 5.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)如下：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)如下：熔點(diǎn)熔點(diǎn)2500密度密度3g / cm3強(qiáng)度強(qiáng)度與剛相似與剛相似導(dǎo)電性導(dǎo)電性良好良好導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性良好良好抗腐蝕性抗腐蝕性優(yōu)異優(yōu)異這種金屬的表面有一層氧化物保護(hù)層，設(shè)想這種金屬這種金屬的表面有一層氧化物保護(hù)層，設(shè)想這種金屬的可能用途。的可能用途。飛機(jī)機(jī)體飛機(jī)機(jī)體密度??；船體密度??；船體抗腐蝕性?？垢g