課題1金屬材料

1、第八單元 金屬和金屬材料課題金屬材料 教學目標了解金屬的共同的物理性質了解金屬的性質決定金屬的用途了解常見的合金（鋁合金，生鐵和鋼）會利用圖表知識進行歸納和解決實際問題能利用所學知識正確選擇和利用金屬材料這是什么杯悉尼奧運會的金牌味道不錯！這決牌也不是容易拿的！嘩！我要是有一個該多好！金、銀這是什么做的？這些門是什么材料做的？應用廣泛的金屬材料一、幾種重要的金屬金屬材料純金屬合 金環(huán)顧你家周圍,有哪些是由金屬材料制成的?純金戒指1、了解人類社會使用材料的歷史？3、目前，產量的大小順序是 。石器時代青銅器時代鐵器時代鋁的利用鐵 鋁 銅一、幾種重要的金屬2、人類使用金屬的先后順序： 金屬大規(guī)模被使

2、用的先后順序跟金屬的化學性質（金屬活動性)有關。銅鐵鋁青銅器時代的開始：約公元前4000年、我國約公元前2000年開始。鐵器時代的開始：約公元前1500年，我國約公元前800年。鋁器的使用：19世紀末。人類使用金屬制品大致經歷了三個時代 銅和鐵是人類使用較早的金屬，我國勞動人民在商代就制造出精美的青銅器，春秋戰(zhàn)國時期就會冶鐵和煉鋼。鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是100多年前的事情。但由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)在世界上鋁的年產量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。 司母戊鼎 3200多年四羊方尊 3000多年馬踏飛燕 近2000年滄州鐵獅子 1000多年鋁是地殼中含量最多的金屬元

3、素。鋁發(fā)現(xiàn)于19世紀20年代，因化學性質比較活潑，冶煉很困難，產量很少，只有皇室和貴族才能擁有少量的鋁器。至19世紀末，發(fā)明了熔鹽電解法煉鋁，才開始大量的生產鋁，隨之，鋁走入尋常百姓家?，F(xiàn)在鋁的產量已經超過了銅，位于鐵之后，居第二位。FeMn一、幾種重要的金屬1、金屬材料包括純金屬以及它們的合金2、金屬有很多共同的物理性質金屬材料的一些物理性質大多數(shù)金屬為銀白色2.有金屬光澤4.能導電5.有延展性銅（紫紅色）金（黃色）金屬的物理性質3.能導熱1.常溫下為固體（除汞為液體外）6.熔點較高，密度、硬度隨金屬 的不同而不同金屬除了有共性外還有各自的特性大多數(shù)金屬都是銀白色的，但銅卻呈 ，金呈 。大多

4、數(shù)金屬都是固體，而汞是_。紫紅色黃色 液態(tài)問：請說出你是如何分辨出電線中的銅絲和鋁絲? 銅呈紫紅色，鋁呈銀白色。各種金屬還有各自的特性參看P3的表物理性質物理性質比較導電性（以銀的導電性為100作標準）密度（gcm-3）熔點()硬度（以金剛石的硬度為10作標準）優(yōu)良金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大小鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高低鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 大小銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛100 99 74 6

5、1 27 17 7.9金 屬 之 最地殼中含量最高的金屬元素鋁目前世界年產量最高的金屬鐵導電、導熱性最好的金屬銀人體中含量最高的金屬元素鈣硬度最高的金屬鉻熔點最高的金屬鎢你知道嗎？熔點最低的金屬汞密度最大的金屬鋨密度最小的金屬鋰鉑的延性好，可以抽成直徑僅有1/5000的細絲；金的展性好，可以壓成厚度只有1/10000的薄片；鎢的熔點高，可以做燈絲；銀的導電性好，廣泛用于電子制造業(yè)（如電腦、電視機等的印刷電路）；金特有的黃色象征富有和高貴，被大量用做飾品等。你知道嗎？1、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？ 2、銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？ 鐵的硬度大，鉛的硬度小。若

6、菜刀用鋁制容易卷刃，而錘子用鋁制，很容易變形。銀在自然界中較少，價格比銅高許多密度大，不易架設。3、為什么燈里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況鎢的熔點高，錫的熔點低。錫絲熔斷4、為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？因為鍍鉻可增加水龍頭的硬度，而使其不變形，不易生銹，可使水龍頭更美觀。鍍金更好看，更耐腐蝕，但不經濟。用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質？資源豐富無毒輕便耐磨耐腐蝕美觀、易加工使用是否便利資源廢料是否易于回收價格是否美觀對環(huán)境的影響 考慮物質的用途時，首先要考慮物質的_，還需要考慮那些因素？性質物質的性質（主要）還需考慮價格、資源、是否美觀

7、、是否易于回收、對環(huán)境的影響等因素我們知道 ，制造飛機的材料中大量使用的是鋁合金而不用純鋁！這些餐具都是不銹鋼制品鋼是一種純凈物嗎？ “百煉成鋼”蘊涵的化學原理是什么？ 世界鋁的年產量僅次于鐵，居第二位。鋁有較好的延展性可制成0.01mm的鋁箔，用于包裝香煙、糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛機、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途信息鏈接 要把“神舟”5號飛船（如圖）送入太空，就需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飛行速度達到每秒8公里以上才行。在這樣快的速度下，火箭外殼與大氣摩擦將會產生上千度的高溫。與此同時，當火箭發(fā)動機工作時，還要噴出幾千度的高溫氣流，這樣一來，

8、火箭尾部就得承受攝氏四千度以上的高溫。事實上，目前已制得的純金屬只有90余種。由于科學技術的日新月異僅有的這些純金屬已經遠遠不能滿足工農業(yè)生產和國防技術現(xiàn)代化的需求。因此合金材料應運而生。制造飛機的材料中為什么大量使用鋁合金而不用純鋁？什么是合金？合金的性質與其組分金屬有何不同？合金的應用范圍怎樣？我們常用的合金有哪些？哪些合金最有前途？ 閱讀課本P4合金的內容，思考 就是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬形成的具有金屬特征的物質。1、合金注意：合金中并非都是非金屬，組成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。日常生活中的金屬材料合金日常生活中的金屬材料合金合金的分類：、鐵合金：

9、鐵合金按組成元素分類鐵合金和非鐵合金根據含碳量的高低生鐵鋼低碳鋼合金鋼鑄造生鐵（灰口鐵）煉鋼生鐵 (白口鐵)碳素鋼中碳鋼高碳鋼在碳素鋼中加入鉻 錳 鎢 鎳 鉬 鈷 硅 等合金元素2%4.3%0.03%2%球墨鑄鐵0.3%0.3%0.6%0.6%由于組成不同，導致在性能、應用上均不同。具有各種不同的優(yōu)良性能。1、鐵合金生鐵：鋼：含碳量為2% 4.3%含碳量為0.03% 2%用途:生鐵硬度大，抗壓，性脆，可以鑄造成型，是制造 機座、管道的重要材料。用途：鋼有良好的延展性，機械性能好，用于制造機械 和交通工具。鐵合金：鋼碳素鋼：合金鋼：如：不銹鋼（合金元素為鉻Cr和鎳Ni）低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼生鐵

10、和鋼就是含碳量不同的鐵的兩種合金生鐵的含碳量為24.3，鋼的含碳量為0.032除含碳外，生鐵中還含有硅、錳等，鋼如不銹鋼中還含有鉻、鎳等由于在純金屬鐵中熔合了一定量的碳、錳或碳、鉻、鎳等，這種組成的改變，使得合金性能也隨之發(fā)生改變例如，純鐵較軟，而生鐵比純鐵硬；不銹鋼不僅比純鐵硬，而且其抗銹蝕性能也比純鐵好得多 生鐵碳素鋼不銹鋼硅鋼錳鋼 2 、銅合金：銅合金黃銅：（含Zn 20% 36%）青銅：（含Sn 10% 30%）白銅：含Cu Zn耐腐蝕，耐磨，可塑性強，硬度較小。含Cu Sn Pb等硬而脆，強度大含Ni Zn（少量Mn）制酒具等黃銅強度高可塑性好易加工耐腐蝕白銅光澤好耐磨易加工耐腐蝕3

11、、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。 硬鋁： Cu 40%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 7%性能：密度小、強度大、抗腐蝕。 合金的成分不同，其性質也不相同；如果改變某一合金元素的含量，合金的性質也會發(fā)生改變。高壓鍋硬鋁硬度大強度高密度小鋁銅鎂硅 世界鋁的年產量僅次于鐵，居第二位。鋁有較好的延展性，可制成0.01mm的鋁箔，用于包裝香煙、糖果；鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛機、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途。鋁合金用途用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 4、形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，一

12、旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術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。被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。低溫下鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨。 被認為是21世紀的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設備等。鈦金屬腕表5、鈦和鈦合金焊錫白金光澤好耐磨易加工金銅鎳鋅18K白金 18

13、K黃金白金是黃金和其它金屬熔煉而成的白色合金。由于鉑金產出稀少，價格昂貴，加上熔點高，所以一般國家很少用鉑金來生產真正的K白金。目前，為了迎合廣大消費者對鉑金的需求，則選用黃金和鈀金或鎳、銀、銅、鋅等金屬熔煉成一種白色的合金，稱之為“K白金”。K白金的成色與K黃金一樣，質量為24，黃金在其中所占質量的份數(shù)，則為“K白金”的K數(shù)。如18K白金、14K白金，其中黃金的含量分別為75和58.5 。 鉑金稀有，是因為鉑金的儲量遠遠低于黃金。至今全球的鉑金儲量加在一起也只夠裝滿一個中等大小的房間。而一盎司鉑金需從10噸鉑金礦石中歷經5個月才能提煉出來。鉑金純凈，是因為鉑金首飾通常含有90%的純鉑金。相比

14、之下，18K的白色K金僅含75%的純黃金，而且鉑金的白色光澤自然天成，長期佩帶也不會褪色。鉑金堅硬，是因為鉑金的密度高，強度幾乎是黃金的2倍。鉑金的延展性也好，一克鉑金可以拉出2公里長的細絲?！緦嶒?-1】比較黃銅片和銅片、焊錫和錫的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度2、合金與組成它們的金屬的性質比較性質比較現(xiàn)象黃銅銅焊錫錫顏色光澤硬度結論紫紅色灰白色銀白色黃銅比銅硬焊錫比錫硬合金一般比純組分金屬硬度大黃色將綠豆大的焊錫、錫和鉛放置在鐵片上，加熱鐵片的中心部分，觀察，比較焊錫和組成它的純金屬錫、鉛的熔化溫度焊錫錫鉛比較純金屬與合金的熔點高低錫焊錫鉛將綠豆大的焊錫、錫和鉛放置在鐵片上，加

15、熱鐵片的中心部分，觀察，比較焊錫和組成它的純金屬錫、鉛的熔化溫度錫焊錫鉛將綠豆大的焊錫、錫和鉛放置在鐵片上，加熱鐵片的中心部分，觀察，比較焊錫和組成它的純金屬錫、鉛的熔化溫度錫焊錫鉛現(xiàn)象結論焊錫最先熔化，錫次之，鉛最后熔化合金一般比任一組分金屬熔點低合金比純金屬的主要優(yōu)越性：合金比其組分金屬的顏色更鮮艷合金的硬度大于組成它們的金屬合金的熔點低于組成它們的金屬合金的抗腐蝕能力一般強于組成它們的金屬強度、硬度熔點抗腐蝕性合金大合金低合金強 合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，使合金更容易適合于不同的用途。因此日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。小結：合金與組成它的純金屬的性質比較 盡管目前人類已

16、制得的純金屬只有90余種，但人們?yōu)檫m用各種用途而將這些純金屬按一定組成和質量比制得的合金已達幾千種。合金比純金屬具有更廣泛的用途表8-2 常見合金的主要成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途球墨鑄鐵鐵、碳、硅、錳機械強度好在某些場合可代替鋼錳鋼鐵、錳、碳韌性好、硬度大鋼軌、挖掘機鏟斗、坦克、自行車架不銹鋼鐵、鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、炊具、容器、反應釜黃銅銅、鋅強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機器零件、儀表、日用品青銅銅、錫強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機器零件如軸承、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、鉛熔點低焊接金屬硬鋁鋁、銅、鎂、硅強度和硬度好火箭

17、、飛機、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 1、為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？ 2、我們在日常生活中使用的合金有鐵合金、鋁合金、銅合金等，這些合金的組成是怎么樣的？ 金屬與合金的結構比較：實驗探究 固體的熔點與原子排列是否規(guī)整有關。你能否解釋為什么多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低呢？ 在純金屬內，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。而合金內原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)金屬的熔點一般比各成分金屬的低。 假設你是當年的古希臘士兵，你在戰(zhàn)場上就常常得把手

18、里的青銅劍扳直。但青銅比銅已是一大改進，銅更容易彎曲。大多數(shù)金屬強度低，很軟，但兩種軟金屬合在一起就會成為一種較硬的金屬叫作合金。青銅是銅和錫的合金。改變金屬的配比和成分，合金的性質就會改變。多數(shù)合金由兩種或兩種以上金屬合成，但有些合金含非金屬元素，如碳。使用最廣的這類合金是鋼。最早的合金司母戊大方鼎是殷代青銅器的代表作，它是中國出土的最大的青銅器。司母戊大方鼎高1.33 米，重 875 公斤。 中國最大的一件青銅器司母戊方鼎 介紹：常見合金課本P6表82球墨鑄鐵錳鋼不銹鋼嬰兒床黃銅合金介紹：常見合金課本P6表82青銅器白銅上:清代的鎖 下:古幣介紹：常見合金課本P6表82焊錫絲18K黃金飾品

19、18K白金飾品二十一世紀的金屬材料鈦和鈦合金可作人造骨的鈦合金 鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨 鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設備等鈦金屬腕表鈦小結金屬具有很多共同的性質，如有金屬光澤、是電和熱的良導體、具有延展性等確定物質的用途時，除要考慮物質的性質外，還要考慮物質的價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等因素。3

20、.金屬材料包括純金屬和合金。合金是在金屬中熔合其它金屬或非金屬而得到的具有金屬特性的混合物。合金的強度、硬度、抗腐蝕性等性能一般比組成它們的純金屬好，因此，合金具有更廣泛的用途。拓展應用網上查閱：你還知道哪些已經開發(fā)的和正在研制中的合金材料？請跟同學交流。查閱有關資料，以“如果沒有金屬，我們的生活將會變得怎樣”為題，寫一篇科學小論文。在線練習1、 以下金屬的用途主要是利用了金屬的什么性質？ 用銅和鋁制造導線和電纜 . 用鎢制成燈絲 。鎢的熔點高銅和鋁具有導電性2、有關合金的敘述不正確的是( ) A、合金的熔點一般比它的各成分金屬的熔點低 B、合金的硬度和強度一般比純金屬高 C、合金一定是金屬和

21、金屬熔合而成的物質 D、硬鋁、黃銅和鋼均為合金C3、用于飛機制造業(yè)的重要材料是( ) A、MgAl合金 B、CuSn合金 C、AlSi合金 D、不銹鋼A4、下列關于鎂鋁合金的說法正確的是( ) A、熔點比鎂、鋁都高 B、熔點比鎂、鋁都低 C、硬度比鎂、鋁都小 D、硬度比鎂、鋁都大 BD鋼鐵比很多其他金屬更易生銹，可為什么人類使用鋼鐵比其他金屬多？分析，要從資源、價格、綜合性能、外觀、是否便于回收利用等多個角度去考慮人類用鋼鐵較多的原因。（）金屬元素鐵在地殼中的含量僅次于鋁，資源豐富；（）鋼鐵的價格比較便宜；（）純鐵可以制成性能各異的各種鋼，鋼鐵的性能多種多樣，且美觀；（）廢鋼可回收。6你將選用哪種合金來制造下列物品？說明理由。物品選用材料理由外科手術刀防盜門門鎖芯自行車支架不銹鋼硬 鋁青 銅錳 鋼抗腐蝕性能好硬度大，耐腐蝕可塑性好，易加工，耐腐蝕韌性好，易加工7下列物質中，屬于金屬材料的是（）A.鋼B.銅C.氧化鐵D.碳8下列各組物質