金屬材料的物理化學(xué)性能全解

1、1-2 金屬材料性能材料是機(jī)器物質(zhì)基礎(chǔ)。金屬材料性能是選擇材料主要依據(jù)。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第1頁(yè)金屬材料性能普通分為工藝性能和使用性能。工藝性能是指金屬材料從冶煉到成品生產(chǎn)過(guò)程中，在各種加工條件下表現(xiàn)出來(lái)性能；使用性能是指金屬零件在使用條件下金屬材料表現(xiàn)出來(lái)性能。金屬材料使用性能決定了它使用范圍。使用性能包含物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第2頁(yè)一、物理性能金屬所固有性能，包含密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性、磁性金屬材料的物理化學(xué)性能全解第3頁(yè)這些東西有哪些相同物理性質(zhì)？金屬材料的物理化學(xué)性能全解第4頁(yè)鐵制造炊具導(dǎo)熱性銅制成導(dǎo)線導(dǎo)電性性質(zhì)在很大程度上決定物

2、質(zhì)用途，但還需考慮價(jià)格、資源、美觀、使用是否便利、回收、環(huán)境影響等原因用途 物理性質(zhì)金屬材料的物理化學(xué)性能全解第5頁(yè)一、金屬材料物理性能1. 密度 定義 金屬密度即是單位體積金屬質(zhì)量，其單位為3。 分類 依據(jù)密度大小，金屬材料可分為輕金屬和重金屬。 密度小于4 .53 金屬叫做輕金屬， 如鋁，鈦等。 密度大于4 .53 金屬叫做重金屬， 如銅，鐵等。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第6頁(yè)一、金屬材料物理性能用途 在航空業(yè)和汽車業(yè)中，為增加有效載重，需考慮密度金屬材料的物理化學(xué)性能全解第7頁(yè)一、金屬材料物理性能2.熔點(diǎn)定義 金屬?gòu)墓腆w狀態(tài)向液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)溫度稱為熔點(diǎn)。熔點(diǎn)普通用攝氏溫度（）表示。各種金

3、屬都有 其固定熔點(diǎn)。如鉛熔點(diǎn)為323 ，鋼熔點(diǎn)為。 分類 低熔點(diǎn)金屬熔點(diǎn)低于 ， 中熔點(diǎn)金屬熔點(diǎn)在 ， 高熔點(diǎn)金屬熔點(diǎn) 高于。 金屬材料的物理化學(xué)性能全解第8頁(yè)用途 熔點(diǎn)對(duì)于冶煉、鑄造、焊接和配制合 金等都很主要。易熔金屬熔斷器，防火安全閥難熔金屬耐高溫零件，如飛船外殼、火箭、導(dǎo)彈、燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣飛機(jī)等耐高溫零件金屬材料的物理化學(xué)性能全解第9頁(yè)一、金屬材料物理性能3.導(dǎo)熱性定義 金屬材料傳導(dǎo)熱量能力稱為導(dǎo)熱性。熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）表示金屬材料導(dǎo)熱性能優(yōu)劣。 熱導(dǎo)率大金屬材料導(dǎo)熱性好。在普通情況下，金屬材料導(dǎo)熱性比非金屬材料好。金屬導(dǎo)熱性 以銀為最好，銅、鋁次之。用途 導(dǎo)熱性好金屬散熱也好，可用來(lái)

4、制造散熱器零件，如冰箱、空調(diào)散熱片。 金屬材料的物理化學(xué)性能全解第10頁(yè)一、金屬材料物理性能4.熱膨脹性 定義 金屬材料在受熱時(shí)體積會(huì)增大，冷卻時(shí)則收縮，這種現(xiàn)象稱為熱膨脹性。 線膨脹系數(shù)l 鐵在 0-100時(shí) l=11.76106/ 用途 一些精密測(cè)量工具就要選取膨脹系數(shù)較小金屬材料來(lái)制造；鋪設(shè)鐵軌、架設(shè)橋梁、金屬工件加工過(guò)程中測(cè)量尺寸等都要考慮到熱膨脹原因。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第11頁(yè)這是什么金屬材料的物理化學(xué)性能全解第12頁(yè)一、金屬材料物理性能5 .導(dǎo)電性定義 金屬材料傳導(dǎo)電流性能稱為導(dǎo)電性。 銀為最好，銅、鋁次之，用途 工業(yè)上用銅、鋁做導(dǎo)電材料。導(dǎo)電性差高電阻金屬材料，如鐵鉻合金

5、、鎳鉻鋁、康銅和錳銅等用于制造儀表零件或電熱元件，如電爐絲。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第13頁(yè)一、金屬材料物理性能6磁性 定義 金屬導(dǎo)磁性能稱為磁性。 鐵磁性材料 鐵、鈷， 無(wú)磁性或順磁性材料 錳、鉻、銅、鋅。 但對(duì)一些金屬來(lái)說(shuō)，磁性也不是固定不變，如 鐵在以上就表現(xiàn)為沒(méi)有磁性或順磁性。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第14頁(yè) 用途 鐵磁性材料可用于制作變壓器、電機(jī)鐵心和測(cè)量?jī)x表零件等；無(wú)（順）磁性材料可用做要求防止磁場(chǎng)干擾零件。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第15頁(yè)討論并回答以下問(wèn)題：1、銀導(dǎo)電性比銅好，為何電線普通用銅而不用銀制？2、為何燈泡里燈絲用鎢制而不用錫制？假如用錫制話，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？

6、金屬材料的物理化學(xué)性能全解第16頁(yè)二、金屬材料化學(xué)性能金屬材料化學(xué)性能是指金屬在化學(xué)作用下所表現(xiàn)性能。1 耐腐蝕性 金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣及其它化學(xué)介質(zhì)腐蝕作用能力，稱為耐腐蝕 性。 常見(jiàn)鋼鐵生銹，就是腐蝕現(xiàn)象。2 抗氧化性 金屬材料抵抗氧化作用能力，稱為抗氧化性。 金屬材料在加熱時(shí)，氧化作用加速，金屬材料的物理化學(xué)性能全解第17頁(yè)結(jié)論：許多金屬都能與氧氣反應(yīng)，生成氧化物金屬與氧氣反應(yīng)鎂或鋁常溫下高溫下反應(yīng)式可反應(yīng)刺眼白光2Mg + O2 = 2MgO點(diǎn)燃4Al + 3O2 = 2Al2O3點(diǎn)燃鐵或銅不反應(yīng)可反應(yīng)2Cu + O2 = 2CuO3Fe + 2O2 = Fe3O4點(diǎn)燃金屬材

7、料的物理化學(xué)性能全解第18頁(yè) 注意: 鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)生成致密氧化鋁薄膜,阻止反應(yīng)深入發(fā)生。 2、為何我們看過(guò)鐵生銹，而沒(méi)看過(guò)思索： 1、有沒(méi)有特例？ 有，金、銀例外； 鋁生銹呢？金屬材料的物理化學(xué)性能全解第19頁(yè) 鋼材在鑄造、熱處理、焊接等加熱作業(yè)時(shí)，會(huì) 發(fā)生氧化和脫碳，造成材料損耗和各種缺點(diǎn)。所以，在加熱坯件或材料時(shí)，常在其 周圍形成一個(gè)還原氣體或保護(hù)氣體，以防止金屬材料氧化。3 化學(xué)穩(wěn)定性 化學(xué)穩(wěn)定性是金屬材料耐腐蝕性和抗氧化性總稱。 熱穩(wěn)定性 金屬材料在高溫下化學(xué) 穩(wěn)定性。 制造在高溫下工作零件金屬材料，要有良好熱穩(wěn)定性。金屬材料的物理化學(xué)性能全解第20頁(yè)常見(jiàn)金屬性能比較金屬熔點(diǎn)密

8、度g/cm3導(dǎo)電性導(dǎo)熱性磁性化學(xué)性能鐵15387.8銀銅室溫鐵鈷鎳銅耐蝕性優(yōu)于鋼在堿性中優(yōu)于鋁銅10838.9鋁鐵化學(xué)性能活潑鋁6602.7鐵金屬材料的物理化學(xué)性能全解第21頁(yè)課外小知識(shí)：1、金屬特征(密度、熔點(diǎn)、硬度等)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性（以銀導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn)）密度（gcm-3）熔點(diǎn)()硬度（以金剛石硬度為10作標(biāo)準(zhǔn)）銀銅金鋁鋅鐵鉛10099746127177.9（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）（?。╂u 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）（?。┙饘俨牧系奈锢砘瘜W(xué)性能全解第22頁(yè)地殼中含量最高金屬人體中含量最高金屬熔點(diǎn)最大金屬熔點(diǎn)最低導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好金屬鎢汞銀鋁鈣世界年產(chǎn)量最高金屬鐵2、金屬之最金屬材料的物理化學(xué)性能全解第23頁(yè)K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 氫 銅 汞 銀 鉑 金金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱3、金屬活動(dòng)性次序金屬材料的物理化學(xué)性能