人教版高中化學(xué)必修一3.3《用途廣泛的金屬材料》經(jīng)典配套課件

第三節(jié)用途廣泛的金屬材料

1導(dǎo)入同學(xué)們，我們都知道材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類使用材料的進(jìn)化順序石器時(shí)代銅器時(shí)代鐵器時(shí)代合成材料材料的分類材料金屬材料非金屬材料合成高分子材料智能材料合金材料純金屬功能高分子材料分離膜傳感膜熱電膜仿生材料隱形材料液晶材料2

DV、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)……作為材料家族中最重要的分支之一的金屬材料的應(yīng)用是極其廣泛的。請(qǐng)舉出一些由金屬材料制成的物品實(shí)例？

3不銹鋼制成的餐具4錳鋼制成的鋼軌5鋁合金制成的車載桌6鋁合金制成的箱子7鎂鋁合金制成的3C產(chǎn)品鎂鋁合金制成筆記本電腦外殼8鎂鋁合金制成的自行車9黃金制成的飾品10黃金制成的飾品11氫氣與汽油兩用車上的儲(chǔ)氫裝置12氫燃料電池汽車上的儲(chǔ)氫罐13形狀記憶合金制成的水龍頭上的溫度調(diào)節(jié)裝置14形狀記憶合金制成的“蝴蝶”（可模仿肌肉的收縮）15形狀記憶合金制成的移動(dòng)跳躍的機(jī)器人16合金制成的人造關(guān)節(jié)人造骨1718金屬材料的性質(zhì)功能：高強(qiáng)度、優(yōu)良的塑性、韌性、良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐寒、耐熱，可鑄造、鍛造、沖壓、焊接。是一切工業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中最重要的材料。

金屬材料：由純金屬或者合金所形成的材料。知識(shí)回顧在初中，我們初步學(xué)習(xí)金屬材料，請(qǐng)大家回憶以前學(xué)過的知識(shí)：金屬材料是指什么材料？它有哪些性質(zhì)功能？一、常見合金的重要應(yīng)用

純金屬是最簡單的金屬材料，合金卻有著更廣泛、更重要的應(yīng)用，根據(jù)大家的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)過的知識(shí)，請(qǐng)分組討論：什么是合金？與純金屬作比較，合金有什么特點(diǎn)？

小組討論，合作學(xué)習(xí)合金：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。1.合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能：如不銹鋼的耐腐蝕性就比純鐵優(yōu)良得多；

2.多數(shù)合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的熔點(diǎn)低：如錫的熔點(diǎn)為228℃，但是含有Pb、Bi、Cd的錫合金（保險(xiǎn)絲）的熔點(diǎn)僅為70℃；3.合金的硬度、強(qiáng)度比各成分金屬的硬度、強(qiáng)度大：如純黃金質(zhì)軟，若向純金中加入一定量的Ag，制成的K金的硬度就比純黃金大得多。

合金的特點(diǎn)：合金是不是一定由兩種或兩種以上的金屬形成的？試舉例說明。

問題探討常見的合金有哪些？它們的組成、種類、用途分別是怎樣的？

小組合作，代表發(fā)言學(xué)習(xí)小組一：銅合金學(xué)習(xí)小組二：鐵合金學(xué)習(xí)小組三：鋁合金學(xué)習(xí)小組四：……１、銅合金：我國使用最早的合金青銅：主要含銅和錫，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件、儀表和日用品。白銅：主要含銅和鎳，它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。241939年在河南安陽出土殷墟出土的商代制作的司母戊鼎。含銅84.8%、錫11.6%、鉛2.8%屬于：青銅制品。25生鐵與鋼的比較鋼的種類鋁合金及其它幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途2.鋼：用量最大,用途最廣的合金鐵合金包括鋼和生鐵26問題交流學(xué)習(xí)小組A：儲(chǔ)氫合金學(xué)習(xí)小組B：形狀記憶合金學(xué)習(xí)小組C：……學(xué)習(xí)小組D：……除了上述常見合金，大家還知道哪些新型的合金？

閱讀66頁：資料卡片金屬材料的分類：金屬材料包括：黑色金屬：輕金屬重金屬高熔點(diǎn)金屬稀土金屬貴金屬金屬材料：也可分為純金屬和

。鐵、鉻、錳有色金屬合金28二、正確選用金屬材料思考與交流實(shí)踐活動(dòng)科學(xué)視野課外實(shí)踐活動(dòng)292、人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬的時(shí)間順序是（）A。銅、鐵、鋁、鈦B。鐵、鋁、銅、鈦C。銅、鐵、鈦、鋁D。鐵、銅、鋁、鈦1、下列物質(zhì)中,不屬于合金的是（）A、硬鋁B、黃銅C、鋼鐵D、水銀DA三、課堂互動(dòng)303、我國在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，就懂得將白鐵褪火處理得到相當(dāng)于鑄鋼的物器（如鋒利的寶劍），這一技術(shù)要比歐洲早就兩千年，那么白鐵褪火處理的主要作用是（）A、使鐵合變得更硬更脆B、適當(dāng)降低了含碳量C、滲入了合金元素D、改善表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)B31再見32思考與交流某家庭準(zhǔn)備裝修窗戶（計(jì)劃使用10年），可供使用的材料有：木材、鋼鐵、鋁合金、塑鋼。請(qǐng)你調(diào)查每種材料的性能、價(jià)格、制造或安裝成本、利弊等，進(jìn)行綜合分析、比較，試著提出一個(gè)你認(rèn)為可行的選擇方案。33思路引導(dǎo)1．主要用途：2．外觀：3．物理性質(zhì)：4．化學(xué)性質(zhì)：5．價(jià)格：6．加工難度：7．日常維護(hù)：8．對(duì)環(huán)境的影響：

……

可從如下幾個(gè)方面考慮：小組合作，代表發(fā)言學(xué)習(xí)小組1：塑鋼學(xué)習(xí)小組2：鋁合金學(xué)習(xí)小組3：鋼鐵學(xué)習(xí)小組3：木材性能價(jià)格制造安裝成本木材一般適中較高鋼鐵耐用、牢固適中適中鋁合金質(zhì)輕高強(qiáng)、美觀、耐腐蝕適中適中塑鋼保溫隔熱、隔音降噪較高較高調(diào)查內(nèi)容與結(jié)果36實(shí)踐活動(dòng):角色扮演活動(dòng)是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐？學(xué)習(xí)小組a：…學(xué)習(xí)小組b：…學(xué)習(xí)小組c：…開采鋁礦的工人生產(chǎn)鋁質(zhì)飲料罐的工人飲料公司的老板售貨員環(huán)保局的官員回收公司的人員……可扮演的角色37考慮時(shí)可涉及的部分因素：鋁的性質(zhì)適宜制造飲料罐鋁礦的儲(chǔ)量較豐富使用鋁質(zhì)飲料罐很方便開采鋁礦會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞可以用玻璃瓶代替鋁質(zhì)飲料罐我需要工作可以循還使用鋁質(zhì)飲料罐

……38科學(xué)視野：稀土中國的改革總設(shè)計(jì)師鄧小平同志早在1992年春南巡時(shí)就指出：“中東有石油，中國有稀土，……一定要把稀土的事情辦好，把中國稀土的優(yōu)勢發(fā)揮出來。”39稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個(gè)元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化，用途各異的新型材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素，和神奇的新材料寶庫。”科學(xué)視野：稀土40

稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料著人

如稀土永磁材料，稀土鎳氫電池材料，稀土熒光材料，稀土催化劑,稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料,生物工程材料等它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料。41

我國稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3600萬噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國稀土資源分南北兩大塊?！狈剑狠p稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素；——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。42

例如稀土永磁材料（釹鐵硼永磁）是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體，它被稱“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機(jī)，工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)備、儀器儀表。航天航空通訊，醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。

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稀土永磁材料用于電機(jī)，使設(shè)備小型化，輕型化，同等功率的電機(jī)，體積和重量減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī)，節(jié)電率可達(dá)12-15%稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)到80%。44課外實(shí)踐活動(dòng)請(qǐng)選擇你感興趣的關(guān)于合金的課題進(jìn)行調(diào)查研究。課題一：合金的性質(zhì)和成分有什么關(guān)系？課題二：合金有哪些用途？課題三：你還知道哪些新型合金？課題四：你認(rèn)為合金面臨的挑戰(zhàn)是什么？你覺得該如何面對(duì)？

……

45鋼碳素鋼：鐵和碳的合金合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素(如不銹鋼)低碳鋼含碳量低于0.3%中碳鋼含碳量0.3%~0.6%高碳鋼含碳量高于0.6%鋼的種類46鐵的合金生鐵鋼

C%

2%－4.3%

0.03%－2%其它雜質(zhì)Si、Mn、S、P

（較多）Si、Mn、S、P

（較少）機(jī)械性能質(zhì)硬而脆、無韌性堅(jiān)硬、韌性大、可塑性好。生鐵與鋼的比較47名稱組成主要性質(zhì)主要用途鋁合金含有10%~30%的鎂硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)硬鋁含銅4%、鎂0.5%、錳0.5%、硅0.7%硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)鈦合金含鋁6%、釩4%耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度用于飛機(jī)、宇航、化學(xué)工業(yè)金合金加入銀、銅、稀土元素等有光澤、易加工、耐磨耐腐蝕金飾品、電子元件、錢幣、筆尖482、忌妒別人，不會(huì)給自己增加任何的好處，忌妒別人，也不可能減少別人的成就。14、當(dāng)你勸告別人時(shí)，若不顧及別人的自尊心，那么再好的言語都沒有用的。3、真心的對(duì)別人產(chǎn)生點(diǎn)興趣，是推銷員最重要的品格。16、緊握信念，抓住每一次機(jī)會(huì)，綻放最美麗的自己。10、有什么別有病，沒什么別沒錢，缺什么也別缺健康，健康不是一切，但是沒有健康就沒有一切。20、路是大地一道難愈的傷痕，因此人生每一步都是隱隱的痛。7、給自己一個(gè)微笑，說自己很好!你就是自己的神!7、只要有%的希望，就要用%的努力去爭取。2、如果你盼望明天，那必須先腳踏現(xiàn)實(shí);如果你希望輝煌，那么你須腳不停步。20、有志不在年高，無志空活百歲。7、許多人企求著生活的完美結(jié)局，殊不知美根本不在結(jié)局，而在于追求的過程。13、知識(shí)給人重量，成就給人光彩，大多數(shù)人只是看到了光彩，而不去稱量重量。10、用時(shí)間和心看人而不是眼睛和