2023-2024學(xué)年九年級下冊化學(xué)人教版 8.1 金屬材料

課題1金屬材料看一看家里的廚房用具，比如鍋、壺、刀、勺等，你會發(fā)現(xiàn)它們大多是由金屬材料制成的。這些金屬材料有的是純金屬，有的是它們的合金。在日常生活中，合金被我們大量地使用。比如我國的運輸機，它的制造材料就有大量的合金材料，那么為什么不用純金屬呢？使用合金材料的好處在哪里？想要把“神舟”飛船送入太空，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(chǎn)生上千度的高溫。與此同時，當(dāng)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，火箭尾部就得承受四千攝氏度以上的高溫。所以需要選擇耐高溫的合金材料。1.通過學(xué)習(xí)知道什么是金屬材料，了解金屬材料的發(fā)展史。2.通過學(xué)習(xí)知道常見金屬的物理性質(zhì)和用途，知道性質(zhì)和用途的關(guān)系。3.了解在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金。4.了解生鐵和鋼等重要合金以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。金屬材料的種類我們身邊的金屬隨處可見，而金屬材料又有純金屬和合金之分。一、金屬材料金屬材料的發(fā)展史金屬材料的發(fā)展經(jīng)歷了石器時代、青銅時代和鐵器時代。幾種重要的金屬鐵是目前世界產(chǎn)量最高的金屬。純鐵是柔韌而延展性較好的銀白色金屬，用于制發(fā)電機和電動機的鐵芯，鐵及其化合物還用于制磁鐵、藥物、墨水、顏料、磨料等，是工業(yè)上所說的“黑色金屬”之一。其實純凈的生鐵是銀白色的，鐵被稱為“黑色金屬”是因為鐵表面常常覆蓋著一層主要成分為黑色四氧化三鐵的保護膜。鋁是一種銀白色金屬，重量輕，具有良好延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐熱性和耐輻射性。鋁在空氣中其表面會生成致密的氧化物薄膜，從而使鋁具有良好的耐蝕性。鋁的利用僅有100多年，現(xiàn)在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。銅是一種呈紫紅色光澤的金屬，稍硬，極堅韌，耐磨損，有很好的延展性、較好導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和耐腐蝕能力。由于銅在自然界儲量非常豐富，性能優(yōu)良，且加工方便，在中國有色金屬材料的消費中僅次于鋁，被廣泛地應(yīng)用于電氣、機械制造、建筑工業(yè)、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。鈦是一種銀白色的過渡金屬，具有高熔點、高比強度、良好的抗腐蝕能力和無毒害的特性。鈦金屬在地球上儲量豐富，被廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、國防軍工和醫(yī)療生物等高端領(lǐng)域。鈦金屬與人體組織和血液有很好的相容性，是最親人體的金屬。看一看下面的圖片，你能說出金屬的用途嗎？從中你又可以總結(jié)出是利用金屬的哪些物理性質(zhì)？二、金屬的物理性質(zhì)·有光澤·能導(dǎo)電·能導(dǎo)熱·有延展性，能壓成薄片·有延展性，能拉成絲·能夠彎曲金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì)為常溫下多為固體（汞為液體），具有金屬光澤，多為銀白色（銅為紅色，金為黃色），具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性，熔沸點較高，密度和硬度較大。幾種重要金屬的物理性質(zhì)1、純鐵具有銀白色的金屬光澤，質(zhì)軟，有良好的延展性，是電和熱的良導(dǎo)體。2、鋁具有銀白色的金屬光澤，具有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。3、銅具有紫紅色的金屬光澤，具有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。金屬之最1、為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會怎樣？鉻比鐵的硬度大，耐磨，耐腐蝕性強，且美觀。鍍金雖然美觀，但成本高，不耐磨。2、為什么燈泡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？鎢的熔點比錫高。用錫制燈絲，通電后錫會熔化，燈絲會熔斷，燈泡不能正常發(fā)光。3、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？銀的成本比銅高。金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性硬度大金屬的物理共性熔沸點高固體合金是兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質(zhì)。合金至少是以下三種中的一種：元素形成的單一相固態(tài)溶液，許多金屬相形成的混合物，金屬形成的金屬互化物。固態(tài)溶液的合金其微結(jié)構(gòu)有單一相，部分為溶液的合金則是有二相或二相以上，其分布可能是勻相，也可能不是勻相，依材料冷卻過程的溫度變化而定。金屬互化物一般會有一種合金或純金屬包在另一種純金屬內(nèi)。三、合金幾種常見的合金材料鐵合金：鐵合金分為生鐵（含碳量為2%—4.3%）和鋼（含碳量為0.03%—2%）。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。鋼有良好的延展性，機械性能好，用于制造機械和交通工具。鋼又分為碳素鋼（低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼）和合金鋼（如不銹鋼等，不銹鋼的合成元素為鉻和鎳）。

鋁合金：以鋁為基添加一定量其他合金化元素的合金，是輕金屬材料之一。鋁合金除具有鋁的一般特性外，由于添加合金化元素的種類和數(shù)量的不同又具有一些合金的具體特性。鋁合金的密度為2.63～2.85g/cm3，有較高的強度，強度接近高合金鋼，剛度超過鋼，有良好的鑄造性能和塑性加工性能，良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，良好的耐蝕性和可焊性，可作結(jié)構(gòu)材料使用，在航天、航空、交通運輸、建筑、機電、輕化和日用品中有著廣泛的應(yīng)用。鋁合金：硬鋁（Al、Cu、Mg、Si）是用來制造飛機和宇宙飛船的理想材料。超硬鋁合金可用來制造火箭外殼、飛船等。形狀記憶合金：合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時，它又可以魔術(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。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(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。鈦合金：指的是多種用鈦與其他金屬制成的合金金屬。鈦是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的一種重要的結(jié)構(gòu)金屬，鈦合金強度高、耐蝕性好、耐熱性高。20世紀(jì)50～60年代，主要是發(fā)展航空發(fā)動機用的高溫鈦合金和機體用的結(jié)構(gòu)鈦合金。合金與純金屬的色澤和硬度的比較四、合金的性質(zhì)合金與純金屬的熔點的比較合金與純金屬相對比有許多優(yōu)點。1.更大的硬度。2.較低的熔點。3.更高的強度（韌性好、耐拉伸、耐彎曲）。4.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(zhì)量比制得的合金已達幾千種。常見合金的成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途不銹鋼鐵、鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、炊具、容器、反應(yīng)釜錳鋼鐵、錳、碳韌性好、硬度大鋼軌、挖掘機鏟斗、坦克裝甲、自行車架黃銅銅、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、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1.關(guān)于鋼的說法不正確的是（）A．鋼是純凈物B．鋼是鐵合金C．鋼的含碳量低于生鐵D．鋼的性能優(yōu)于生鐵A2.下列有關(guān)鐵的說法錯誤的是（）A.地殼中鐵元素含量排在第四位B.鐵的年產(chǎn)量不如鋁C.鐵鍋用來炒菜是因為鐵是熱的良導(dǎo)體，且可補充鐵元素D.生鐵的含碳量比鋼的含碳量高B3.有關(guān)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.合金一定是金屬和金屬熔合而成的物質(zhì)D.硬鋁、黃銅和鋼均為合金C4.銅能夠制成銅片或拉成銅絲，是因為銅