高一化學(xué)用途廣泛的金屬材料

關(guān)于高一化學(xué)用途廣泛的金屬材料第2頁,共46頁，星期六，2024年，5月一、合金的概念及特性：合金是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬熔合而成的,具有金屬特性的物質(zhì)。1、合金的概念：第3頁,共46頁，星期六，2024年，5月2、合金的物理性質(zhì)：1）一般情況下，合金比純金屬硬度大2）多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低3）一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能4）合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。如：生鐵的熔點(diǎn)比純鐵的低；硬鋁（Cu、Mn、Si）的強(qiáng)度和硬度都比純鋁大。第4頁,共46頁，星期六，2024年，5月注意：①合金中一定含有金屬元素②合金中也可能含有非金屬元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影響合金的性質(zhì)。第5頁,共46頁，星期六，2024年，5月

二、常見的合金及用途：

使用不同的原料，改變原料的配比以及改變生成合金的條件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工業(yè)上的用途比純金屬更廣、更重要。第6頁,共46頁，星期六，2024年，5月①青銅的主要成分：銅和錫我國1939年在河南安陽殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎屬于青銅制品。1、銅合金銅合金的種類很多，常見的有青銅、黃銅、白銅和錳銅青銅是我國使用最早的合金。第7頁,共46頁，星期六，2024年，5月②黃銅（Cu~Zn，Zn20%~36%）古代稱為藥金，密度比黃金小，外觀與金非常相似，常被誤認(rèn)為是黃金。假如是你，你怎樣來判別“藥金”和黃金？第8頁,共46頁，星期六，2024年，5月③白銅（Cu和鎳）不易生銅綠④銅錳合金，具有極高的電阻。第9頁,共46頁，星期六，2024年，5月2、鋼①生鐵和鋼就是鐵的合金，其中鋼使用量最大、用途最廣的合金。生鐵的含碳量為2%∽4.3%之間；鋼的含碳量在0.03%∽2%之間。第10頁,共46頁，星期六，2024年，5月②根據(jù)化學(xué)成分，把分為兩大類：碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼含碳量低

0.3%0.3%~0.6%高碳鋼含碳量高于0.6%鋼合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼。第11頁,共46頁，星期六，2024年，5月第12頁,共46頁，星期六，2024年，5月3、鋁合金硬鋁：Cu4%、Mg0.5%、

Mn0.5%、Si0.7%特點(diǎn)：密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕用途：制造飛機(jī)和宇宙飛船鋁“有翼的金屬”“會飛的金屬”第13頁,共46頁，星期六，2024年，5月實(shí)踐活動角色扮演

是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐第14頁,共46頁，星期六，2024年，5月課堂實(shí)踐你的聲音，有我們重視——“是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐”聽證會飲料公司工人、采礦工人的聲音老板的訴求售貨員的話消費(fèi)者有話要說環(huán)保官員的呼吁公司回收人員的說法第15頁,共46頁，星期六，2024年，5月鋁制飲料罐可回收利用

據(jù)估算，回收一個鋁制飲料罐比制造一個新飲料罐節(jié)省20%,而且還可以節(jié)約金屬資源和95%的能源。第16頁,共46頁，星期六，2024年，5月我們的共識聽證會共識：

使用鋁質(zhì)飲料罐有利有弊，但回收鋁質(zhì)飲料罐是目前趨利避害的最有效也是最急迫的做法。畢竟，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)是全社會的共識，投身環(huán)保，不只是你我的責(zé)任。第17頁,共46頁，星期六，2024年，5月

某家庭準(zhǔn)備裝修（計劃用10年），可供使用的材料有木材、鋼鐵、鋁合金和塑鋼，請你調(diào)查每種材料的性能、價格、制造及安裝成本、利弊，進(jìn)行分析。你認(rèn)為選用哪種材料比較好？說明理由。與你對話三、正確選用金屬材料第18頁,共46頁，星期六，2024年，5月性能價格制造安裝成本木材鋁合金塑鋼鋼鐵一般耐用、牢固

質(zhì)輕高強(qiáng)、美觀、耐腐蝕保溫隔熱、隔音降噪適中適中適中較高較高適中適中較高第19頁,共46頁，星期六，2024年，5月選用金屬材料時應(yīng)該考慮的因素：給我的啟示1.主要用途2.外觀3.物理性質(zhì)4.化學(xué)性質(zhì)5.價格6.加工難度7.日常維護(hù)8.對環(huán)境的影響第20頁,共46頁，星期六，2024年，5月科學(xué)視野用途廣泛的稀土金屬第21頁,共46頁，星期六，2024年，5月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?！?/p>

第22頁,共46頁，星期六，2024年，5月我國稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計達(dá)3600萬噸，遠(yuǎn)景儲量實(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；第23頁,共46頁，星期六，2024年，5月——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。

第24頁,共46頁，星期六，2024年，5月

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，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。第25頁,共46頁，星期六，2024年，5月

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。

第26頁,共46頁，星期六，2024年，5月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%，真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但第27頁,共46頁，星期六，2024年，5月新型合金儲氫合金：Ti~Fe,La~Ni鈦合金：Ti，V，F(xiàn)e，Al等，

飛機(jī)起落架耐熱合金：噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)葉片記憶合金：泡沫合金：第28頁,共46頁，星期六，2024年，5月

由于石油和煤炭的儲量有限，而且在使用過程中會帶來環(huán)境污染等問題，尤其是20世紀(jì)70年代全球石油危機(jī)，使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點(diǎn)。在氫能利用過程中，氫的儲運(yùn)是重要環(huán)節(jié)。1969年荷蘭飛利浦公司研制出LaNi5儲氫合金，具有大量的可逆地吸收、釋放氫氣的性質(zhì)，其合金氫化物L(fēng)aNi5H6中氫的密度與液態(tài)氫相當(dāng)，約為氫氣密度的1000倍。合金是由兩種特定金屬構(gòu)成的合金，其中一種可以大量吸氫，形成穩(wěn)定的氫化物，而另一種金屬雖然與氫的親和力小，但氫很容易在其中移動。Mg、Ca、Ti、Zr、Y和La等屬于第一種金屬，F(xiàn)e、Co、Ni、Cr、Cu和Zn等屬于第二種金屬。前者控制儲氫量，后者控制釋放氫的可逆性。通過兩者合理配制，調(diào)節(jié)合金的吸放氫性能，制得在室溫下能夠可逆吸放氫的較理想的儲氫材料。儲氫合金第29頁,共46頁，星期六，2024年，5月

鎳鈷合金能耐1200℃的高溫，可用于噴氣飛機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的構(gòu)件。鎳鈷鐵非磁性耐熱合金在1200℃時仍具有高強(qiáng)度、韌性好的特點(diǎn)，可用于航天飛機(jī)的部件和原子反應(yīng)堆的控制棒等。尋找符合耐高溫、可長時間運(yùn)行（10000h以上）、耐腐蝕、高強(qiáng)度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。超耐熱合金第30頁,共46頁，星期六，2024年，5月記憶金屬隨著社會的發(fā)展，我們對金屬的認(rèn)識也在增加。并且，也希望新的材料的誕生。也許在不遠(yuǎn)將來，我們都會擁有一輛由“記憶金屬”制作的汽車，我們再也不怕把汽車碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。這種“記憶金屬”即是鎳鈦合金。如把這樣一塊金屬進(jìn)行加熱，它將形成一定的形態(tài)。冷卻后，任意揉皺，或使它彎曲，再加熱后，它又恢復(fù)了原狀。第31頁,共46頁，星期六，2024年，5月常見金屬之最①密度最大的是

；②硬度最大的是

；③熔點(diǎn)最低的是

；④熔點(diǎn)最高的是

；⑤延性最好的是

；⑥展性最好的是

；⑦導(dǎo)電性最好的是

；⑧地殼中含量最多的金屬元素是

.OsCrHgWPtAuAgAl第32頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)1：試分析鋼鐵、鋁、銅等能夠成為大量使用的金屬材料的原因。

工業(yè)上制取鐵、銅、鋁較容易，而且價格相對較便宜，常溫下它們的化學(xué)性質(zhì)相對較穩(wěn)定，且較耐腐蝕，硬度、強(qiáng)度、機(jī)械性能相對較好，而且它們可以回收加工再利用。第33頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)2：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D第34頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)3:

下列對合金的說法正確的是

()

A.合金中至少含有兩種金屬元素B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在C.黃銅是純凈物D.合金中也可以含有非金屬D第35頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)4：自然界的地殼中，含量居前兩位的金屬元素是（）A.FeAlB.CaFeC.AlFeD.AlCaC第36頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)5：選用金屬材料時，以下方面需要考慮的是（）（1）主要用途（2）物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)（3）價格（4）加工難度（5）日常維護(hù)（6）環(huán)境保護(hù)A.（1）（2）（3）B.（3）（4）（5）C.（1）（5）（6）D.（1）（2）（3）（4）（5）（6）D第37頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)6：鋁鎂合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。下列與這些用途無關(guān)的()A.不易生銹B.導(dǎo)電性好C.密度小D.強(qiáng)度大B第38頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)7：關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識中，你認(rèn)為正確的是（）A.它們的組成元素是相同的B.耐腐蝕的性能不同C.它們都屬于鋼，因此物理性質(zhì)是一樣的D.構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵,

因此它們的化學(xué)性質(zhì)完全相同B第39頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)8：鋁硅合金（含Si13.5%)在凝固時收縮率很小，因而這種合金適合鑄造。對于鋁和鋁硅合金的熔點(diǎn)比較正確的是（）A.大于B.小于C.等于D.無法確定A第40頁,共46頁，星期六，2024年，5月練習(xí)9：下列舉措不能防止或減緩鋼鐵銹蝕的是（）A.在鋼鐵制品表面鍍一層金屬鋅B.將鋼鐵制品放置在潮濕處C.在鋼鐵中加入錳、鉻等金屬，以改變鋼鐵的結(jié)構(gòu)D.將鋼鐵制品