合金課件高一上學(xué)期化學(xué)人教版

鐵

金屬材料

第1課時(shí)

合金人教版必修第一冊(cè)課程導(dǎo)入化學(xué)與生活：無(wú)處不在的金屬材料金屬光澤具有金屬光澤，大多數(shù)金屬為銀白色(銅：紫紅色，金：黃色)大多數(shù)金屬為固體(汞：液體)具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性一、金屬材料金屬元素或以金屬元素為主組成,具有金屬特性的材料的統(tǒng)稱金屬材料1、金屬的特性實(shí)際生活中卻使用的最多的是合金，很少使用純金屬？它們是純金屬做的嗎？鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門(mén)鎖鋼鐵材料鋁合金輪轂鉑合金首飾在日常生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)中，金屬材料是非常重要的。我們周圍的很多物品都中由金屬材料制成的。金屬材料包括純金屬和它們的合金，而實(shí)際生活中卻使用的最多的是合金，很少使用純金屬。故合金在工業(yè)上的用途比純金屬更廣、更重要。1.定義:由兩種或兩種以上的金屬與金屬(或非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。二、合金【思考】根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，能否制得Cu-Na合金?金屬NaKAlCuFe熔點(diǎn)/℃97.563.666010831535沸點(diǎn)/℃883774246725672750不能。根據(jù)定義,兩種金屬要“熔合”為合金,則須保證兩種金屬在一定溫度范圍內(nèi)均為液體狀態(tài),即一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另外一種金屬的沸點(diǎn)。

當(dāng)銅熔化時(shí),鈉已變?yōu)闅怏w,無(wú)法熔合在一起。注：合金里至少有一種金屬，其余物質(zhì)可能是一種或多種金屬，也可能是非金屬，或者金屬和非金屬的混合二、合金合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)及機(jī)械性能。硬度大、熔點(diǎn)低、密度小、耐磨、耐腐蝕等⑷使用不同的原料，改變?cè)系呐浔然蚋淖兩珊辖鸬臈l件，都可以得到不同性能的合金。⑶導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任一組分金屬。

⑴金屬合金的硬度一般比它的各成分金屬要大。⑵多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬要低。合金的化學(xué)性質(zhì)與組成合金的各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)相似.

思考：為什么合金的性能與純金屬有很大的差異呢？3.合金的結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則摻雜其他原子形成合金使得原子之間相互作用力減小，原子層之間的相對(duì)滑動(dòng)變得困難熔點(diǎn)變小，硬度變大。微觀上原子的排列不同，導(dǎo)致了宏觀上金屬材料的性能不同生鐵鋼鐵合金含碳量不同含碳量在2％～4.3％之間含碳量在0.03％～2％之間硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型，是制作機(jī)座、管道的重要材料延展性和機(jī)械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具用量最大、用途最廣的合金三、鐵合金閱讀課本P78-79,了解鐵合金碳素鋼含碳量不同高碳鋼>0.6%中碳鋼0.3%~0.6%低碳鋼<0.3%韌性好、焊接性好、強(qiáng)度低,用于制造鋼板、鋼絲和鋼管等強(qiáng)度高、韌性及加工性好,用于制造鋼軌、車輪和建材等硬而脆、熱處理后彈性好,用于制造器械、彈簧和刀具等合金鋼鋼按其化學(xué)成分是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素,使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,從而使鋼具有各種特殊性能,如強(qiáng)度、硬度大,可塑性、韌性好,耐磨,耐腐蝕等。例如不銹鋼（特種鋼）鋼：①含碳量越低，韌性越好，硬度越低；②含碳量越高，韌性越差，硬度越高。不銹鋼是一種常見(jiàn)的合金鋼，合金元素主要是鉻、鎳資料卡片元素對(duì)鐵合金性能的影響C在鑄鐵中形態(tài)不同，影響不同，含量越大，強(qiáng)度、硬度越大Cr增強(qiáng)耐磨性和抗氧化性，增強(qiáng)高溫強(qiáng)度Ni增強(qiáng)低溫時(shí)的韌性；改變高鉻鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等Mo增強(qiáng)高溫強(qiáng)度，提高紅熱時(shí)的耐磨性和硬度W提高高溫時(shí)的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)工具鋼的耐磨性Si提高低合金鋼的強(qiáng)度和硬度，增強(qiáng)高溫時(shí)的抗氧化性等Co提高紅熱時(shí)的硬度和耐磨性，用于制造磁性合金P有害元素，鑄鐵件脆性增加S有害元素，鑄鐵件脆性增加鋼中合金元素的主要作用合金的性能可以通過(guò)所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來(lái)加以調(diào)節(jié)。科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)化學(xué)與職業(yè)四、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)和宇宙飛船純鋁的硬度和強(qiáng)度都比較小

向鋁中加入少量合金元素，如Cu

Mg

Si

Mn

Zn及稀土元素等四、鋁合金常見(jiàn)的鋁合金合金名稱主要性質(zhì)主要用途鎂鋁合金密度小，抗腐蝕能力強(qiáng)，強(qiáng)度和硬度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)硬鋁密度小，抗腐蝕能力強(qiáng)，強(qiáng)度和硬度都比純鋁大火箭、飛機(jī)、宇宙飛船、輪船等制造業(yè)知識(shí)拓展儲(chǔ)氫合金記憶合金鈦合金耐熱合金近年來(lái)，為滿足某些尖端技術(shù)發(fā)展的需要，人們又設(shè)計(jì)和合成了許多新型合金。例如：五、新型合金1.新型儲(chǔ)氫合金材料的研究和開(kāi)發(fā)將為氫氣作為能源的實(shí)際應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。2.鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。五、新型合金五、新型合金如Ti-Fe合金和La-Ni合金等1.組成：鎳（Ni）-鈦(Ti)2.形變條件：溫度3.性能：形變后遇高溫（或低溫）恢復(fù)形狀。人造衛(wèi)星上龐大的天線可以用形狀記憶合金制作。發(fā)射人造衛(wèi)星之前，將拋物面天線折疊起來(lái)裝進(jìn)衛(wèi)星體內(nèi)，火箭升空把人造衛(wèi)星送到預(yù)定軌道后，只需升溫，折疊的衛(wèi)星天線因具有“記憶”功能而自然展開(kāi)，恢復(fù)拋物面形狀。形狀記憶合金形狀記憶合金鈦合金金屬鈦“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)

目前，鈦合金70%用于飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端領(lǐng)域。這是因?yàn)殁伒囊睙挶容^困難。

鈦的外形很像鋼鐵，但遠(yuǎn)比鋼鐵堅(jiān)硬，而重量只有同樣大小的鋼鐵的一半。安然無(wú)恙的“躺”在各種強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中；連比較兇猛的酸—王水，也不能腐蝕它。

噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是由鎳、鐵、碳和鈷組成的鎳鈷合金制造的，能承受1100℃的高溫。耐熱合金用途廣泛的稀土金屬~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土元素在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽(yù)為新材料的寶庫(kù)。

稀土金屬既可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬?gòu)V泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導(dǎo)材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。我國(guó)是稀土資源大國(guó)。到目前為止，我國(guó)的稀土儲(chǔ)量、稀土產(chǎn)量