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课题一金属材料第1页，本讲稿共21页根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可根据下面的图片，你能说出金属的用途吗？从中你又可以总结出金属具有哪些物理性质？以总结出金属具有哪些物理性质？有金属光泽有金属光泽良好的导电性良好的导电性良好的导热性良好的导热性良好的延展性良好的延展性第2页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料金属共同的物理性质金属共同的物理性质常温下它们都是固体（常温下它们都是固体（汞除外汞除外）有金属光泽（多为银白色，有金属光泽（多为银白色，铜是铜是紫红色紫红色，金是，金是黄色黄色）大多数有优良的大多数有优良的导电性导电性和和导热性导热性有延展性有延展性密度较大密度较大熔点较高熔点较高一、几种重要的金属一、几种重要的金属第3页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：因为答：因为铁的硬度比较大，而铅的硬度较小铁的硬度比较大，而铅的硬度较小，并且铅有毒会，并且铅有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。第4页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。第5页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。资料分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？可能会出现什么情况？钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。第6页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。分析下列问题。物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。镀铬也使水龙头美观大方。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。第7页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料 通过以上讨论，请说出你得到的结论：通过以上讨论，请说出你得到的结论：考虑物质的用途时，首先要考虑物质的考虑物质的用途时，首先要考虑物质的 ，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质1、价格，、价格，2、资源，、资源，3、是否美观，、是否美观，4、是否便利，、是否便利，5、废料、废料是否易于回收，是否易于回收，6、对环境的影响、对环境的影响请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观易加工美观易加工第8页，本讲稿共21页金属之最金属之最地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素熔点最高的金属熔点最高的金属熔点最低的金属熔点最低的金属铝铝钙钙铁铁银银钨钨汞汞硬度最大的金属硬度最大的金属铬铬第9页，本讲稿共21页制造飞机的材料中，大量使用制造飞机的材料中，大量使用铝铝合金，合金，为什么不使用为什么不使用纯铝纯铝呢？呢？第10页，本讲稿共21页注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金是一种可能有非金属；合金是一种混合物混合物。例如：例如：生铁生铁和和钢钢就是就是含碳量含碳量不同的两种铁的合金不同的两种铁的合金生铁的含碳量：生铁的含碳量：2%4.3%钢的含碳量：钢的含碳量：0.03%2%合金合金 就是在金属中就是在金属中就是在金属中就是在金属中加热熔合加热熔合某些某些某些某些金属或非金属金属或非金属形形形形成的具有成的具有成的具有成的具有金属特征金属特征的的混合物混合物。考虑：生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？考虑：生铁和钢相比纯铁来说，性能有哪些优越性？第11页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料 【实验实验8-18-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、焊锡（锡铅合金）】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、焊锡（锡铅合金）和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。性性质比比较现 象象黄黄铜铜铜焊焊 锡锡锡锡光光泽颜色色硬度硬度结论黄铜比铜黄铜比铜硬硬焊锡比锡焊锡比锡硬硬黄黄黄黄 色色色色紫红色紫红色紫红色紫红色灰白色灰白色灰白色灰白色银白色银白色银白色银白色合金的合金的合金的合金的硬度硬度硬度硬度一般比组成它们的纯金属一般比组成它们的纯金属一般比组成它们的纯金属一般比组成它们的纯金属更高更高更高更高第12页，本讲稿共21页讨论与启示讨论与启示焊锡焊锡焊锡焊锡是是锡和铅锡和铅的合金，主要用于焊接金属等；的合金，主要用于焊接金属等；武德合金武德合金武德合金武德合金是是铋、铅、锡和镉铋、铅、锡和镉铋、铅、锡和镉铋、铅、锡和镉的合金，可用于制电路保险丝等。根据的合金，可用于制电路保险丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？下表提供的信息，你能获得什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/327 321 271 23218370启示启示合金的合金的合金的合金的熔点熔点熔点熔点比组成它的纯金属的熔点都比组成它的纯金属的熔点都比组成它的纯金属的熔点都比组成它的纯金属的熔点都低低低低第13页，本讲稿共21页 现在同学们明白制造飞机的材现在同学们明白制造飞机的材料为什么使用铝合金而不使用纯金料为什么使用铝合金而不使用纯金属铝了吗？属铝了吗？第14页，本讲稿共21页结论：合金与纯金属相比结论：合金与纯金属相比更大的硬度更大的硬度较低的熔点较低的熔点更高的强度更高的强度(韧性好韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐压打耐拉伸、耐弯曲、耐压打)更好的抗腐蚀性能更好的抗腐蚀性能所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种余种，但人们为适用各种用途而将这些纯金，但人们为适用各种用途而将这些纯金属属按一定组成和质量比按一定组成和质量比制得的制得的合金合金已达已达几千种几千种。第15页，本讲稿共21页 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造，因此可用来制造人造骨人造骨 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机机、船船舶、化工和通讯设备等舶、化工和通讯设备等钛金属手表钛金属手表第16页，本讲稿共21页用钛用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。关，以及牙齿矫正等医疗材料。低温下低温下第17页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料 学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。度较大，熔点较高。2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。境的影响等多种因素。3.金属材料包括铁、铝、铜等金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金纯金属和合金。在金属中加热。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。第18页，本讲稿共21页 学 生 练 习 1铝与铁相比，具有哪些优良的性质？铝与铁相比，具有哪些优良的性质？（从熔点、硬度、密度、强度、导电、导热性和抗腐蚀性来考虑）密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性等。延展性等。2你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。物品物品选用材料选用材料理由理由外科手术刀防盗门门锁自行车支架不锈钢不锈钢硬硬 铝铝青青 铜铜锰锰 钢钢抗腐蚀性能好抗腐蚀性能好硬度大，耐腐蚀硬度大，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀韧性好，易加工韧性好，易加工第19页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料3科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点2500密度密度3g/cm3强度强度与钢相似与钢相似导电性导电性良好良好导热性导热性良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性优异优异这种金属的表面有一层氧化这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属物保护层，试设想这种金属的可能用途。的可能用途。用于航空航天，制造火箭、飞机等；用于航空航天，制造火箭、飞机等；作船舶外壳；作船舶外壳；作通讯设备；作通讯设备；制厨房设备等。制厨房设备等。4人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是（到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是（）A、地壳中、地壳中金属元素的含量金属元素的含量 B、金属的延展性、金属的延展性 C、金属的导电、金属的导电性性 D、金属冶炼的水平、金属冶炼的水平D第20页，本讲稿共21页 课 题 1 金 属 材 料 51989年，世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而加以控制年，世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中：使用。铝在下列应用中：制铝合金；制铝合金；制导线；制导线；制炊具；制炊具；银色漆颜料；银色漆颜料；明矾净水明矾净水明矾与苏打制食品膨胀剂；明矾与苏打制食品膨胀剂；制易拉制易拉罐；罐；胃舒平药品；胃舒平药品；包装糖果和小食品。应加以控制的是（包装糖果和小食品。应加以控制的是（）A、B、C、D、D第21页，本讲稿共21页