课题1　金属材料 (5).ppt

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1、应用广泛的金属材料教学目标n1、知识与技能：（1）认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系；n （2）了解常见金属的物理性质；n2、过程与方法：n （1）知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途；n （2）认识合金的制取和合金的用途；n3、情感态度与价值观：n 拓宽学生的眼界，培养学生综合分析问题的能力。第一单元金属和金属材料课题1 金属材料金属材料n纯金属纯金属和它们的和它们的合金合金统称为统称为金属材料金属材料。n n司母戊鼎是中国目前司母戊鼎是中国目前已发现的最重的青铜已发现的最重的青铜器。司母戊鼎含铜器。司母戊鼎含铜85.7185.71、锡、锡14.2914.29。充分显示出商代青

2、铜充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和铸造业的生产规模和技术水平。技术水平。青铜器时代青铜器时代n n秦陵铜车马严格按真车马的制作秦陵铜车马严格按真车马的制作 。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工。造型精美，比例恰当，装饰华丽，工艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者艺精湛，形体庞大，所以很多专家学者把它称之为把它称之为“青铜之冠青铜之冠”。马踏飞燕n n1969年，在甘肃武威出土。年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。中国雕塑史上的不朽之作。n n1984年，定为中国旅游标年，定为中国旅游标志图形。志图形。n n2002年，年，“马踏飞燕马踏飞燕”的的仿制品作为国礼赠布什。仿制品作为国礼赠布

3、什。n n铁耙铁耙铁耙铁耙两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉两汉时期西汉农具农具农具农具铁器时代铁器时代一架波音一架波音767大型飞大型飞机约由机约由70%的铝及其的铝及其合金构成。合金构成。20世纪，铝和铝世纪，铝和铝合金的应用合金的应用一、几种重要的金属一、几种重要的金属n常温下金属大都是常温下金属大都是n有金属光泽有金属光泽n大多数金属都是大多数金属都是n有有延展性延展性n有韧性有韧性固体固体电和热的良导体电和热的良导体（导电导热性）（导电导热性）（可以拉成细丝，可以展成薄片）（可以拉成细丝，可以展成薄片）（汞汞除外）除外）1、物理共性、物理共性2、物理特性、物理特性n但是，不同金属的

4、导电性、导热性、密度、熔但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等点、硬度等物理性质物理性质差别也较大。例如差别也较大。例如n大多数金属都是大多数金属都是银白色银白色的，但铜却呈的，但铜却呈，金呈金呈，在常温下，大多数金属是固态，但，在常温下，大多数金属是固态，但汞是汞是红色红色黄色黄色液体液体（表（表1-1）一些金属的物理性质物理性质物理性质物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较物理性质比较物理性质比较导电性导电性导电性导电性(以以以以银的导电性为银的导电性为银的导电性为银的导电性为100100作标准作标准作标准作标准)银银银银 铜金铝锌铜金铝锌铜金铝锌铜金铝锌铁铅铁铅铁铅铁铅(优

5、优优优)100 99 74 61 27 17 7.9 ()100 99 74 61 27 17 7.9 (良良良良)密度密度密度密度/(gcm/(gcm-3-3)金铅金铅金铅金铅 银银银银 铜铜铜铜 铁铁铁铁 锌铝锌铝锌铝锌铝(大大大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小小小)熔点熔点熔点熔点/钨钨钨钨铁铁铁铁 铜铜铜铜金金金金 银银银银 铝铝铝铝锡锡锡锡(高高高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232()3410 1535 1083 1064 962 660

6、 232(低低低低)硬度硬度硬度硬度(以金刚以金刚以金刚以金刚石的硬度为石的硬度为石的硬度为石的硬度为1010作标准作标准作标准作标准)铬铬铬铬 铁铁铁铁 银银银银 铜铜铜铜金金金金铝铝铝铝 铅铅铅铅(大大大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 ()9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小小小)讨论：讨论：讨论：讨论：根据你的生活经验和表所提供的信息，并查阅有关资料分析下根据你的生活经验和表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。列问题。1.1.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

7、制？2.2.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？3.3.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？4.4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬（为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬（CrCr）？如果镀金怎）？如果镀金怎 么样？么样？因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃，且铅因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃，且铅因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃，且铅因铁的硬度大于铅，若菜刀、镰刀用铅制，容易卷刃，且铅有

8、毒；而锤子用铅制，容易变形。有毒；而锤子用铅制，容易变形。有毒；而锤子用铅制，容易变形。有毒；而锤子用铅制，容易变形。（1 1 1 1）银在自然界含量少，价格昂贵，成本比铜高；（）银在自然界含量少，价格昂贵，成本比铜高；（）银在自然界含量少，价格昂贵，成本比铜高；（）银在自然界含量少，价格昂贵，成本比铜高；（2 2 2 2）银）银）银）银的密度大，不易架设。的密度大，不易架设。的密度大，不易架设。的密度大，不易架设。钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用锡制灯丝，灯丝导电产钨有较高的熔点，且易导电。若用

9、锡制灯丝，灯丝导电产生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。生的热量易使灯丝熔断。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质考虑物质的用途时的用途时，首先要考虑物质的首先要考虑物质的_，还需要考虑哪

10、些因素还需要考虑哪些因素？性质性质金 属 之 最n地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素n人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素n目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属n导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属n硬度最高的金属硬度最高的金属n熔点最高的金属熔点最高的金属n熔点最低的金属熔点最低的金属n密度最大的金属密度最大的金属n密度最小的金属密度最小的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨锂锂锇锇二、合金二、合金1、合金是一种金属与其他一种或几种金、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或属（或非金属非金属）熔合熔合形成的形成的有金属特性有金属特性的的混合物混合物。

11、注意：合金中并非都是金属，组成注意：合金中并非都是金属，组成合金的元素中可能有非金属；合金合金的元素中可能有非金属；合金是一种混合物而不是化合物。是一种混合物而不是化合物。l铁的合金的合金-生生铁和和钢的比的比较 生铁生铁钢钢碳元素含量碳元素含量2%4.3%0.03%2%机械性能机械性能机械性能硬而机械性能硬而脆、无韧性、脆、无韧性、可铸不可锻可铸不可锻坚硬、韧性大、坚硬、韧性大、塑性好、可铸、塑性好、可铸、可锻、可压延可锻、可压延生铁生铁钢钢降低含碳量降低含碳量纯铁很软不易制成机械用品纯铁很软不易制成机械用品使用最多的金属使用最多的金属材料材料是是铁合金铁合金【实验【实验1-1】比较黄铜片和

12、铜片、焊锡和锡的光泽和】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度性质性质比较比较现象现象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽和光泽和颜色颜色硬度硬度结论结论有光有光泽、泽、黄色黄色 有光泽有光泽 亮、紫亮、紫红色红色 有光有光泽、银泽、银白色白色 有光有光泽、银泽、银白色白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬硬铝比铝硬硬铝比铝硬合金的硬度一般比组成它的合金的硬度一般比组成它的纯金属硬度大纯金属硬度大讨论：焊锡和武德合金(铅、秘、锡、和镉组成的合金)的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅锡锡秘秘镉镉焊锡焊锡武德合金武德合

13、金熔点熔点327327321321 271271 232232 1831837070启示启示合金的熔点一般比组成它们的纯金合金的熔点一般比组成它们的纯金属的熔点低属的熔点低2、合金与组成它们的金属的性质的差异。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛的用途。合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；n合金的硬度合金的硬度大于大于组成它们的金属；组成它们的金属；合金的熔点合金的熔点低于低于组成它们的金属；组成它们的金属；合金的抗腐蚀能力一般合金的抗腐蚀能力一般强于强于各组分金属。各组分金属。常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途合金合金 主要

14、成分主要成分性能性能用途用途不锈钢不锈钢黄铜黄铜18K黄金黄金焊锡焊锡硬铝硬铝铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品 锡、铅 熔点低 焊接金属 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件 二十一世纪的金属材料钛和钛合金钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨人造骨 用用钛钛-镍镍形状记忆合金制成的人造卫星天线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是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星

15、和宇宙飞船的天线，水暖系统、防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关，以及牙齿矫正等医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疗材料低温下低温下主页课堂小结课堂小结:课题一、金属材料课题一、金属材料1 1、金属的一些物理性质：、金属的一些物理性质：大大多多数数金金属属为为银银白白色色、固固体体、有有光光泽泽、能能导导电导热、熔沸点高、有延展性电导热、熔沸点高、有延展性二、合金二、合金1 1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得可以制得合金合金 2 2、合金的、合金的强度和硬度强度和硬度一般比组成它们的

16、纯金一般比组成它们的纯金属更高，属更高，抗腐蚀抗腐蚀性能也更好性能也更好 纯铁纯铁铁的合金铁的合金（含碳量不同）（含碳量不同）生铁生铁钢钢（2%4.3%）硬度比纯铁硬）硬度比纯铁硬（0.03%2%）硬度、抗腐蚀）硬度、抗腐蚀性能增强性能增强 一、金属一、金属三、三、n n建筑建筑n n桥梁桥梁n n器械器械n n车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇n n生活用具生活用具n n其它其它金属材料金属材料 纯金属纯金属 合合 金金1 1、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？（1 1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄装上木柄（2 2）铁

17、块可以制成铁丝或铁片）铁块可以制成铁丝或铁片（3 3）油罐车行驶时罐内石油振荡）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易产生静电，易 发生火险，因此，发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链车尾有一条拖地的铁链铁有良好的导热性铁有良好的导热性铁具有延展性铁具有延展性铁具有导电性铁具有导电性前进2、在在铁、铝、铜、锌、钛铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：五种金属中：常用于电镀和作干电池电极的金属是常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金生铁和钢是哪种金属的合金 包装糖果、香烟的银白色金属材料包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属常用于制造电线和电缆的金属 常用于航空工业

18、作制造飞机等材料常用于航空工业作制造飞机等材料的金属的金属锌锌铜铜 铝铝铝铝铝铝铁铁钛钛前进一架波音一架波音767大型飞机约由大型飞机约由70%的铝及其合金构成。的铝及其合金构成。铝和铝合金的应用铝和铝合金的应用3 3、铝合金做用于制造飞机、铝合金做用于制造飞机、铝合金做用于制造飞机、铝合金做用于制造飞机是利用了什么性质？是利用了什么性质？是利用了什么性质？是利用了什么性质？铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。铝合金的硬度大、密度小。4 4、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量、生活中为什么大量使用铝合金做门窗，而使用铝合金做门窗，而使用铝合

19、金做门窗，而使用铝合金做门窗，而不用纯铝？不用纯铝？不用纯铝？不用纯铝？铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。铝合金的硬度比铝大。5 5、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？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、易加工诊断补偿，祝你成功！n1、日常生活中所使用的自来水管，你认为选用哪种材料既经济又耐用（）nA、普通钢管 B、塑料管 nC、不锈钢管 D、镀锌管 n2、我国在春秋战国时期就开始将生铁经高温煅打处理得到相当于铸钢的器具（如锋利的宝剑），这一技术比欧洲早了近2000年。高温煅打生铁的主要目的是（）nA、

20、除硫、磷杂质 B、适当降低含碳量 nC、掺进合金元素 D、改善金属表面的结构性能n3、下列关于“合金”的叙述：（1）合金中至少含有两种金属；（2）合金中元素以化合物的形式存在；（3）合金中一定含有金属；（4）合金一定为混合物；（5）合金依然具有金属的特性。其中正确的是（）nA、4 B、1 2 3 C、3 4 D、3 4 5BBD诊断补偿，祝你成功！n4、生活中废弃的铝制易拉罐、破锅、废铜线等可归n 为一类加以回收，它们属于（）n A、有机物 B、金属或合金 C、氧化物 D、非金属n5、今年5月1日，新建成的南京地铁试运营，地铁轨 n 道所用材料是（）n A、锰钢 B、不锈钢 C、硬铝 D、钛合

21、金n6、下列说法正确的是（）n A、金属都是银白色的固体 n B、我国人民在商代就制造出精美的青铜器n C、食醋中含有盐酸 n D、钢是一种合金，其机械加工性能比纯铁差n7、灯泡里的灯丝用钨制，是因为（）n A、导电性好 B、硬度适中，易造型 n C、熔点高、不易熔化 D、有金属光泽BABC1、制作电线的金属材料一般是、制作电线的金属材料一般是 ()A.铁铁 B.铜铜 C.银银 D.镁镁2、下列各组中的两种物质都属于混合物的是、下列各组中的两种物质都属于混合物的是 ()A.钢钢 不锈钢不锈钢 B.铜铜 青铜青铜 C.铁铁 生铁生铁 D.锡锡 焊锡焊锡3、下列有关合金的说法正确的是、下列有关合金

22、的说法正确的是 ()A.合金缺少金属光泽合金缺少金属光泽 B.合金种类只有合金种类只有90余种余种 C.合金属于化合物合金属于化合物 D.合金的很多性能比它的纯金属优异合金的很多性能比它的纯金属优异BAD4 4、制造飞机和制造机器底座，对所用、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？金属的密度和硬度会有什么要求？5 5、电炉丝是用金属钨制成的，你认为、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？它利用了钨的哪些性质？密度密度密度密度硬度硬度硬度硬度制造飞机制造飞机制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座制造机器底座制造机器底座小小大大大大大大导电性导电性导热性导热性熔点高熔点高 6、科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点熔点熔点25002500密度密度密度密度3g/cm3g/cm3 3强度强度强度强度与钢相似与钢相似与钢相似与钢相似导电性导电性导电性导电性良好良好良好良好导热性导热性导热性导热性良好良好良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性优异优异优异优异 这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。种金属的可能用途。