【课件】金属材料++课件高一上学期化学人教版（2019）必修第一册+.pptx

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1、金属材料新人教版新人教版必修一必修一第三章第三章第二节第二节金属材料金属材料第一课时第一课时合金铁合金铝与铝合金新型合金导入：生活中的金属材料金属材料的发展新型合金铝器资料资料尧舜禹时代 西周19世纪末期21世纪铁器铜器储氢合金合金铁合金铝与铝合金新型合金旧知回顾合金铁合金铝与铝合金新型合金金属材料纯金属合金由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金(用途更广泛)物理性能化学性能机械性能熔点硬度抗腐蚀能力低大强问题1：为什么在日常应用的材料中大多数属于合金呢？(合金是混合物而不是纯净物)保险丝(70)12.5%12.5%锡锡 (232.1232.1)50%铋(2

2、71.4)25%25%铅铅 (327.7327.7)合金铁合金铝与铝合金新型合金微观结构：纯金属 PK 合金 合金的性能可以通过内部所添加的合金元素的种类、含量和外部生成合金的条件等来调节。(外因通过内因起作用)合金性能的可调节性 （定性定量）微观结构：纯金属 PK 合金合金铁合金铝与铝合金新型合金 结构差异 决定 性能不同使得原子之间相互作用力减小，原子层之间的相对滑动变得困难熔点变小，硬度变大纯金属只有一种金属原子，排列很整齐合金中有多种原子，且原子的大小不同，原子排列不规则掺杂其他原子 形成合金微观上原子的排列不同，导致了宏观上金属材料的性能不同铁合金合金铁合金铝与铝合金新型合金地壳中的

3、元素分布铁矿石任务：1、铁合金的的组成 2、请同学们对铁合金进行分类铁合金合金铁合金铝与铝合金新型合金低碳钢中碳钢高碳钢铁合金生铁钢 合金钢(特种钢）碳素钢（含碳量低于0.3%）（含碳量0.3%0.6%）（含碳量高于0.6%）不锈钢超级钢以铬(Cr)和镍(Ni)为主要合金元素配比：Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%（含碳量24.3%）（含碳量0.032%）碳中和，碳达峰中国量产：价格低廉，但强度很大，实现钢板轻薄化韧性、焊接性好，但强度低强度高、韧性及加工性好硬而脆，热处理后弹性好（铁碳合金）含碳量越高，韧性越差，强度、硬度越高钢中合金元素的主要作用合金铁合金铝与铝合金新型

4、合金教材P77 资料卡片思考与讨论：碳素钢中，碳含量不同，性能也有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢；这对你有什么启示？合金性能的可调节性 （按需调节）问题2：铁合金性能的影响因素？改进合金性能的常用措施有哪些？(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物()(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高()(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化()(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同()例1：判断正误例2：(双选)合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属很难与表中其他金属形成二元合金的元素是提醒 并非所有

5、的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。FeCuZnAgAuW熔点/15351083419.5960.810633380沸点/30002595 9072212 27075627A.Fe BZn CAg DWBD铝与铝合金合金铁合金新型合金铝的发展历史 1807年，英国的H.Dary用电解法制得的钾与氧化铝反应，制得少量铝合金。1854年，法国的S.C.Deville用钠还原NaAlCl4络合盐，制得可以批量生产的金属铝。1825年，丹麦的H.C.Oersted用钾汞齐还原无水氯化铝，得到几mg铝粉。

6、1845年，德国的P.Wohler用钾还原氯化铝，得到1015mg的铝珠，并初步测定了其密度、延展性和熔点。60000卢布800卢布铝的发展历史铝与铝合金合金铁合金新型合金 1886年，美国的Martin Hall和法国的Paul Heroult几乎同时发现了用电解的方法制备出纯度高达98%以上的铝，且易操作、成本大大降低。800卢布1卢布旧时皇室贵族铝 飞入寻常百姓家铝与铝合金合金铁合金新型合金2021年中国航天“名场面”任务一：从火箭的外壳材料认识“铝合金”问题1：火箭的外壳材料需满足什么特点？质量轻 硬度大 耐高温 钠 0.968 g/cm 铝 2.70 g/cm 铁 7.80 g/cm

7、问题2：怎样让铝成为优质的外壳材料？铝与铝合金合金铁合金新型合金太空“铝”行任务一：从火箭的外壳材料认识“铝合金”表表1 1 铝合金中各种元素的主要作用铝合金中各种元素的主要作用整流罩：耐热、耐蚀易锻造、韧性好强耐热、耐蚀问题3：火箭不同部位的铝合金应该选择什么合金元素？铝与铝合金合金铁合金新型合金任务二：从火箭的返回舱认识“氧化铝”问题1：如何检验氧化铝层的存在？表表表表2 2 2 2 铝和铝合金的熔沸点铝和铝合金的熔沸点铝和铝合金的熔沸点铝和铝合金的熔沸点1600以上太空“铝”行性能 用途铝与铝合金合金铁合金新型合金12均滴加均滴加3mL HCl溶液溶液(1mL约一滴约一滴管管)同时放入打

8、磨和未打磨的铝条观察记录实验现象实验探究：与酸溶液反应任务二：从火箭的返回舱认识“氧化铝”太空“铝”行注意事项使用的盐酸体积大致相等打磨铝条前端3-4cm左右的一段即可盐酸具有腐蚀性，请戴好护目镜和手套完成实验后，将铝条取出。时间3min1234先：Al2O3+6HCl2Al +6HCl2AlCl3+3H2O2AlCl3+3H2 后：2Al +6HCl2AlCl3+3H2 未打磨：打磨：铝与铝合金合金铁合金新型合金 致密的氧化膜氧化铝膜氧化铝膜不同条件下生成的氧化膜厚度不同条件下生成的氧化膜厚度氧化铝膜的微观形态问题2：如何增加氧化铝层的厚度？任务二：从火箭的返回舱认识“氧化铝”太空“铝”行结

9、构 性能铝与铝合金合金铁合金新型合金铝的阳极氧化流程图去油污碱 洗酸中和水 洗阳极氧化铝制品的表面处理在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀在空气中，铝的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蚀性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法性还不够强。为了使铝制品适应于不同的用途，常采用化学方法对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。对铝的表面进行处理，如增加膜的厚度，对氧化膜进行着色等。例如，化学氧化（用铬酸做氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜例如，化学氧化（用铬酸做氧化剂）可以使氧化膜产生美丽的颜色等。市场上有不少铝制品是经过这种方法处理的色等。市场上有

10、不少铝制品是经过这种方法处理的。P76问题3：用碱可以去除氧化膜吗？任务二：从火箭的返回舱认识“氧化铝”太空“铝”行铝与铝合金合金铁合金新型合金12均滴加均滴加3mLNaOH溶液溶液(1mL约一滴约一滴管管)同时放入打磨和未打磨的铝条观察记录实验现象实验探究：与碱溶液反应任务二：从火箭的返回舱认识“氧化铝”太空“铝”行注意事项使用的NaOH体积大致相等打磨铝条前端3-4cm左右的一段即可盐酸具有腐蚀性，请戴好护目镜和手套完成实验后，将铝条取出。时间3min1234守恒思维先：Al2O3+2NaOH 2NaAlO2 +H2O后：2Al+2NaOH+2H2O +3H2 0+1+1偏铝酸钠2NaAl

11、O2+302Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2 未打磨：打磨：AlO 偏铝酸根视为Al(OH)的简写铝与铝合金合金铁合金新型合金归纳总结：从元素周期表认识“铝”太空“铝”行问题1：铝在元素周期表中处于金属与非金属的交界处置，试分析铝既能和强酸反应又能和强碱反应的原因？铝与铝合金合金铁合金新型合金归纳总结：对“铝家族”两性的认识太空“铝”行两性金属性 vs 非金属性酸性 vs 碱性Al3+OH-+H+OH-+H+Al(OH)3AlO Al(OH)Al(OH)3相当于三元弱碱，一元弱酸铝与铝合金合金铁合金新型合金素养提升：用发展的眼光看待“铝”和铝合金太空“铝”行玉兔二号2019年

12、航天明星铝合金东方红一号1970年玉兔二号2019年祝融号2020年神州十三号2021年玉兔二号2019年东方红一号1970年玉兔二号2019年祝融号2020年神州十三号2021年铝与铝合金合金铁合金新型合金素养提升：用发展的眼光看待“铝”和铝合金太空“铝”行121王春,刘禹.上海交大研制出超强纳米陶瓷铝合金J.表面工程与再制造,2017,17(05):64.2王祝堂.俄罗斯研制成功特高温铝合金导电线N.中国有色金属报,2021-11-06(003).习总书记：航天梦是中国梦的重要组成部分！新型合金新型合金铝与铝合金合金铁合金储氢合金记忆合金钛合金耐热合金近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，

13、人们又设计和合成了许多新型合金。例如：新型合金铝与铝合金合金铁合金新型合金 储氢合金储氢合金是一类能够大量吸收氢气并与氢气结合成金属氢化物的材料。受热又会分解放出氢气，常见的储氢合金是Ti-Fe、La-Ni。储氢合金阅读教材，思考以下问题：（1）氢能的利用关键要解决什么问题？（2）储氢合金的储氢原理是什么?新型合金新型合金铝与铝合金合金铁合金钛合金记忆合金组成：镍（Ni）-钛(Ti)形变条件：温度性能：形变后遇高温（或低温）恢复形状 钛合金70%用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。由于钛的冶炼比较困难，高温时钛的化学性质变得活泼，需用惰性气体保护，还要使用不含氧的材料，工艺要求

14、，冶炼成本高于铁或铝。辩证看待组成、结构、性质、用途的关系结构性质成分种类（定性）成分含量（定量）用途决定表征决定反映决定表征反映决定【化学与职业】测试工程师 运用各类高精度化学检测仪器或化学检测方法，对合金等金属材料或冶炼产品中的各种元素进行定性和定量分析，获得金属材料的组成及其含量。测试工程师在工作课堂练习1.目前用量最大、用途最广的合金是 ，根据其化学成分可分为 和 。不锈钢在空气中较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是 。2.下列关于合金的说法中，正确的是（）A.合金的熔点一定比各成分金属低B.在我国使用最早的合金是钢C.生铁的含碳量为0.03%2%D.碳素钢可根据含碳量不同，分为低碳钢、中碳钢和高碳钢课堂练习3.下列关于铝的说法中，正确的是（）A.铝的化学性质不活泼B.铝不与酸、碱反应C.常温下铝不与氧气反应D.铝表面容易生成一层致密的氧化铝保护膜4.镁铝合金因其坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的是（）A.镁铝合金不易生锈 B.镁铝合金导电性好C.镁铝合金密度小 D.镁铝合金强度高THANKS