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第三章 金属及其化合物
§3.3 用途广泛的金属材料
本节课以生产生活中的金属物品和古代金属制品导入新课,从认识人类使用材料的进化顺序到材料的分类。再由金属材料过渡合金。介绍合金的定义和特点“合金的物理性质不同于其组分,但化学性质一般与组分性质相同。”后,重点介绍常用的生活中常见的铜合金、铁合金和铝合金的组成与性质及用途,以增强学生在化学中生活,在生活中学化学的意识。在了解其它合金和稀土金属材料后,补充金属冶炼的内容。最后通过课堂讨论如何正确选用金属材料,并且得出回收再利用金属材料是最必要的做法。
1. 了解金属材料的发展史,以及我国金属材料的现状。
2. 认识金属与合金在性能上的主要差异。
3. 了解常用的生活中常见合金的主要成分、性能及用途。
4. 了解稀土金属材料的成分、特殊性能及其应用。
5. 了解金属冶炼的原理。
6. 知道怎样正确选用金属材料。
在日常生产、生活和科学技术中,金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。学.科.网
古代金属制品
人类使用材料的进化顺序
材料的分类
石器时代
铜器时代
铁器时代
材 料
金属材料
非金属材料
合成高分子材料
合金材料
纯金属
合成材料
如:陶瓷、水泥、玻璃
如:橡胶、塑料
如:导线、金银首饰
大多数金属制品
下列物品都使用了哪种材料?
1、初中曾学过有关合金的一些知识,你还记得什么是合金吗?合金有哪些优良的性能?
合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各组分金属。
一般:合金的硬度大于它的各成分金属,合金的熔点低于它的各成分金属。
2、你知道合金在生活中有哪些用途吗?请举出一些例子。
在工农业生产和日常生活中,我们很少使用纯金属,而主要使用合金,常见的合金有铜合金、铁合金和铝合金等。
合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。
如:生铁的熔点比纯铁的低;硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。
一、合金
特别提醒:
①合金中一定含有金属元素
②合金中也可能含有非金属元素
③合金一定是混合物
④合金中成分的含量影响合金的性质。
使用不同的原料,改变原料的配比以及改变生成合金的条件等,可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
不锈钢抗腐蚀性好,用来做医疗器械、炊具等;
硬铝强度和硬度好,用来制门窗,也用于制火箭、飞机、轮船等;
青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀,用于制机器零件,等等。
白铜:主要含铜、镍和锌(少量锰)
青铜:主要含铜、锡和铅
黄铜:主要含铜和锌(少量锡、铅、铝)
——使用最早的合金
有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀,主要用于制造机器零件,如轴承、齿轮等。
有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀,主要用于制造机器零件、仪表和日用品。
它不容易生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。
1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期的司母戊鼎属于青铜制品
铜锰合金 具有极高的电阻。
(一)铜合金
钢
碳素钢
合金钢
低碳钢---含碳量低于0.3%
中碳钢---含碳量0.3%~0.6%
高碳钢---含碳量高于0.6%
(1) 钢的种类
(二)铁合金
镍、铬---不锈钢,抗腐性强,不易氧化。
铬、钨---高速钢,硬度大,韧性很强。
锰、硅---锰硅钢,韧性特强。
——用量最大,用途最广
(铁和碳的合金)
(碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素)
根据含碳量分为生铁和钢。
生铁的含碳量为2%∽4.3%之间;
钢的含碳量在0.03%∽2%之间。
碳素钢中的含碳量与其韧性的关系
碳素钢中的含碳量越低,钢的韧性越好,硬度越小;含碳量越高,钢的韧性越差,钢的硬度越大。
铁的合金
生铁
钢
C%
2%~4.3%
0.03%~2%
其他杂质
Si、Mn、S、P(较多)
Si、Mn、S、P (较少)
机械性能
质硬而脆、无韧性
坚硬、韧性大、可塑性好
(2) 生铁与钢的比较
铝的重要用途主要有:
⑴延展性---制作铝线、铝箔、多种仪器。
⑶导热性---做热的导体。
⑸银白色、有金属光泽---做涂料(俗称银粉、银漆)
⑵导电性---做电的导体。铝的导电性仅次于铜,是优良的、常用的导体。
⑷不透明---做忌光物(如胶卷)包装材料
⑹铝可以制作合金。
(三)铝合金
硬铝:Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%
特点:密度小、强度高、抗腐蚀
用途:制造飞机和宇宙飞船
铝“有翼的金属” “会飞的金属”
镁铝合金:含镁10%~30%及硅、铜、锌、锰等元素
特点
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