从混合物到合金-香港教育城.doc

PAGE 頁PAGE 8 頁PAGE 1 科學 科學科（S1-3）課程（2017） 學與教資源 單元十三　從原子到材料 從混合物到合金 學生版 Copyright ? 2018 香港特別行政區政府 教育局 課程發展處 科學教育組 保留版權 (由香港數理教育學會製作) 學習目標 活動完成後，你應能： 明白在金屬中加入其它元素可製成合金，以改良金屬的性質； 進行實驗，以測試合金與組成金屬的特性；以及 列舉一些合金及其用途的例子。 活動(一) : 比較兩組材料的物理性質 材料與儀器： 金屬樣本：X1和X2 1 合金樣本：Y1和Y2 1 歐姆計 1 安全措施： 處理樣本時，應注意銳利的金屬邊緣。 步驟： 1. 運用歐姆計量度樣本 X1、Y1、X2和Y2的導電性。 2. 折曲樣本以測試其硬度。 3. 於下表記錄結果： 物理性質 結果 導電性 X1: Ω Y1: Ω X2: Ω Y2: Ω 硬度 X1 / Y1 較易折彎。 X2 / Y2 較易折彎。 結論︰ 與合金比較，金屬具有 較高 / 較低 的導電性以及 較堅硬 / 較柔軟 。 活動(二) : 明白合金的物理性質 合金是把其他元素加進金屬，以改良金屬的性質來配合指定的用途。 與純金屬相比，合金一般具有： (1) 較低熔點； (2) 較低導電性； (3) 較堅硬；和 (4) 較佳的抗腐蝕性。 搜尋相關資料，完成下表。 合金 組成元素 合金與其組成金屬 的物理性質 用途 黃銅 強度較兩種金屬高 帶金黃色 青銅 強度較兩種金屬高 且具抗腐蝕性 不鏽鋼 比鐵堅硬; 抗腐蝕性甚佳 含鉛焊料 熔點較組成金屬低 2. 合金的性質會隨著合金內元素的所含百分比而改變。 例如含 85% 銅和 15% 鋅的黃銅呈 _ _ 色，而約含 60% 銅和 40% 鋅的黃銅卻呈 色。 3. 黃銅是混合物或化合物? 為什麼? 活動(三)：一些合金的磁性 少數合金是帶有磁性的。進行以下實驗，比較黑磁鐵與釹磁鐵的磁性。 材料與儀器︰ 黑磁鐵 (鋁鎳鈷合金) 1 釹磁鐵 (釹鐵硼合金) 1 萬字夾 400 步驟： 以黑磁鐵吸引萬字夾，找出可被磁鐵吸引的萬字夾數目，並記錄於下表。 以釹磁鐵重覆步驟1。 黑磁鐵 (鋁鎳鈷合金) 釹磁鐵 (釹鐵硼合金) 組成金屬 鐵 (Fe), 51% 鐵 (Fe), 66% 其他物質 鈷 (Co), 24% 鎳 (Ni), 14% 鋁 (Al), 8% 銅 (Cu), 3% 釹 (Nd), 29% 鏑 (Dy), 3% 硼 (B), 1% 可被磁鐵吸引的萬字夾數目 結論︰ 1. 從這個實驗可以得出什麼結論？ 討論問題： 1. 舉出一項釹磁鐵於工業上的應用。 活動(四)：智能物料 「鎳鈦諾」(Nickel titanium) 是一種有很多用途的形狀記憶合金。進行以下實驗，找出「鎳鈦諾」的性質。 材料與儀器： 不同形狀的「鎳鈦諾」線樣本 1 250 ml燒杯 2 250 ml 熱水 (40oC) 1 250 ml 熱水 (55oC) 1 步驟： 1. 把「鎳鈦諾」線樣本扭曲。 2. 把該「鎳鈦諾」線置於40oC的水中，並於下表記錄可見變化。 3. 把該線取出後，然後置於55oC的水中。於下表記錄可見變化。 4. 以另一「鎳鈦諾」線樣本，重覆步驟1至3。 5. 於下頁表格記錄結果。 結果： 觀察 「鎳鈦諾」線樣本1 「鎳鈦諾」線樣本2 於40oC水中 於55oC水中 結論︰ 1. 從這個實驗可以得出什麼結論？ 討論問題： 1. 舉出「鎳鈦諾」的一項應用。 活動(五)：就含鉛焊料的問題撰寫工程顧問報告 背景： 某發展區正進行一項建設計劃。該項目的發展商正在新建築物內安裝水管。近日，有報導指新建築物的自來水含鉛量超標，有人懷疑是承建商使用了含鉛焊料來焊接水管。 任務： 你的團隊需要設計一個工具套，讓團隊在工地