新教材苏教版高中化学必修第二册专题9金属材料的性能及应用教学课件.pptxVIP

2024-02-01新教材苏教版高中化学必修第二册专题9金属材料的性能及应用教学课件

目录CONTENTS金属材料概述金属材料的物理性能金属材料的力学性能金属材料的化学性能金属材料的加工与成型金属材料的应用领域实验探究：金属材料的性能测试课堂小结与拓展延伸

01金属材料概述

金属材料是指具有金属特性，能够用于制造有用物品的物质。定义根据金属元素的种类和性质，金属材料可分为黑色金属、有色金属和特种金属材料等。分类金属材料的定义与分类

人类最早使用的金属材料主要是自然铜、陨铁等自然存在的金属。古代金属材料近代金属材料现代金属材料随着冶金技术的发展，人类开始大规模地生产铁、钢、铜等金属材料。随着科技的进步，新型金属材料如钛合金、高温合金、非晶态合金等不断涌现。030201金属材料的发展历程

物理性能化学性能机械性能工艺性能金属材料的性能特点金属材料通常具有高导电性、高热导性、高延展性和高反射性等物理性能。金属材料具有高强度、高硬度、高韧性等机械性能，适用于各种机械零件的制造。金属材料在常温下具有较好的化学稳定性，但在高温、潮湿等环境下易发生腐蚀和氧化。金属材料具有良好的铸造性、锻造性、焊接性和切削加工性等工艺性能，便于进行各种加工操作。

02金属材料的物理性能

指单位体积内金属的质量，常用单位为g/cm3。不同金属的密度差异较大，如铁、铜、铝等常见金属的密度各不相同。指金属的密度与水的密度之比，也可以理解为金属的重量与同体积水的重量之比。比重越大，金属越重。密度与比重比重密度

熔点指金属从固态变为液态所需的温度。不同金属的熔点差异很大，如铁的熔点为1538℃，而汞的熔点仅为-38.87℃。沸点指金属从液态变为气态所需的温度。沸点通常比熔点高得多，如铁的沸点为2750℃，铝的沸点为2467℃。熔点与沸点

金属具有良好的导电性，其导电能力依赖于自由电子的数量和移动速度。银、铜、金等金属具有极佳的导电性。导电性金属能够快速传递热量，其导热性能与金属内部的自由电子运动有关。导热性好的金属如铜、铝等，常被用于制造散热器、导热片等。导热性导电性与导热性

磁性部分金属具有磁性，能够被磁铁吸引或产生磁性。铁、钴、镍等金属具有较强的磁性，被称为铁磁性金属。光学性能金属对光的反射和吸收能力不同，呈现出不同的光泽和颜色。如金、银等金属具有高度的反射性，能够反射大部分光线，呈现出独特的光泽。此外，部分金属还具有特殊的光学性能，如透光性、偏光性等。磁性与光学性能

03金属材料的力学性能

强度与塑性强度金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力。常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度等。塑性金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力。塑性好的材料易于加工成型，且能吸收较多的冲击能量。

硬度金属材料抵抗硬物压入其表面的能力。硬度高的材料耐磨性较好，但加工难度相对较大。韧性金属材料在冲击载荷作用下抵抗断裂的能力。韧性好的材料能够承受较大的冲击载荷而不易断裂。硬度与韧性

金属材料在循环应力作用下发生的损伤和破坏现象。疲劳破坏是许多机械零件失效的主要原因之一。疲劳金属材料在长时间恒温、恒载荷作用下缓慢产生塑性变形的现象。蠕变变形随时间的增加而增大，最终导致材料断裂。蠕变疲劳与蠕变

VS金属材料在外力作用下发生断裂的现象。根据断裂前材料的变形程度，可分为韧性断裂和脆性断裂两种类型。磨损金属材料在相互接触并相对运动时，表面物质不断损失的现象。磨损是机械零件失效的主要原因之一，常见的磨损形式有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损等。断裂断裂与磨损

04金属材料的化学性能

金属与氧气反应生成金属氧化物的过程，如铁生锈、铜变绿等。金属的氧化金属在潮湿环境中与氧气、水或其他化学物质发生反应，导致金属性能下降的现象。金属的腐蚀包括均匀腐蚀、局部腐蚀（如点蚀、缝隙腐蚀）和应力腐蚀等。腐蚀类型氧化与腐蚀

耐蚀性与钝化耐蚀性金属材料抵抗腐蚀的能力，与其成分、组织结构和表面状态等因素有关。钝化通过化学或电化学方法在金属表面形成一层致密的氧化物膜，从而提高金属的耐蚀性。钝化方法包括化学钝化（如酸洗钝化）和电化学钝化（如阳极氧化）等。

催化作用电化学性能金属的电化学腐蚀金属的电化学保护催化作用与电化学性属及其化合物在化学反应中能够降低反应活化能，从而加速反应速率的现象。金属在电场作用下的行为特性，包括导电性、电化学腐蚀与防护等。金属在电解质溶液中发生的腐蚀现象，如析氢腐蚀和吸氧腐蚀等。通过电化学方法（如阴极保护）来防止或减缓金属腐蚀的措施。

05金属材料的加工与成型

将液态金属浇入铸型中，冷却凝固后获得所需形状和性能的铸件的过程。铸造可分为砂型铸造和特种铸造两类。铸造将金属坯料在热态或冷态下通过压力加工成形的工艺方法。锻造能改善金属的内部组织，提高其机械性能。