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第12讲金属材料
1、能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能。
2、能列举常见合金的组成和性能,能科学、合理的选择和使用金属材料。
一、铁合金
1、合金
(1)合金的概念
合金是指由两种或两种以上的(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于物。
(2)合金的特性及原因
①合金的物理、化学及机械性能各成分金属,合金比各成分金属的硬度。
②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。
例如:硬铝(Al、Cu、Mg、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝的。
③原因:
纯金属内所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大。
2、铁合金
铁和碳形成的合金,因含碳量不同分为(含碳量为2%~4.3%)和(含碳量为0.03%~2%)。是用量最大、用途最广的合金。
是最常见的一种合金钢,合金元素主要是和,在大气中比较稳定,不易生锈,抗腐蚀能力强。
二、铝和铝合金
1.铝和铝合金
(1)铝是地壳中含量的金属元素,常温下就能与空气中的发生反应,表面生成一层致密的薄膜,保护内部金属。在常温下形成致密保护膜的金属,如铝、镁等金属。铁在高温下形成致密保护膜,俗称“烤蓝”,铁或铝遇到浓H2SO4或浓HNO3时,迅速反应生成致密氧化膜,称为。
(2)铝合金
铝合金是目前用途广泛的合金之一,硬铝是在铝中添加了一定比例的Cu、Mg、Mn、Si,它的密度,强度,具有较强抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
2.铝、氧化铝的性质
(1)①铝、氧化铝与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
铝片,有无色气泡冒出,将点燃的木条放在试管口有
化学方程式
Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O、2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
离子方程式
、
②铝、氧化铝与NaOH溶液反应
实验操作
实验现象
试管①中一开始无气泡产生,一段时间后,铝片,有无色气泡冒出,试管②中铝片溶解,立即产生无色气泡,将点燃的木条放在试管口,都有声
化学方程式
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
离子方程式
、
(2)两性氧化物
既能与反应生成盐和水,又能与反应生成盐和水的氧化物,如Al2O3等。
三、新型合金
1、储氢合金:一类能够大量吸收H2,并与H2结合成的材料。如Ti-Fe合金、La-Ni合金等,为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
2、其他新型合金:、和等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
3、用途广泛的稀土金属
(1)镧系元素(57~71号元素)及钇和钪,共17种元素为稀土元素。
我国是稀土资源大国,到目前为止,我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。
(2)稀土金属有着广泛的用途,它既可以单独使用,也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属,能大大改善合金的性能。因而,稀土元素又被称为“”。
(3)稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外,还逐渐深入到许多现代科技领域。
考点一:合金及铁合金
例1.(2023辽宁辽阳高一月考)下列材料不属于合金的是()
A.铸造下水井盖的生铁
B.储氢用的La-Ni合金
C.可用于机器人“皮肤”的橡胶
D.可用于军用车辆的超级钢
考点二:铝和铝合金
例2.(2023河南开封高一期末)关于铝及其合金的说法正确的是
A.常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B.镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C.铝单质在化学反应中容易失去电子,表现出还原性
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
考点三:新型合金
例3.(2023辽宁沈阳高一期末)经研究发现,含有95%铝和5%镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,整个反应中只消耗铝,而反应生成的Al
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