化学与材料课件.pptxVIP

化学与材料;材料(material)：经过某种加工后具有一

定组成，结构和性能，适合于某种用途的物质。;从性能上可分为：

结构材料:具有一定强度、韧性和塑性等

力学性能的材料。

功能材料:具有电、磁、光、声和热等特

殊效应和功能的材料。

从组成上可分为：金属材料、无机非金属

材料、有机高分子材料和复合材料等。;;化学元素在地壳(地球表面下16km厚的岩石层)中的含量称为丰度。丰度可用质量分数表示，也可用原子分数表示。;金属元素分类;金属的物理性质

除汞以外,所有金属都是固体,金属的晶

体结构决定金属具有以下共性:;金属的化学性质

金属容易与氧、水、酸、碱反应，失去电

子形成正离子或金属氧化物,表现为还原性：;与酸作用

金属与酸的作用通常用金属活动序来判

断。易钝化金属如Al、Cr、Fe等在浓酸中也

很稳定。溶解W用HNO3—HF混合酸，溶解

Pt、Au需用王水，Nb、Ta、Rh、Os、Ir等王水也不溶。;5.1.2合金

合金(alloy):由两种或两种以上金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特征的物质。

合金可分为三种基本类型：

(1)固溶体合金(solidsolutionalloy);

(2)金属化合物合金(intermetallicalloy);

(3)混合物合金(alloymixture)。;1.固溶体合金

以一种金属为溶剂,其他金属或非金属为

溶质溶入其中形成的均匀的固体溶液。;当两种金属原子的半径差别很小,可形成无限置换固溶体,如铜镍合金,Ni、Co、Cr、V与Fe的合金。;2.金属化合物合金

当形成合金的两种金属(非金属)元素的电

子层结构、电负性和原子半径差别较大时，

容易形成金属化合物(金属互化物)。

金属化合物又可分为正常价化合物、电子

化合物和间隙化合物三种类型。;正常价化合物的成分是固定的，符合氧

化数规则。如Mg2Si，Mg2Pb，FeS等，是介

于离子键和金属键之间的金属化合物，导热

性、导电性比组分金属低，而熔点、硬度和

脆性却很高。;大多数金属化合物都是电子化合物，其成分在一定范围内变动。这类化合物中，价电子数???原子数之比(称为电子浓度)是一定的,如3/2、21/13或7/4等。这类化合物的晶体结构决定于电子浓度，故称电子化合物。;间隙化合物通常是由C、N、B、H等原子半径较小的非金属元素溶入溶剂金属的晶格间隙所形成的化合物。;3.混合物合金

混合物合金是两种或多种金属的机械混

合物,显微镜下可观察到各组分的晶体或他们的混合晶体。

这种合金的导电性、导热性与组分金属不同，例如,纯锡熔点为232℃,纯铅熔点为327.5℃,含锡63%的锡铅合金(焊锡)的熔点只有181℃。;合金大多数是以固溶体为基体的，而金

属化合物是作为强化相出现的。所以在合金

中金属化合物一般所占的数量不多。

绝大多数合金是通过熔化、精炼制成的，

只有少数合金是固态下通过制粉、混合、压

制成型、烧结等工序制成。;;稀土元素的一般性质;;;稀土元素化学性质十分相似，在自然界中它们往往共存于同一矿石中，分离和提纯都相当困难。;稀土元素的单质都是典型的金属，化学性

质活泼，标准电极电势在-1.99~-2.37V之间,介于钙和镁之间。与冷水反应慢，但与热水反应剧烈。极易与H2、O2、N2、S作用，所以要保存在煤油里。;稀土金属在冶金工业主要用作合金原料，用于脱氧、脱硫、提高钢铁质量，延长使用寿命。

在化学工业大量稀土金属用于催化剂等。

在玻璃和陶瓷工业用于抛光、脱色与着色。

在航空工业广泛使用含稀土的耐热铝合金和高温合金。

在电子工业用稀土金属制造激光材料、半导体材料、磁性材料和计算机元件等。;在原子能工业用稀土金属作控制材料、

结构材料、核燃料和减速材料。

目前，稀土元素在超导材料的研究中显

得十分活跃和重要。

可作贮氢材料，用来生产氢气储存器、

稀土贮氢电池等。;1.非晶态合金