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1、第三章 金属及其化合物,第三节 用途广泛的的金属材料,它们是纯金属做的吗？,铝合金锅,钛合金羽毛球拍,镍合金门锁,我们很少使用纯金属，而主要使用合金。,一、合金的概念及特性：,合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的,具有金属特性的物质。,1、合金的概念：,2、合金的物理性质：,一般情况下，合金与纯金属相比较,（1）硬度大于各成分金属（2）熔点低于各成分金属（3）常具有优良的物理、化学或机械的性能。（4）合金的性能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调节。（5）导电性和导热性低于任一组分金属。如：生铁的熔点比纯铁的低；,2023/8/21,为什么合金的性能与纯金属有很大
2、的差异呢？,纯金属内原子的排列十分规整 受外力挤压时，原子容易发生 相对移动。因而硬度不大。合金内加入了其他元素或大或小的原子，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。受外力挤压、打击时，不容易变形。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。,学与问：为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低？,使原子间的距离增大，原子间的相互作用力减小。,所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。,合金中一定含有金属元素，合金中也可能含有非金属元素；合金一定是混合物；合金中成分的含量影响合金的性质。,注意：,使用：不同的原料，改变原料的配比，改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合
3、金。,合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。,二、常见的合金及用途：,(一)铜合金的种类很多，常见的有：,1.青铜 2.黄铜 3.白铜 4.锰铜,1.青铜（主要含锡、铅）,有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。,是我国使用最早的合金,1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。,2.黄铜（CuZn，Zn20%36%）,古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金？,黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。,白铜：不容易生铜绿，常用于制造
4、精密仪器和装饰品。,3.白铜（Cu和镍）,象 尊,斗 牛,麒麟,马踏飞燕,4.锰铜,具有极高的电阻。,工业上常用铜合金来制造各种机械零件,（二）.铁合金,生铁,钢,（含碳量在24.3之间,还含硅、锰及少量硫、磷）,碳素钢,低碳钢,（含碳0.30.6）,高碳钢,（含碳0.030.3）,中碳钢,（含碳0.62）,在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素(如不锈钢)。,钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。,根据含碳量,合金钢：,注意：,生铁和钢就是铁的合金，其中钢是使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为2%4.3%之间；钢的含碳量在0.03%2%之间。,合金
5、钢可用于制不锈钢及各种特种钢。,2023/8/21,变形的钢轨,拓展知识：,不锈钢,为了防生锈在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在1230%的合金钢。,其它几种常见合金的组成、性质和用途,铝合金,特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞船,为什么铝被称为“有翼的金属”“会飞的金属”？,2023/8/21,铝合金制成的箱子,2023/8/21,镁铝合金：含有硅、铜、锌、锰等元素。具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。,2023/8/21,镁铝合金制成的3C产品,镁铝合金制成笔记本电脑外壳,2023/8/21,镁铝合金
6、制成的自行车,新型合金,喷气式飞机的发动机叶片。,储氢合金：,钛合金：,耐热合金：,记忆合金：,泡沫合金：,TiFe,LaNi,Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架。,2023/8/21,氢气与汽油两用车上的储氢装置,储氢合金,2023/8/21,氢燃料电池汽车上的储氢罐,2023/8/21,钛合金：,Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架。,2023/8/21,喷气式飞机的发动机叶片。,耐热合金：,2023/8/21,硅锰合金,锌合金,铂铑合金网,记忆金属,随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜
7、了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，它又恢复了原状。,2023/8/21,记忆合金,2023/8/21,2023/8/21,形状记忆合金制成的水龙头 上的温度调节装置,2023/8/21,形状记忆合金制成的“蝴蝶”（可模仿肌肉的收缩）,2023/8/21,形状记忆合金制成的 移动跳跃的机器人,稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如:稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料,生物工程材料等。,它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。,主
8、要用途,外观,物理性质,化学性质,价格,加工难度,日常维护,对环境的影响,三、正确选用金属材料,选择材料时，常常要考虑几个方面：,2023/8/21,思考回答：,1钢铁、铝、铜等能够成为大量使用的金属材料的原因是？,2金属具有哪些优良性质可用于制造电缆？,3铜钱是古代常用的货币，是用铜或铜合金制造的，现代用 货币有铝合金、不锈钢、钢芯镀镍等，从中可以推测，用 于货币的金属材料具有什么性质？,储量是否丰富；开采冶炼是否容易；金属性质是否优良；回收利用是否方便。,导电性好；延展性好；性质稳定不锈蚀。,合金是否耐磨；是否耐腐蚀；制备成本是否低。,常见金属之最,密度最大的是；硬度最大的是；熔点最低的是
9、；熔点最高的是；延性最好的是；展性最好的是；导电性最好的是；地壳中含量最多的金属元素是；,Os,Cr,Hg,W,Pt,Au,Ag,Al,金属的分类,金属,冶金工业分,黑色金属：铁、铬、锰,有色金属：除铁、铬、锰以外的金属,按密度分,重金属：密度4.5g/cm3以上,轻金属：密度4.5g/cm3以下,按接触概率分,常见金属：如铁、铝、铜等,稀有金属：如锆、铌、钼等,金属的冶炼,目前工业上冶炼金属常用的方法有：热还原法大多数金属的冶炼适用于此法。电解法钾、钙、钠、铝等活泼金属，只能用电解其熔融盐或氧化物的方法制解。,把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。从金属矿石中提炼金属一般需经过三个
10、步骤：（1）矿石的采集；（2）冶炼；（3）精炼。,三千多年前商代的青铜器已表明我国古代无与伦比的冶炼技术，,炼钢过程,2023/8/21,2、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（）A。铜、铁、铝、钛B。铁、铝、铜、钛C。铜、铁、钛、铝D。铁、铜、铝、钛,1、下列物质中,不属于合金的是（）A、硬铝 B、黄铜 C、钢铁 D、水银,D,A,3、我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火处理的主要作用是（）A、除去硫、磷杂质B、适当降低了含碳量C、渗入了合金元素D、改善表面的结构性质,B,课堂练习：,4
11、.多数合金与组成成份相比较，合金的（）A.熔点高，硬度小 B.密度大 C.机械强度差 D.熔点低，硬度大,5.所谓合金必须是通过熔合而成 由两种或两种 以上的金属（或金属与非金属）组成 耐腐蚀 具有金属的特征 铸造性能好（）A.B.C.D.,D,D,6、关于合金性质的说法中，错误的是（）A多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低 C合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性 质不同 D合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性 质不同,D,2023/8/21,1。合金比纯金属制成的金属材料的优点是（）合金的硬度一般比它的各成分金属的大；一般合金的熔点
12、比它的各成分金属的更低；改变原料的配比.改变生成合金的条件，得 到有不同性能的合金；合金比纯金属的导电性更强；合金比纯金属的应用范围更广泛 A。B。C。D。,A,课堂测试,2023/8/21,8。2000年5月，在香港拍卖会上，保利集团花费 3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间较长 容易出现铜绿，其主要成分是：Cu2(OH)2CO3。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依 然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是（）A.它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金 B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸 雨溶解洗去 C.铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化 D.它们是含一定比例金、银、锌的铜合金,D,课堂测试,
