内容正文:
第八单元
课题1 金属材料
(第2课时)
制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝?
要把 “神舟”飞船送入太空,就需要推力很大的宇宙火箭,并且要求火箭的飞行速度达到每秒8公里以上才行。在这样快的速度下,火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。与此同时,当火箭发动机工作时,还要喷出几千度的高温气流,这样一来,火箭尾部就得承受四千摄氏度以上的高温。事实上,目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异,仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。
钢铁是使用最多的金属材料。你也许会认为,钢的性能比生铁的好,因此钢是很纯的铁。其实钢是含有少量碳及其他金属或非金属的铁。
二、合金
1.定义
在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质
注:合金是混合物
铁的合金
(含碳量不同)
生铁
(2%~4.3%)硬度比纯铁硬
(0.03%~2%)硬度、抗腐蚀性能增强
钢
性质比较 现象
黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和颜色
硬度
结论
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、硬铝片和铝的光泽和颜色;将它们互相刻画,比较它们的硬度。
有光泽黄色
有光泽紫红色
有光泽
银灰色
有光泽
银白色
黄铜比铜硬
硬铝比铝硬
合金的硬度一般比组成它们的纯金属硬度大
纯金属 合金
铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/℃ 327 321 271 232 183 70
启示
讨论:查阅资料,了解焊锡(锡铅合金)和武德合金(铅、镉、铋、锡组成的合金)的用途。根据下表提供的数据,你能得到什么启示?
合金的熔点一般比组成它们的纯金属的熔点要低
2.合金的性能
(1)一般比组成它们的纯金属的强度和硬度大;
(2)一般比组成它们的纯金属的熔点低;
(3)一般比组成它们的纯金属的抗腐蚀性更好。
因此,日常使用的金属材料,大多数属于合金。
尽管目前已制得的纯金属只有90余种,但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。
一些常见合金的主要成分、性能和用途
钛和钛合金
(1)特性:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等;
(2)用途:火箭、导弹、化工和通信设备。
钛合金与人体具有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料
形状记忆合金
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料。
用钛-镍形状记忆合金制造的人造卫星天线
用形状记忆合金丝制成的天线
形状完全恢复
在加热时形状开始恢复
将天线揉成团
课堂小结
合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特性的物质。
合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属的高,抗腐蚀性能也更好,但是熔点比组成它们的金属的熔点低。
1.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能,如熔点高,密度小,可塑性好,机械性能好,抗腐蚀能力强,钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能,不合实际的用途是( )
A.用于核潜艇设备的制造
B.用于制造航天设备
C.用来做保险丝
D.可用来制造人造骨
C
课堂练习
2.生铁和钢的主要区别是( )
A.是否为纯净物 B.含碳量不同
C.机械强度不同 D.铸造性不同
B
3、下列关于合金的叙述:①合金中至少含有两种金属;②合金中的元素以化合物形式存在;③合金中一定含有金属元素;④合金一定是混合物;⑤合金依然具有金属特性。其中正确的是( )
A.①④⑤ B.①②③
C.①③④ D.③④⑤
D
4、下列合金都是生产生活中经常用到的,请选择其序号填空:
①不锈钢 ②焊锡 ③锰钢 ④青铜 ⑤硬铝
(1)人类最早大规模使用的合金是 ;
(2)具有良好的抗腐蚀性能,常用于制作医疗器械、炊具、餐具的是 ;
(3)熔点较低,常用于电器中焊接固定电子元件的是 ;
(4)质轻、强度高,常用作窗框的是 ;
(5)韧性好、硬度大,可用作钢轨、坦克装甲的是 。
④
①
②
⑤
③
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