内容正文:
8-1 金属材料
1.金属材料的种类
2.金属材料的发展
(1)人类广泛应用的金属材料:铜和铁。
(2)现在世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。
3.金属的物理性质
(1)共性:常温下,大多数都是固体,有金属光泽,具有优良的导电性、导热性和延展性。
(2)特性:大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色;常温下,绝大多数金属是固体,而汞却是液体。
☆延伸拓展☆
常见的金属之最
(1)地壳中含量最高的金属元素——铝;
(2)人体中含量最高的金属元素——钙;
(3)目前世界年产量最高的金属——铁;
(4)导电、导热性最好的金属——银;
(5)硬度最高的金属——铬;
(6)熔点最高的金属——钨;
(7)熔点最低的金属——汞。
4.金属的物理性质与用途之间的关系
(1)金属的用途。
金属在生活、生产中有着广泛的应用,应根据不同的用途选用不同的金属。
金属的物理性质
用途
易导电
制电线、电缆
易导热
制炊具
有延展性
拉成丝、制成薄片
机械强度好
制造车辆、防盗门窗、机械等
有金属光泽
制装饰品
(2)决定物质用途的因素。
①物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
②在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
易错提醒 金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。有些物质虽含有金属元素,但不是金属材料,如Fe3O4、MgO、MnO2等,因为它们不具有金属的物理特征。
1.定义
合金是由金属和金属(或非金属)熔合而成的具有金属特征的物质。
2.合金与组成它的纯金属的比较
纯金属
合金
是否由同种物质组成
是,为纯净物
否,为混合物(至少有一种金属)
是否有金属光泽
有
有
性能
有金属的一般性能
有金属特征(具备一些特殊性能)
3.合金的优良性能
(1)机械加工与抗腐蚀性能更好。
(2)比组成它们的纯金属的强度和硬度更大,熔点更低,某些合金的抗腐蚀能力强于组成它们的纯金属。
(3)合金的优良性能可满足人们许多特殊的需求,从而比纯金属有更广泛的用途。
4.常见的合金
(1)铁合金:铁合金包括生铁和钢。
类别
含碳量
机械性能
用途
生铁
2%~4.3%
硬而脆、无韧性
制暖气片、机床底座等
钢
0.03%~2%
较硬而韧,有弹性、有良好延展性
制机械、交通工具、炊具等
(2)钛合金。
钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,它们具有很多优良的性能。
①性质:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好、与人体具有很好的“相容性”。
②用途:被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备、制造人造骨等。
(3)其他常见的合金:硬铝和黄铜等。
易错提醒 1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属熔合而成。例如:生铁和钢都是铁的合金,都含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在某一种金属表面镀上一层其他金属,这种情况不属于合金。
3.合金的性能一般要优于组成它们的纯金属,但这也不是绝对的。在某些性能上,如导电性、导热性,纯金属的性能往往更优良。
1.正确理解金属的性质与用途的关系
理解金属的性质与用途,要本着性质决定用途、用途体现性质的原则。如保温瓶胆上镀上银,这是利用了银反光性好的性质:用于制干电池外壳的是锌,这是因为锌的延展性和导电性好且化学性质较活泼:体温表中的液体是汞,是因为汞是液态金属,且导热性好;体育课上用的“铅球”,外面是铁,里面灌了铅,这是利用了铁硬度大和铅密度大的性质。
在常见的金属中,导电性最好的是银,其次是铜;密度最大的是铂,其次是金;熔点最高的是钨,其次是铁;硬度最大的是铬,其次是铁。
物质的用途是由其性质决定的,但性质不是决定用途的唯一因素,还要考虑物质的来源、价格、环保等方面。如:银的导电性比铜好,但一般不用银制造电线、电缆,而是用铜或铝。因为银比较少,价格高,不经济。
2.金属材料物理性质的判断
(1)刻画法比较金属的硬度
用合金在组分金属上刻画,组分金属表面留有痕迹,说明合金的硬度大于组分金属的硬度,如黄铜在纯铜上的划痕证明黄铜比纯铜的硬度大。
(2)加热法比较金属的熔点高低
同时加热合金及组分金属,合金先熔化,证明合金比组分金属的熔点低。如焊锡、锡和铅放在同一铁片上,同时加热,焊锡先熔化,而后是锡,最后是铅。
1.(2020江苏南通)垃圾分类回收有利于保护环境、节约资源。下列可回收垃圾中属于金属材料的是( )
A.玻璃瓶 B.塑料袋 C.易拉罐 D.废报纸
【答案】C
【解析】金属材料包括纯金属单质以及它们的合金。
A、玻璃瓶是由玻璃制成的,属于无机非金属材