3.2 金属材料（课件PPT）- 【新课程学案】新教材2022-2023学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选版）

第二节|金属材料 (一)合金及其常见合金材料 1．合金 合金的形成 合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于混合物 [微点拨] 合金是一种混合物，并不是所有金属均可以熔合成合金，沸点低的金属与熔点高的金属不能形成合金。 合金的结构与特性 结构 纯金属内加入其他元素，结构发生变化 特性 ①合金的熔点一般低于各成分金属或非金属单质的熔点 ②合金的硬度变大，理由是形成合金后，改变了 ，使原子层之间的相对滑动变得困难 金属原子有规则的层状排列 2.铁合金 铁合金 主要分为生铁(含碳量为2%～4.3%)和钢(含碳量为0.03%～2%)。其中生铁 、 ，性脆、可以铸造成型。钢有良好的 ，机械性能好，可以锻轧和铸造 碳素钢 ①钢根据化学成分可分为 和 。 ②根据含碳量分为 钢(含C：高于0.6%)， 钢(含C：0.3%～0.6%)和 钢(含C：低于0.3%) 硬度大 抗压 延展性 碳素钢 合金钢 高碳 中碳 低碳 合金钢(也叫特种钢) 在碳素钢里适量加入一种或几种合金元素。如常用的不锈钢含___18%，含 8%，其性能稳定，不易生锈，抗腐蚀性强等 [微迁移] 超级钢是我国研制的除含铁外还含有Mn 10%、C 0.47%、Al 2%、V 0.7%的合金，强度很大，实现了钢板的轻薄化。 续表 Cr Ni 3．铝和铝合金 4Al＋3O2===2Al2O3 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3与酸、碱反应 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 ③铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放 或 食物 铝合金 硬铝是一种铝合金，含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%，密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造 和 的理想材料 续表 酸 碱 酸性 碱性 飞机 宇宙飞船 [微提醒] ①铝是常见金属中既能与酸反应又能与强碱溶液反应的金属单质。 ②常温下，铝在空气表面易形成一层致密的氧化物保护膜，不用密封保存。 [微拓展] Al(OH)3为两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，且均生成盐和水。 [微思考] 为什么航空工业中铝合金比铁合金应用更广泛？ 提示：铝合金比铁合金密度小且耐高温、耐腐蚀 续表 (二)新型合金 储氢合金 (1)氢能利用存在两大难题是 和储存，H2利用要解决H2的 _________和 问题 (2)储氢合金：是一类能够大量 ，并与氢气结合成____________的材料 (3)具有实用价值的储氢合金要求：① ； ②金属氢化物易形成同时又易分解，室温下吸、放氢的速率快 安全储存 制取 运输 吸收H2 金属氢化物 储氢量大 其他新 型合金 、耐热合金和形状记忆合金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 [微拓展] 记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形，当把外力去掉，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能，因此叫作“记忆合金”。 钛合金 续表 [新知探究(一)] 常见合金的组成、性能与应用 [理解与辨析能力] [发展认知] 1．合金的理解 (1)合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。部分合金里既有金属也有非金属。通常情况下认为合金是混合物，没有固定的熔点。 (2)合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 (3)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 (4)大多数合金的硬度比它的各成分金属的大，大多数合金的熔点也比它的各成分金属的低。 2．钢中合金元素的主要作用 合金元素 主要作用 铬(Cr) 增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等 锰(M