内容正文:
课题1
金 属 材 料
第八单元 金属和金属材料
PART
01
PART
02
认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系
了解常见金属的物理性质,能区分常见的金属和非金属
学习目标
PART
02
知道生铁和钢等重要合金,以及合金比纯金属具有更广泛的用途
提起金属材料,你应该不会感到陌生。家里面的锅、刀、水壶、锄头等,这些大都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属以及它们的合金。
一、几种重要的金属
人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多,至今仅100多年的历史,但由于铝具有许多优良的性能,铝年产量已超过了铜,位于铁之后,居世界第二位。
1.产量最高、应用最广的金属──铁
现代社会,尤其在建筑业和制造业等领域,铁及其铁合金得到了广泛的应用。
一个国家的钢铁产量,
从某种意义上可以代
表一个国家的经济发
展水平。
河北沧州铁狮子,铸造于953年,距今已有1千余年的历史
2.人类最早应用的金属──铜
在现代,铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大
量用于电气工业。铜易与其他
金属形成合金,铜合金种类很
多,例如,青铜质坚韧,硬度
高,易铸造;黄铜广泛用于制
作仪器零件;白铜主要用作刀具。
东汉晚期的马踏飞燕
3.地壳中含量最高的金属──铝
铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956
年开始超过铜产量一直居
有色金属之首。当前铝的
产量和用量(按吨计算)
仅次于钢材,成为人类应
用的第二大金属。
中国首款自主知识产权的大型喷气式民用飞机C919,铝合金材料占比达到65%
金属的物理性质:
根据你已有的生活
经验,总结金属的
物理性质。
(1)常温下金属大都是固体(汞除外)
(2)有金属光泽(大多是银白色,铜是紫红色,金是黄色)
(3)具有良好的导电性、导热性和延展性
(4)多数金属密度和硬度较大,熔点和沸点较高
一些金属的物理性质的比较
【资料卡片】金属之最
地壳中含量最高的金属元素──
人体中含量最高的金属元素──
目前世界年产量最高的金属──
导电、导热性最好的金属──
硬度最高的金属──
熔点最高的金属──
熔点最低的金属──
密度最大的金属──
密度最小的金属──
铝
钙
银
铁
铬
汞
钨
锂
锇
【问题讨论】
1.为什么菜刀、
镰刀、锤子等
用铁制而不用
铝制?
因为铁硬度较大,铝比较软,使用时易变形。
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
因为银的密度较大,不易架设价格还比较高 。铜的价格比银低,密度比银小,而导电性能相近,所以电线用铜制而不用银制。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
因为钨的熔点高,锡的熔点低,如果用锡制灯丝,可能会因灯泡放热使锡熔化。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎样?
因为铬是硬度最大的金属。镀铬使水龙头美观,耐磨,不易生锈。如果镀金,不仅会使价格升高,且由于金硬度小,使镀层耐磨性差,易脱落。
考虑物质的用途时,性质不
是唯一因素,还需要考虑什么因素?
是否美观
价格
废料是否
易于回收
使用
是否便利
资源
对环境的
影响
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途
二、合金
合金:在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。
合金是混合物
合金中至少含有一种金属
合金的很多性能与组成他们的纯金属不同,这就使得合金更容易适合不同的用途。因此,日常使用的金属材料,大多数属于合金。
【常见合金】
生铁:
钢:
含碳量为2% ~ 4.3%
含碳量为0.03% ~ 2%
铁合金
碳素钢:
合金钢:
如:不锈钢(合金元素为铬Cr和镍Ni)
低碳钢、中碳钢、高碳钢
生铁的用途:生铁硬度大,抗压,性脆,可以
铸造成型,是制造机座、管道的重要材料。
钢的用途:钢有良好的延展性,机械性能好,用于制造机械和交通工具。
1.铁合金
钢:
生铁
螺纹钢
2.铜合金
铜合金
黄铜:(含Zn 20% ~36%)
青铜:(含Sn 10% ~30%)
白铜:
含Cu Zn—耐腐蚀,耐磨,
可塑性强,硬度较小
含Cu Sn Pb等—硬而
脆,强度大
含Ni Zn(少量Mn)
耐腐蚀、导电性好,应用于电子、化工、工艺品等
3.铝合金
硬铝: Cu 40%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 7%
性能:密度小、强度大、抗腐蚀。
合金的成分不同,其性质也不相同;如果改变某一合金元素的含量,合金的性质也会发生改变。
4.钛合金
被认为是21世纪的重要材料,它具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好,即使把它们放在海水中数年,取出