9.3金属材料的性能及应用（同步课件）-高一化学同步精品课堂（苏教版2019必修第二册）

第三节 金属材料的性能及利用 专题九 金属与人类文明 授课人： 学习目标 1．能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。 2．能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。 人们已经发现的金属元素有90余种，这些元素为金属材料的多样性提供了物质基础。越来越多的金属材料被开发和使用，在人类文明的进程中发挥了重要作用。 金属材料因其优良的性能，在改善人类生活、促进生产力发展的过程中发挥了重要的作用，同时人们也从材料的开发和应用视角拓展了化学科学研究的新领域。 一、金属材料的性能 1、金属的物理性质 性质 表现 状态 颜色 延展性 导电、导热性 常温下，除汞是液态外，其余都是固态 不透明，有金属光泽，大多数是银白色，个别为其他颜色（如Au呈金黄色，Cu呈红色） 大多数较好，且延性与展性常一致，但不全一致，如Au的展性最好，Pt的延性最好 易导电、导热，导电性：Ag＞Cu＞Au＞Al＞Fe 一、金属材料的性能 2、金属的化学性质 通常情况下，金属原子的最外层电子数较少，一般少于4个，在化学反应中易失去电子，表现出较强的还原性。 金属元素在化合物中只有正价，没有负价。 一、金属材料的性能 3、正确选用金属材料 金属材料在工农业生产和社会生活的各个方面应用广泛。 延展性、硬度、塑性 密度、熔点、导电性、导热性等物理性能 使用要求 材料性能 在使用过程中，必然会受到多种力的作用，从而体现出一些力学性能 到导热和导电的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 一、金属材料的性能 3、正确选用金属材料 抗氧化性、耐酸碱性等化学性能 可铸性、可锻性、切削加工性等工艺性能 使用要求 材料性能 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 从金属原材料到最后的金属产品， 加工成型 典例解析 D 例1．用于火箭发动机、航天飞机制动闸的金属，要有良好的热学性能，如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表数据，用于制造制动闸的最佳金属材料为(　　) 金属 熔点(℃) 比热(J·g－1·K－1) 热导率(W·m－1·K－1) 热膨胀率(25℃)α(×106) A 418 0.106 75.37 11.76 B 923 0.243 153.66 24.3 C 933 0.215 221.91 23.6 D 1 550 0.436 146.5 11.6 二、合金及其应用 将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）共熔制备出特殊的金属材料。 合金： 焊锡 生铁和钢 锡和铅的合金 铁和碳的合金 二、合金及其应用 硬度一般高于它的成分金属 熔点一般低于它的成分金属 合金相比纯金属材料具有优良的物理、化学或机械性能 1、合金性能 导电性和导热性一般低于它的成分金属 二、合金及其应用 思考：相比于成分金属，为什么合金硬度更高、熔点更低？ 二、合金及其应用 固体的熔点与原子排列是否整齐有关。 合金中原子的大小不一，与纯金属相比，排列整齐程度下降，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比其组成金属的熔点低。 纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整； 加入较大或较小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间滑动困难，合金硬度变大。 二、合金及其应用 （1）组成合金的物质不一定全是金属，也可以有非金属，但一定有金属。（2）常温下，多数合金是固态，但钠钾合金呈液态。（3）合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。（4）并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经气化，则一般不能熔合在一起，如Cu与Na、Fe与Na等不能形成合金。 注意： 二、合金及其应用 2、常见合金 铁合金 不锈钢是一种重要的合金钢，主要的合金元素是铬(占12%～32%)，铬具有很强的耐腐蚀性，在空气中表面会生成一层致密的氧化物，防止内部进一步被氧化，从而保护了内层金属。不锈钢抗腐蚀能力强，常用于制造医疗器材、厨房用具和餐具，以及地铁列车的车体等。 二、合金及其应用 2、常见合金 铁合金 二、合金及其应用 2、常见合金 铝合金 硬铝等铝合金成本低，性能优异，密度小、强度大、塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性，抗腐蚀能力强，装饰效果好，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中都得到广泛的应用。 目前铝合金的使用量仅次于钢，发展前景广阔。 硬铝：将铜、镁、锰等加到铝中。 二、合金及其应用 2、常见合金 武德合金 由锡(熔点232 ℃)、铋(熔点271 ℃)、镉(熔点321 ℃)和铅(