3.2.1 合金 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

第三章 铁 金属材料 容山中学 化学科组 第一节 铁及其化合物 第3课时 铁盐和亚铁盐 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 合金及其特性 铁合金 新课导入 实际生活中常用的金属材料通常都是合金，很少使用纯金属。 导热性 延展性 导电性 金属通性： 金属材料：指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。 为什么合金应用如此广泛？ 1、大多数金属为银白色（铜：紫红色，金：黄色）固体（汞：液体）。 2、有金属光泽 3、具有导电性、导热性和延展性 任务一 认识合金 一、定义 合金是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。 合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素 并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金 具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等 任务一 认识合金 二、性质 硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。 合金的硬度一般比组成它的纯金属大 多数合金的熔点低于组成它的成分金属 合金的物理性质通常不同于它的成分金属！ 合金的化学性质通常相同于它的成分金属！ 任务一 认识合金 三、合金的结构对性能的影响 纯金属 合金 微观结构 所有原子的大小和形状都是相同的 原子的大小和形状不完全相同 原子的排列十分规整 有规则的层状排列被改变 硬度较小 硬度较大 易滑动 不易滑动 宏观性质 思考与讨论 不能，当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。 合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。 已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？ 请同学们思考讨论以下问题并回答： 改进合金性能的常用措施有哪些？ 问题1 问题2 学习评价 1、(双选) 合金是不同种金属(也包括非金属)在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物，下表中金属很难与表中其他金属形成二元合金的元素是( ) Fe Cu Zn Ag Au W 熔点/℃ 1535 1083 419.5 960.8 1063 3380 沸点/℃ 3000 2595 907 2212 2707 5627 BD A.Fe B．Zn C．Ag D．W 任务二 铁合金 铁合金 生铁 钢 含碳量 2%～4.3% 0.03%～2% 主要特性 硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型 主要用途 制造机座、管道等 有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造 制造机械和交通工具等 钢是用量最大、用途最广的合金 含碳量不同 碳素钢 合金钢 低碳钢 ω(c)<0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等 中碳钢 0.3%<ω(c)<0.6% 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 高碳钢 ω(c)>0.6% 硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等 (特种钢) 在碳素钢里适量地加入铬、锰、钨、硅等合金元素，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。 任务二 铁合金 含碳量越高，韧性越差，硬度越大 不锈钢是一种重要的合金钢，合金元素主要是______和______，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强，常用于制造： 铬 镍 厨房用具和餐具 地铁列车的车体 医疗器材 任务二 铁合金 合金钢的常见用途 名称 主要合金元素 主要特性 主要用途 不锈钢 铬、镍 比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力 医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等 超级钢 Mn、C、Al、V 强度很大，能够实现钢板的轻薄化 汽车、航空和航天等领域 锰钢 锰 韧性好，硬度大 钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲 硅钢 硅 导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯 钨钢 钨 耐高温、硬度大 刀具 任务二 铁合金 在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异; 向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示?与同学讨论。 合金的结构 合金的性能 合金的用途 研制新材料 对组成元素 定量研究 定性研究 决定 决定 任务二 铁合金 【思考与讨论】 学习评价 2、生铁的熔点是1100 ℃～1200 ℃，则可推断纯铁的熔点是(　　) A．1085 ℃ B．1160 ℃ C．1200 ℃ D．1535 ℃ D A 3、下列有关铁和铁合金的说法错误的是(　　)A．生铁比铁软B．铁有良好的导热性C．钢是铁的合金D．铁在潮湿的空气中容易生锈 任务三 铝合金 制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？ 铝合金 纯铝，强度不够，为了确保飞机的机身材质能够抵抗得住高速飞行时的阻力压强，又要兼顾减轻机体重量，所以选用了高强度的铝合金。 铝合金—— 铝合金是目前用途广泛的合金之一 铝是地壳中含量最多的金属。铝密度小，虽然很活泼，但表面覆盖着致密的氧化物薄膜,保护内部金属不易被腐蚀。 任务三 铝合金 为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品？ 纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。 任务三 铝合金 任务四 新型合金 储氢合金 记忆合金 钛合金 耐热合金 近年来，为满足某些尖端技术发展的需要，人们又设计和合成了许多新型合金。 任务四 新型合金 一、储氢合金 阅读教材P83，思考以下问题： （1）氢能的利用关键要解决什么问题？ （2）储氢合金的储氢原理是什么? (2)储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。 (1) 安全储存和运输问题 要求：储氢量大, 金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、 放氢的速率快。 任务四 新型合金 二、钛合金 钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。 三、耐热合金 合金在高温下还具有高强度和良好的抗氧化性，因而还可用于热处理工业，制造各种结构件。 任务四 新型合金 四、记忆合金 任务四 新型合金 四、记忆合金 低温下把半球形天线变形缩小体积装入登月舱 组成：镍（Ni）-钛(Ti) 形变条件：温度 性能：形变后遇高温（或低温）恢复形状。 形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人 任务四 新型合金 课本P84 科学·技术·社会 在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。 稀土元素镝Dy常用于制造硬盘驱动器 学习评价 4、下列说法正确的是 (　　) A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金 B．不锈钢是最常见的新型合金 C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域 D．碳纤维复合材料属于新型合金材料 C 学习评价 5、下列说法正确的是（ ） A．合金一般由多种元素组成，属于化合物 B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼 C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用 于新能源汽车行业 D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困 难，导致合金的硬度变大 D $$