9.3 金属材料的性能及应用 课件 2024-2025学年高一下学期化学苏教版（2019）必修第二册

金属材料的性能及应用 时间： 2025.05 苏教版高一化学必修二 1．能说明合金与金属材料是有区别的。结合金属及其化合物的性质提取证据，理解合金特性和化学性质，了解合金的分类、组成和用途。（变化观念与平衡思想） 2．能从不同视角对合金进行分类；能从元素组成的视角说明合金及无机非金属材料的性质；理解合金及无机非金属材料性质与用途的关系。（宏观辨识与微观探析） 3．认识合理使用金属材料的意义，形成合理使用自然资源的观念。能分析合金在开发利用自然资源、合成新物质、保护环境促进科技发展和社会文明等方面的价值和贡献。（科学态度与社会责任） 课标解读 1．认识金属和合金在性能上的主要差异。 2．知道生活中常见的合金的主要成分及性能。 3．了解如何正确使用合金材料及合理使用金属材料的意义。 4．知道常见无机非金属材料的主要成分及性能。 目标预览 引入：生活中常见的金属材料有哪些？利用了其什么性质？ 生活中常见的金属是纯金属吗？ 人们已经发现的金属元素有90余种，形成了丰富多样的金属材料。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巨大的作用，有力地推动了人类文明的进程。人们在金属材料的开发和应用实践中，也拓展了化学科学研究的新领域。 金属材料的性能 PART 01 使用要求 材料性能 体现出一些力学性能 延展性、硬度、塑性等 起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 金属材料的密度、熔点、导电性、导热性等物理性能密切相关 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 具有抗氧化性、耐酸碱性等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 可铸性、可锻性、切削加工性等工艺性能 合金及其应用 PART 02 2．合金的性能 合金是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）共熔，制备出的金属材料。 1.合金的概念 （1）硬度一般比组成它的纯金属大。 （2）多数合金的熔点低于组分金属。 （3）导电性和导热性一般低于组分金属。 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。铝合金的使用量仅次于钢，发展前景广阔。 3.常见的合金 名称 主要组成元素 用途或性能 硬铝 Al(Cu、Mg、Mn) 武德合金 Sn、Bi、Cd、Pb 铝锂合金 Al、Li 不锈钢 Fe(Cr) 钛合金 Ti与其他元素 制造航空飞行器 制造飞机和门窗 熔点低，作保险丝 强度高、密度小、耐热性好、易于加工、抗腐蚀性强 抗氧化、耐腐蚀 4.合金的组成及性能 (1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金大多是混合物，不是化合物。 (3)合金具有金属特性，如导电、导热等。 (4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 5．正确选用金属材料的一般思路 (1)金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。 (2)所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。 (3)材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境的化学稳定性及耐腐蚀性等。 (4)材料的经济性，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。 常见的无机非金属材料 PART 03 1.传统无机非金属材料 又称硅酸盐材料，包括陶瓷、水泥、玻璃。 光导纤维的主要成分是二氧化硅，可用来制造通讯光缆，用于光纤通信或传送高强度的激光等。 2.半导体材料 硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，广泛用于电子工业的各个领域。工业上利用二氧化硅可以制得高纯度的硅。 3.光导纤维 4.新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能，如高温结构陶瓷等，高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 功能陶瓷具有光、电、磁、化学和生物等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 总结 巩固练习： 1.下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是(　　) A．制造白炽灯灯丝——熔点高 B．制造飞机——坚硬而质轻 C．制造保险丝——硬度大 D．制造装化工原料的容器——耐腐蚀 C 解析：白炽灯灯丝通电后放出大量的热，熔点必须高，故A项说法正确；飞机在天上飞所以需要质量轻，为了安全必须材料坚硬，故B项说法正确；保险丝在短路时是断开的，熔点要低，故C项说法错误；化工原料有很多具有腐蚀性的，所以制造装化工原料的容器必须耐腐蚀，故D项说法正确。 巩固练习： 2．合金相对于纯金属制成的金属材料来说优点是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ A 解析：合金具有许多优良的物理、化学性质或机械性能，在许多方面优于各成分金属。例如，合金的硬度一般比其各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比其各成分金属的熔点低，但合金的导电性比纯金属弱。 巩固练习： 3．下列叙述错误的是（ ） A．硅在自然界中主要以单质形式存在 B．硅是应用广泛的半导体材料 C．高纯度硅可用于制造计算机芯片 D．二氧化硅可用于生产玻璃 A 解析：硅在自然界中主要以化合态形式（二氧化硅和硅酸盐）存在，A错误。 巩固练习： 4.我国高铁、航空航天、手机制造等都已经跻身世界一流水平，根据下列材料的应用回答问题。 (1)上述材料中属于有机合成材料的是______________，属于金属材料的是_________________________(写一种即可)。 (2)飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是__________________________。 (3)在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态下的铁和另一种氧化物。写出该反应的化学方程式为____________________，反应基本类型是________________。 应用 “复兴号”高铁车轮 “鲲龙”水陆两栖飞机零部件 华为折叠手机屏幕 用到的材料 高速钢 钛合金、铝合金 聚酰亚胺塑料 聚酰亚胺塑料 高速钢(或钛合金或铝合金) 耐腐蚀、硬度大等 2Al＋Fe2O3==2Fe＋Al2O3 置换反应 高温 谢谢大家 $$