内容正文:
第九单元 金属
第一节 常见的金属材料
合金的特性
教学目标
1.了解生活中的合金及其存在形式
2. 准确掌握合金的概念和融合的形成合金的方式
3. 通过实验探究比较合金和纯金属的硬度、颜色和熔点相关性质
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情景导入
思考:制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝?
金属具有的优良特性,使它受到人们的青睐,从而在社会生产和生活中获得广泛应用。然而,人们也发现纯金属受到品种和性能的限制,不能满足社会各方面的需要。并且我们常见的金属材料大多数不是组成单一的纯金属,而是合金,那什么是合金呢?
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新课讲授
合金:即以某种金属为基础,添加其他金属或非金属,通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料。
想一想:那么合金的融合方式有哪些呢?
①金属与金属
②金属与非金属
③金属与金属,非金属
合金的熔合方式:
在日常生活中,你见过的合金制品有哪些?
青铜、黄铜(铜锌合金)都属于铜合金,其中青铜(即铜锡合金)是人类最早使用的合金。
铜合金
生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金
常用的合金还有铝合金、钛合金等。
铁合金
生铁含碳量为 2%~ 4.3%
钢的含碳量为 0.03% ~ 2%
纯金属与合金的性质比较
现有铝片、铝合金、铜片、黄铜片、锡片、焊锡(锡铅合金)等金属材料,分别进行下列实验,观察、分析实验现象,并与同学交流你得到的结论。
1. 观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽。
现象:合金比其组分金属的颜色鲜艳;
2. 将铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻画,比较它们的硬度。
现象:铝片、铜片有刻痕。
总结:铝合金比铝硬度大,黄铜比纯铜硬度大。
3. 如右图所示,将锡片和焊锡放在铁片上,用酒精灯在铁片的中心部位加热,观察比较两者熔化的难易。
现象:
焊锡最先熔化,锡、铅次之
总结:合金比组成它的纯金属熔点低
焊锡
锡
铅
合金的性质总结
合金与纯金属相比较:
硬度 ;
熔点 ;
变大
降低
沸点 。
降低
另外:合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属,合金的导电性和导热性也比组成金属较弱,更比较适用于生产。
为什么合金与纯金属的性质存在差异?
解析(1)合金内加入了其他元素或大或小的原子,改变了金属原子原有的规则排列,使原子层之间的滑动变得困难,增大了合金的硬度;
(2)由于合金元素的原子半径与原金属原子不同,使金属原子的排列变得不规整,原子间的相互作用力变小,使合金的熔点变低。
合金在日常生活、工农业生产和科学研究中的应用非常广泛。人们利用熔合的方法,控制合金的组成比例和形成条件,就可以制得具有特殊性能、符合特定需求的各种合金。如钛镍合金具有形状记忆功能,用于制作人造卫星的天线;钛钼镍合金抗腐蚀性强,在航海及海洋资源开发领域应用广泛。
钛-镍形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,被广泛应用于做人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料。
形状记忆合金
铝镁合金通常是指以镁为主要添加元素的铝合金,具有强度高,密度小,散热好等优点,广泛用于电子,汽车,航天等领域。
新材料是航空航天技术的重要基础,航空航天技术的发展又不断对材料科学提出新的问题和要求。
铝锂合金是近十几年来航空金属材料中发展最为迅速的一个领域。
表 9-1 常见合金的主要成分、性能与用途
表 9-1 常见合金的主要成分、性能与用途
1.合金:即以某种金属为基础,添加其他金属或非金属,通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料。
2.合金的形成过程是物理变化,合金是混合物。
3.合金与纯金属的性质差异较大。与合金中各成分对应的纯金属相比,多数合金材料都具有熔点较低、硬度较大、导电性和导热性较弱等特点。
I.化学与科技
在3月30日,国产大飞机东航C919首飞东北,成功降落沈阳桃仙机场。大飞机的起落架使用了钛合金,与纯钛相比,钛合金的硬度和强度更____大____(填“大”或“小”)。
2 . 我国研发人员克服重重困难,生产出厚度仅为0.015mm的超薄不锈钢精密箔材,号称“手撕钢”,可应用于高精尖设备的制造。下列相关说法错误的是( A )。
A.该材料的成分是纯铁
B.该材料具有良好的抗腐蚀性能
C.改变金属的内部组成结构可以改变金属的性质
D.该材料的成功生产体现了金属材料良好的延展性
3 . 下列关于合金的说法正确的是( C )。
A.合金属于金属单质
B.合金的硬度一般比各成分金属小
C.合金属于金属材料
D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属
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