3.2合金 课件 2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件以“我们身边的金属材料——合金”为核心，涵盖合金定义、性质、类型及应用。从金属材料发展史（商朝青铜、春秋铁器等）切入，通过思考问题与小组讨论，搭建从历史到微观性质再到生活应用的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学态度与责任，通过微观结构分析合金性质（如原子排列解释熔点变化），结合太钢研发圆珠笔笔尖钢等实例，培养探究能力与家国情怀。对比小结清晰，教师可借案例实施互动教学，学生能提升解决实际问题的能力。

我们身边的金属材料 —— 合金 图8－1 东汉晚期的青铜奔马 图8－2 河北沧州的铁狮子 金属材料的发展史 商朝，人们已开始使用青铜器 春秋时期，开始使用铁器 100年前开始了铝的大规模使用 铁锄与铁犁 司母戊鼎 铝窗 人类使用金属材料的历史： 青铜器时代 铁器时代 铝的利用 回顾历史 人类生产合金是从制作青铜器开始，世界上最早生产合金的是古巴比伦人，6000年前古巴比伦人已开始提炼青铜(红铜与锡的合金)。中国也是世界上最早研究和生产合金的国家之一，在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达;公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑。 1、什么是合金？日常生活中见到的金属制品中哪些属于合金，试举几个例子。 思考一 合金是由两种或者两种以上金属或分金属熔合而成的具有金属特性的物质 2.日常使用的金属材料，大多数为合金。这是为什么？ 小组讨论：为什么在纯金属中加入其他元素形成合金以后，硬度会增大？ 认识合金 小资料：金属钾、钠在常温下均为固体，但他们的合金在常温下呈液态。具有良好的导热性，可作为原子反应堆的导热剂。 认识合金 小组讨论：为什么多数合金的熔点会低于各成分金属？ 在纯金属内，所有原子大小相同，排列十分规整；而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那么整齐，使得原子之间的相互作用力减小。 思考三：为什么多数合金的熔点会低于各成分金属？ 如图是同时期的合金（左）制做的雕像和纯金属（右）制做的雕像经过多年酸雨的腐蚀后的对比。 认识合金 思考二 用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？ 耐磨硬度大 密度小 抗腐蚀性好 色泽美观、易加工 熔点高 金属的价格低于硬币的面值 铝合金 钢芯镀镍 钢芯镀铜 合金的抗腐蚀能力一般强于组分金属 硬度： 熔点： 色彩： 抗腐蚀性： 小结：合金和纯金属对比 生活中的合金 铁合金 一支圆珠笔的笔头部分分为球珠和球体座两部分。在笔头最尖端的球体座部分，厚度仅有0.3到0.4毫米，这部分需要具备极高的加工精度和钢材的高耐磨性，中国目前年产钢量虽然达到11亿吨。但粗钢占了其中绝大部分，圆珠笔笔尖需要的特种钢材和生产设备仍需要进口。 中国最大的特种钢材制造商太钢也出手了，经过五年数不清的失败试验，在2016年9月取得成功。现在一些文具企业已经开始使用，在未来两年，有望完全替代进口。或许在不久之后我们就能大规模使用完全国产的圆珠笔了。 生铁 钢 碳元素含量 2%～4.3% 0.03%～2% 其它元素 硅、锰 铬、镍 性能 硬而脆、无韧性 坚硬、韧性大、抗腐蚀性能好 含碳量 铁合金 生铁与钢主要区别于_______的不同 纯铝的硬度和强度较小，不适合制造机器零件等。向铝中加入少量的合金元素，如Cu，Mg，Si，Mn，Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。 生活中的合金 铝合金 各种铝合金（如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等）广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，导弹、宇宙飞船、人造卫星等也大量使用铝及其合金。例如，一架超音速飞机约70%由铝及其合金构成，每枚导弹的用铝量约占总质量的15%，一艘1.5万吨级的大型客船用铝量约为2000吨。 生活中的合金 K金 黄金的特点之一就是延展性高，所以难以镶制出各种精美的款式，尤其当镶嵌珍珠、宝石和翡翠等珍品时容易被丢失。因此，人们在黄金中加入少量银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性，这样制成的金饰，又称K金。 K金饰品的特点是用金量少、成本低，可塑性强，又可配制成各种颜色，且提高了硬度，不易变形和磨损。K金按含金量多少又分24K金、22K金、18K金、9K金等，1K的含金量为4.166%。世界各国采用的首饰材料都不低于8K，K金的价格与工艺是很有关系的，非常高制作难度的工艺K金，有时候的一克价格在900元左右，远远超过了任何贵重金属。 K金 金首饰在欧洲甚为流行，尤其以意大利K金首饰闻名世界。市面上很流行很时尚的K-GOLD，就是特指含量在14-18K之间的意大利工艺的K金首饰。K金可塑性强，可以用来制造品种繁多、精彩缤纷的金首饰，所以K金的价格并不以黄金的含量价格来计算，因为其根据做出的款式工艺，主要的价值在于工艺上，所以K金的价格与工艺是很有关系的，非常高制作难度的工艺K金，有时候的一克价格在900元左右，远远超过了任何贵重金属。 购买的时候，请查看首饰上金属的标记，有的并非贵金属，比如:18KGP 合金。 白色K金就是不纯的黄金，它是用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼而成的白色合金，它的主要成分仍然是黄金。由于白色K金呈现出白色，因此是最容易跟铂金混淆的白色金属，但却是与铂金完全不同的金属。白色K金的价格低于铂金和黄金，现已被广泛用于首饰制作.材质全部是纯正的18K金。包括18K白金、18K黄金等 储氢合金 钛合金 耐热合金 形状记忆合金 泡沫合金 新型合金 21世纪重要的金属材料——钛（Ti）合金 曾经有报道说航母甲板上一颗铆钉就能换一辆轿车，可见有多烧钱，这种铆钉也不是普通的铆钉，它是用钛合金材料制成的铆钉，这种昂贵的钛合金铆钉并不是满甲板都是，也只有在起落战斗机的地方才有。 钛合金是以钛为基础加入了其它元素组成的合金，钛合金材料具有质量轻，强度大，弹性小，耐高温和耐腐蚀等特点，主要用于航空发动机，火箭，导弹的部件等 21世纪重要的金属材料——钛和钛合金 因为战斗机在起飞时会喷出超过1000摄氏度的高温，这就需要对甲板有耐高温的要求，而对耐高温材料的焊接技术又不成熟，所以甲板之间的拼装就需要靠钛合金铆钉来完成。 由于多孔金属内部为大量相通的 三维立体网状结构，因此具有轻质、 结构强度大、吸能性能等优异特点， 广泛应用于航天飞行器、汽车等抗震 缓冲结构部件上。多孔金属因其比表 面积非常大，因此可以在化学反应中 作为催化剂附着的载体或者直接作为催化剂，通过成百倍的增加反应面积从而使化学反应更迅速催化剂载体、热交换器、灭火器。 金属内部弥散分布着大量的有方向性的或随机的孔洞，这些孔洞的直径约2um～3mm之间。多孔金属材料兼有功能材料和结构材料的双重作用，是一种性能优异的多用途工程材料。 由于多孔金属内部为大量相通的 三维立体网状结构，因此具有轻质、 结构强度大、吸能性能等优异特点， 广泛应用于航天飞行器、汽车等抗震 缓冲结构部件上。多孔金属因其比表 面积非常大，因此可以在化学反应中 作为催化剂附着的载体或者直接作为催化剂，通过成百倍的增加反应面积从而使化学反应更迅速催化剂载体、热交换器、灭火器。 一般说，金属材料的熔点越高，其可使用的温度限度越高。如用热力学温度表示熔点，则金属熔点Tm的60%，被定义为理论上可使用温度上限Tc，即Tc=0.6Tm。这是因为随着温度的升高，金属材料的机械性能显著下降，氧化腐蚀的趋势相应增大，因此，一般的金属材料都只能500~600℃下长期工作, 能在>700℃高温下工作的金属通称耐热合金，"耐热"是指其在高温下能保持足够和强度和良好的抗氧化性。 方法一：增加钢中原子间在高温下的结合力。研究指出，金属中结合力，即金属键强度大小，主要与原子中未成对的电子数有关。从周期表中看，ⅥB元素金属键在同一周期内最强。因此，在钢中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。 方法二：加入能形成各种碳化物或金属间化合物的元素，以使钢基体强化。由若干过渡金属与碳原子生成的碳化物属于间隙化合物，在金属键的基础上，又增加了共价键的成分，因此硬度极大，熔点很高。例如，加W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，从而增加了钢铁的高温强度。 用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金 低温下 形状记忆合金晶体结构随温度的变化 形状记忆合金 Ms表示冷却时开始产生热弹性马氏体的温度 Mf表示冷却时转变的终止温度 As表示升温时逆转温度 Af表示逆转完全的温度 形状记忆合金具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点，在较低温度下受力发生塑性变形后，经过加热，又恢复到受热前的形状。可用于制造调节装置的弹性元件（如离合器、节流阀、控温元件等）热引擎材料、医疗材料（如牙齿矫正材料）等。 畅想未来 展开想象的翅膀，畅想未来的金属材料可能具有哪些更加优良的性能；或者你将来打算研制出哪些功能更加 奇特的金属材料？ 收获与体会 $