必修一_[课件]第三章_第三节_用途广泛的金属材料

(共27张PPT)
第三节 用途广泛的金属
一、常用合金的重要应用
◎铁合金
◎科学视野
◎铜合金
◎课堂练习
二、正确选用金属材料
学习目标
1、认识金属与合金在性能上的主要差异。 2、知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。 3、通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。
第三节 用途广泛的金属材料
初中学过的合金知识，回答什么是合金？合金具有哪些优良性能？
知识回顾
合金优良的物理、化学或机械性能：硬度比各成分的大；熔点比各成分的低。
合金比各成分纯金属具有更广泛的用途。
合金的广泛应用
合 金
合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。
◇ 硬度大于各成分金属
◇ 熔点低于各成分金属
一、常用合金的重要应用
学与问
用心记住
1、铜合金
{
青铜（含锡、铅）
司母戊鼎
点击看图
现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是：
Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金
黄铜(含锌及少量的锡,铅,铝)
白铜(含镍,锌及少量的锰)
2、铁合金
生铁
钢
（含碳量在2％～4.3％之间,还含 硅、锰及少量硫、磷 ）
碳素钢
{
低碳钢
（含碳0.3％～0.6％ ）
高碳钢
（含碳0.03％～0.3％ ）
中碳钢
（含碳0.6％～2％ ）
合金钢
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；
含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
2、交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。
探讨交流
1、生铁和钢性质上为何不同？
二、正确选用金属材料
讨论与交流
某家庭准备装修门窗（计划使用十年），可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用何种材料好？
提示
选择材料时，需考虑主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维修、对环境的影响………。
用途广泛的稀土金属
稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物(REO)计达3 600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。
——北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；
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科学视野
用途广泛的稀土金属
——南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
　　稀土的神奇特性，也是被人们逐渐认识的。发展到现在，稀土已经从应用于冶金、机器、石油、化工、玻璃、陶瓷、纺织染色，皮草揉制和农牧养殖业等传统产业中，逐渐发展到光、电、磁多功能高科技新材料中。在钢、铁有色金属中，添加微量稀土，可以明显的提高金属材料的性能；稀土球墨铸铁管比普通铸铁管的强度高5-6倍。稀土添加到某些钢中，可以明显提高钢材的强度、耐磨性和抗腐蚀性，稀土铝导线不但提高强度20%，而且还提高2-4%的导电性能。稀土微肥和稀土复合肥，可提高作物产量，并可增加作物的抗病性能。
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科学视野
用途广泛的稀土金属
稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。
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科学视野
用途广泛的稀土金属
稀土永磁材料用于电机，可使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量可减少30%以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但节电效果明显。而且大大提高了照明质量，其生产过程也减少了污染，被称作“绿色照明”。彩色电视正是采用了稀土三基色荧光粉，才能获得彩色逼真的画面。稀土镍氢电池，可以充电而无记忆效应，代替了有污染的镍镉电池，被称作无污染的“绿色电池”。它已广泛用于移动电话，笔记本电脑等设备上。各种稀土功能材料，在航空、航天和尖端国防技术上，如雷达，侦查卫星。激光制导和自动指挥系统等方面都获得了广泛的应用。
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科学视野
用途广泛的稀土金属
稀土在高新技术领域中的应用，与其工业技术发达程度成正比。美国的稀土用量一直居世界第一位，日本、英国、法国、德国等工业发达国家都没有稀土资源，但他们都有很先进的稀土应用技术。美国认定的35个战略元素和日本选定的26个高技术元素中，都包括了全部的稀土元素。所以稀土被称为神奇的稀土。
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科学视野
不锈钢
为了防锈又在合金中加入铬和镍，这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在12—30%的合金钢。
不锈钢外观呈微灰色或银白色。结构紧密，不易氧化生成氧化铁，故有不锈之称。不锈钢是能抵抗酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。在合金中以铬为主，有的还加入镍、钼、钛等元素，以提高抗腐蚀性能。常见的铬不锈钢其含铬量在12%以上，镍铬不锈钢含铬为18%，含镍为8%，镍铬不锈钢的抗蚀性能较铬不锈钢更好。
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科学视野
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。
记忆金属
科学视野
钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21世纪将是钛的世界”。
钛是一种性能非常优越的金属，它的外观很像钢，具有银灰色的金属光泽，密度小、硬度大、熔点高。钛的化学性质稳定，耐腐蚀，尤其是抵抗海水腐蚀的能力很强。目前钛乃钛合金产量的70%以上被用于飞机、火箭、导弹、人造卫星和宇宙飞船等领域，只有少量用于冶金、能源、交通、医疗以及石油化工等领域。
钛在地壳中的储量并不少，但为什么目前主要用于尖端领域呢？冶炼钛要在高温下进行，而高温时钛的化学性质变得很活泼，因此，要用惰性气体保护，还要使用不含氧的材料。这对冶炼设备、工艺提出了很高的要求，使得制备或冶炼的成本远高于铁或铝，在一定程度上影响了它的发展。随着科学技术的发展，我们相信，当钛的冶炼技术获得突破、成本降低时，钛必将获得更加广泛的应用。
未来金属——钛
科学视野
1、现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。硬铝是：
A. Al–Si合金
B. Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金
C. Al–Mg合金
D. 表面有氧化膜的纯铝
课堂练习
B
记忆性知识
2、有关合金的叙述正确的是
A. 合金的密度比其各成分金属小
B.合金的抗腐蚀性能都很好
C.合金的导电性能比其各成分金属强
D.多数合金比其各成分金属熔点低，硬度大
课堂练习
记忆性知识
D
3、下列物质中，不属于合金的是
A. 硬铝 B.黄铜
C. 钢铁 D.水银
4、我过最早使用的合金是
A. 青铜器 B. 白铜制品
C. 铁制品 D.石块
课堂练习
记忆性知识
D
A
5、下列铁的合金中含碳量最高的是
A. 生铁 B. 低碳钢 C. 高碳钢 D. 合金钢
6、“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线可以归为一类回收，它们属于
A. 氧化物 B. 金属或合金
C. 盐类 D. 碱金属
课堂练习
记忆性知识
A
B
7、铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷闸门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是
A. 不易生锈 B. 导电性好
C. 密度小 D. 强度高
8、选择一种合金作门窗的材料，可不考虑的是
A. 是否耐腐蚀 B. 强度是否较高
C. 导电性是否较好 D. 加工的难度与价格
课堂练习
记忆性知识
B
C
图3—23 司母戊鼎是青铜制品
含铜84．8%、锡11．6%、铅2 ．8%，工艺精湛，体现了我国光辉灿烂的古代科技
再见