化学人教版（2019）必修第一册3.2 .1 常见的合金及应用 （共24张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）必修第一册3.2 .1 常见的合金及应用 （共24张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 60.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-24 10:38:24 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
组织建设
第二节 金属材料
（第1课时 铁合金 新型合金）
）
第三章 铁 金属材料
1. 认识合金的组成及特性，深入了解常见铁合金、新型合金的组成及其用途；
2. 了解储氢合金、钛合金等新型合金在实际生产生活中的应用。
学习目标
材料
金属材料
非金属材料
复合材料
无机非金属材料
有机非金属材料
传统材料
新型材料
天然材料
合成材料
材料的分类：
金属材料的发展历史
商朝
后母戊鼎
东汉
马踏飞燕
鸟巢体育馆
和谐号动车
春秋
铜柄铁剑
神州飞船
一、金属材料
包括纯金属和合金
1. 金属的分类
金
属
按色泽分
按密度分
按熔点分
按使用频率分
黑色金属——铁、锰、铬三种。
有色金属——除“铁、锰、铬”三种外
轻金属——密度小于4.5g/cm3——K、Na、Mg、Al等
重金属——密度大于4.5g/cm3——Fe、Cu、Hg、Pb等
低熔点金属——K、Na、Mg、Al等
高熔点金属——W、Fe、Cu、Pb等
常见金属——Mg、Al、Fe、Cu等
贵 金 属——Ag、Pt、Au等
稀土金属——Y、Sc、镧系元素等
具有金属光泽，大多数金属为银白色(铜：紫红色，金：黄色)
大多数金属为固体(汞：液体)
具有导电性、导热性和延展性
导热性
延展性
导电性
金属光泽
实际生活中却使用的最多的是合金，很少使用纯金属。
2. 金属的性质
3、合金
注：①合金至少含有一种金属单质
（1）定义：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。
③合金不一定是固态，如用作原子反应堆导热剂的钠—钾合金常温下为液态。
不是，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化。
②合金属于混合物，但其组成是均匀的，因此有些合金具有固定熔点。
④合金在许多方面不同于各组成金属，不是简单加合，需加热熔合；
但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
(5)使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。
⑶导电性和导热性低于任一组分金属。
（2）特性
合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学及机械性能，在许多方面不同于各成分金属。
⑴金属合金的硬度一般比它的各成分金属要大。
⑵多数合金的熔点比它的各成分金属要低。
合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
焊锡(183℃)
67%锡 (232.1℃)
33%铅 (327.7℃ )
保险丝 (70℃)
12.5%锡 (232.1℃)
50%铋 (271.4 ℃)
25%铅 (327.7℃ )
不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。
【思考1】改进合金性能的常用措施有哪些？
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。
【思考2】合金比成分金属的硬度大，原因是什么？
纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金硬度变大。
【思考3】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？
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
0.03％～2％
(特种钢)
二、铁合金
铁合金
生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料
不锈钢
钨钢
锰钢
（Cr 、Ni）
（Mn、Si）
（W）
用量最大、用途最广的合金
韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等
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
合金钢
钢
①含碳量越低，韧性越好，
硬度越低；
②含碳量越高，韧性越差，
硬度越高。
启示：
⒈合金元素不同，其性能不同
⒉结构决定性能，性能决定其用途
⒊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。
课本P75
“山东舰” 航母
优异性能：超强的坚韧性，耐磨性
超级钢
组成：
Mn 10% 、C 0.47% 、Al 2%、V0.7%
条件：压轧时把压力增加到通 常的5倍，并且提高冷却速度和严格控制温度。其晶粒直径仅有1微米，为一般钢铁的1/10～1/20，因此组织细密，强度高，韧性也大。
中国是目前世界上第一个实现超级钢的工业化生产的国家！
1.铜合金
拓展：
2.铝合金
三、新型合金
（1）储氢合金
作用：能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。
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。
（2）钛合金
（3）耐热合金
（4）记忆合金
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。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”即镍钛合金。如把这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，它又恢复了原状。
（1）镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。
我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
（2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。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”。
（3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物( )
(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高( )
(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化( )
(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同( )
(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( )
×
√
练习1：判断正误
√
×
×
B
练习2．钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它( )A．有良好的导热性 B．有一定的机械强度C．不易受空气和水的作用 D．有良好的导电性
【练习3】2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀采用合金材料——不锈钢制成。
下列关于合金的叙述，错误的是（ ）
A．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素，因此不含非金属元素
C．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
D．硬铝具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点，常用于制造飞机外壳
B
【练习4】合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是（ ）
A．汽车轮胎(橡胶) B．下水道井盖(生铁) C．航母甲板(钢) D．公路防撞护栏(铝镁合金)
A
【练习5】我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下面有关合金的说法正确的是（ ）
A．钛合金是一种新型金属单质 B．钛合金熔点比钛金属高
C．钛合金的硬度与钛单质相同 D．青铜、合金钢和硬铝都是合金
D
【练习6】下列关于新型合金材料说法不正确的是（ ）
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
D
组织建设
第二节 金属材料
（第1课时 铁合金 新型合金）
）
第三章 铁 金属材料
1. 认识合金的组成及特性，深入了解常见铁合金、新型合金的组成及其用途；
2. 了解储氢合金、钛合金等新型合金在实际生产生活中的应用。
学习目标
材料
金属材料
非金属材料
复合材料
无机非金属材料
有机非金属材料
传统材料
新型材料
天然材料
合成材料
材料的分类：
金属材料的发展历史
商朝
后母戊鼎
东汉
马踏飞燕
鸟巢体育馆
和谐号动车
春秋
铜柄铁剑
神州飞船
一、金属材料
包括纯金属和合金
1. 金属的分类
金
属
按色泽分
按密度分
按熔点分
按使用频率分
黑色金属——铁、锰、铬三种。
有色金属——除“铁、锰、铬”三种外
轻金属——密度小于4.5g/cm3——K、Na、Mg、Al等
重金属——密度大于4.5g/cm3——Fe、Cu、Hg、Pb等
低熔点金属——K、Na、Mg、Al等
高熔点金属——W、Fe、Cu、Pb等
常见金属——Mg、Al、Fe、Cu等
贵 金 属——Ag、Pt、Au等
稀土金属——Y、Sc、镧系元素等
具有金属光泽，大多数金属为银白色(铜：紫红色，金：黄色)
大多数金属为固体(汞：液体)
具有导电性、导热性和延展性
导热性
延展性
导电性
金属光泽
实际生活中却使用的最多的是合金，很少使用纯金属。
2. 金属的性质
3、合金
注：①合金至少含有一种金属单质
（1）定义：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。
③合金不一定是固态，如用作原子反应堆导热剂的钠—钾合金常温下为液态。
不是，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化。
②合金属于混合物，但其组成是均匀的，因此有些合金具有固定熔点。
④合金在许多方面不同于各组成金属，不是简单加合，需加热熔合；
但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
(5)使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。
⑶导电性和导热性低于任一组分金属。
（2）特性
合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学及机械性能，在许多方面不同于各成分金属。
⑴金属合金的硬度一般比它的各成分金属要大。
⑵多数合金的熔点比它的各成分金属要低。
合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
焊锡(183℃)
67%锡 (232.1℃)
33%铅 (327.7℃ )
保险丝 (70℃)
12.5%锡 (232.1℃)
50%铋 (271.4 ℃)
25%铅 (327.7℃ )
不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。
【思考1】改进合金性能的常用措施有哪些？
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。
【思考2】合金比成分金属的硬度大，原因是什么？
纯金属所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金硬度变大。
【思考3】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？
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
0.03％～2％
(特种钢)
二、铁合金
铁合金
生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料
不锈钢
钨钢
锰钢
（Cr 、Ni）
（Mn、Si）
（W）
用量最大、用途最广的合金
韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等
强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等
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
合金钢
钢
①含碳量越低，韧性越好，
硬度越低；
②含碳量越高，韧性越差，
硬度越高。
启示：
⒈合金元素不同，其性能不同
⒉结构决定性能，性能决定其用途
⒊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。
课本P75
“山东舰” 航母
优异性能：超强的坚韧性，耐磨性
超级钢
组成：
Mn 10% 、C 0.47% 、Al 2%、V0.7%
条件：压轧时把压力增加到通 常的5倍，并且提高冷却速度和严格控制温度。其晶粒直径仅有1微米，为一般钢铁的1/10～1/20，因此组织细密，强度高，韧性也大。
中国是目前世界上第一个实现超级钢的工业化生产的国家！
1.铜合金
拓展：
2.铝合金
三、新型合金
（1）储氢合金
作用：能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。
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。
（2）钛合金
（3）耐热合金
（4）记忆合金
随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。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”即镍钛合金。如把这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，它又恢复了原状。
（1）镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。
我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。
（2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。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”。
（3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物( )
(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高( )
(3)铁、铬、镍熔合成不锈钢是化学变化( )
(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同( )
(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( )
×
√
练习1：判断正误
√
×
×
B
练习2．钢材可以用作桥梁的结构材料，是因为它( )A．有良好的导热性 B．有一定的机械强度C．不易受空气和水的作用 D．有良好的导电性
【练习3】2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀采用合金材料——不锈钢制成。
下列关于合金的叙述，错误的是（ ）
A．通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大
B．不锈钢中添加镍(Ni)和铬(Cr)等元素，因此不含非金属元素
C．储氢合金属于新型合金，可用于以氢气为燃料的汽车
D．硬铝具有强度高、密度小、抗腐蚀能力强等优点，常用于制造飞机外壳
B
【练习4】合金的应用极大地促进了人类社会的发展。下列物质所使用的材料不属于合金的是（ ）
A．汽车轮胎(橡胶) B．下水道井盖(生铁) C．航母甲板(钢) D．公路防撞护栏(铝镁合金)
A
【练习5】我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7 062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下面有关合金的说法正确的是（ ）
A．钛合金是一种新型金属单质 B．钛合金熔点比钛金属高
C．钛合金的硬度与钛单质相同 D．青铜、合金钢和硬铝都是合金
D
【练习6】下列关于新型合金材料说法不正确的是（ ）
A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料
B．钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼
C．形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D．利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
D