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课题1 金属材料
第八单元 金属和金属材料
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人类使用金属的历史
石器时代
青铜器时代
铁器时代
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铝的使用
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沧州铁狮子 1000多年
铝是地壳中含量最多的金属元素。铝发现于19世纪20年代,因化学性质比较活泼,冶炼很困难,产量很少,只有皇室和贵族才能拥有少量的铝器。至19世纪末,发明了熔盐电解法炼铝,才开始大量的生产铝,随之,铝走入寻常百姓家。现在铝的产量已经超过了铜,位于铁之后,居第二位。
思考:下列金属都是利用了金属的哪些物理性质?
1.常温下多为固体(汞为液体)
2.具有金属光泽
4.具有良好的导电性、导热性、延展性
金属的物理性质
3.多为银白色(铜为红色,金为黄色)
5.熔沸点较高
6.密度和硬度较大
根据铜的导电性,可以用作电线、电路板;根据铜的导热性,可以制造压缩机散热管。
金属铜
烧水的水壶、洗菜的菜盆,很大一部分都是铝制品。铝还可以制作粉末涂料、油墨、仿金卡、金胶片等。
金属铝
几种常见金属的用途:
最大用途是用于炼钢;也大量用来制造铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染料和磨料。还原铁粉大量用于冶金。制造各种轻质合金,广泛运用汽车工业和国防工业。制造门窗,家具和炊具等。也大量用来制作电线和电缆。
金属铁
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
铁的硬度大,铅的硬度小。
银的价格比铜高许多。
讨论
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
钨的熔点高,锡的熔点低。如果用锡制的话,锡丝会熔断。
4.为什么有的铁制品如水龙头要镀铬?如果镀金会怎样?
铁容易生锈,镀铬之后就不容易生锈。金的价格太高,镀金不经济。
5.从上面几个问题及你的生活经验,你得出什么结论?
①物质的性质决定物质的用途。
②物质的用途决定于其价格、资源、美观性、便利性等。
③物质的用途决定于其废料是否易于回收和对环境的影响等。
阅读课本P4合金的内容,思考
什么是合金?
合金的性质与其组分金属有何不同?
合金的应用范围怎样?
我们常用的合金有哪些?
哪些合金最有前途?
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就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。
A 硬度一般比各成分金属的大
B 多数合金的熔点一般比各成分低
C 合金的性质并不是各成分金属的总和。
D 合金的物理,化学和机械性能优于各成分的金属。
合金
合金特点
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生铁和钢是最常见的合金,生铁和钢都是铁的合金。(见视频)
生铁
碳素钢
不锈钢
黄铜
强度高
可塑性好
易加工
耐腐蚀
白铜
光泽好耐磨
易加工耐腐蚀
硬铝
硬度大
强度高
密度小
铝
铜
镁
硅
白金
光泽好耐磨
易加工
金
铜
镍
锌
金属之最
熔点最低的金属是──
汞
熔点最高的金属是──
钨
密度最小的金属是──
锂
密度最大的金属是──
锇
硬度最小的金属是──
铯
硬度最大的金属是──
铬
延性最好的金属是──
铂
展性最好的金属是──
金
地壳中含量最高的金属元素──铝
目前世界年产量最高的金属──铁
导电、导热性最好的金属──银
人体中含量最高的金属元素──钙
实验1 :合金与纯金属的色泽和硬度的比较
金属材料 主要成分 光泽和颜色 硬度大小对比
黄铜片(合金) 铜、 锌
铜片(纯铜) 铜 焊锡(合金) 铅 、锡
锡(纯锡) 锡 结论 黄色
紫红色
银白色
灰色
黄铜大
焊锡大
合金颜色鲜艳,硬度变大。
3.合金与组成它们的金属的性质比较
金属材料 主要成分 熔化速度对比
铅(纯铅) 铅
锡(纯锡) 锡
焊锡(合金) 铅 锡
慢
中
快
实验2:比较焊锡、锡、铅的熔点的高低
结论:合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质?
金是一种贵重金属,是人类最早发现和开发利用的金属之一。它是制作首饰和钱币的重要原料,又是国家的重要储备物资,以“金属之王”著称。黄金的延展性好,具有良好的导电及导热性能。金的化学性质非常稳定,在低温或高温时都不会被氧直接氧化。黄金可与其他金属组成合金,如金银合金、金铜合金、金银铜合金。
黄 金
生活小常识
K金的“K”是外来语“Karat” 一词的缩写,完整的表示法是这样的:Karat gold(即K黄金),1K金的计量方法是:纯金为24K(即100%含金量),1K的含金量约是4.166%。按照国际标准,K金分为24种,即从1K到24K。
K 金
1.铂金(英文Platinum缩写Pt)稀有,是因为铂金的储量远远低于黄金。
2.铂金纯净,是因为铂金首饰通常含有90%的纯铂金。而且铂金的白色光泽自然天成,长期佩戴也不会褪色。
3.铂金坚硬,是因为铂金的密度高,强度几乎是黄金的2倍。
4.铂金的延展性也好,一克铂金可以拉出2公里长的细丝。
铂 金
白金是黄金和其它金属熔炼而成的白色合金。选用黄金和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金,称之为“K白金”。
白 金
学完本课题你应该知道
1.金属具有很多共同的物理性质。例如,常温下它们都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数为电和热的优良导体,有延展性,密度较大,熔点较高。
2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
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练习
下列物质中属于金属材料的是( )
A.氧化铁 B.碳素钢 C. 白铜 D.碳
BC
下列金属制品主要利用了金属的什么物理性质?
铜导线、铝锅、金项链、灯泡中的钨丝
铜导线:导电性、延展性和较好的机械强度。
铝锅:导热性和表面氧化膜的稳定性。
金项链:稳定性、光泽和延展性。
灯泡中的钨丝:熔点高、电阻率大
钢铁比其他金属更容易生锈,为什么人类使用钢铁比用其他金属多?
铁在地壳中的含量仅次于铝,资源丰富。
钢铁的价格比较便宜。
纯铁可以制成性能各异的钢,用途非常广泛。
废钢铁容易回收利用。