课题1 金属材料(共36张PPT)

(共36张PPT)
第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
在元素周期表中列出了当今世界上已经确定存在的全部元素。请指出其中哪一类元素最多？
在元素周期表中，近 80% 的是金属元素。
金属材料包括纯金属以及它们的合金。
一、几种重要的金属
1、金属材料使用的历史
人类从制造工具开始——石器时代
人类开始制造金属工具——青铜器时代
人类广泛制造和使用金属工具——铁器时代
Fe 目前世界年产量最高的金属。
2、当今几种重要的金属
Al 的利用仅有100多年，由于它密度小、延展性好、具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。
Cu 人类利用最早的金属材料， 由于它的含量少等原因，现在世界上铜的年产量，位于铁和铝之后，居第三位。
3、金属具有相似的物理性质
金属与非金属物理性质的比较
物理性质 金属 非金属
状态 常温下，
除汞是液体外，
其余都是固体 常温下，
有固、液、气三态
密度 一般较大 一般较小
导电性
导热性 能导电
能导热 一般，
不导电、不导热
延展性 有 没有
铝箔
铝制电缆
导热性
延展性
导电性
密度较小
练习：根据你的生活经验，分析下列铝制品的用途主要利用了铝的哪个性质？
A. 密度较小 B. 导电性 C.导热性 D.延展性
4、金属物理性质间的差异
铜：紫红色；金：黄色；
汞（水银）：常温下为液体
各种金属的导电性、密度、熔点、硬度等也有差异（见P3 表8-1）
金属之最
地壳中含量最高的金属元素 ── 铝
人体中含量最高的金属元素 ── 钙
目前世界年产量最高的金属 ── 铁
导电、导热性最好的金属 ── 银
硬度最高的金属 ── 铬
熔点最高的金属 ── 钨
熔点最低的金属 ── 汞
密度最大的金属 ── 锇
密度最小的金属 ── 锂
P3 讨论
1. 铅的硬度小，而铁的硬度大。
2. 银的价格比铜高许多。
3. 钨的熔点高，锡的熔点低，易熔断。
4. 铬硬度大，耐磨耐腐蚀，美观。
如果镀金则会增加成本且不耐用，日久容易脱落。使铁生锈而缩短水龙头的使用寿命。
思考：
1、哪些金属可用来打造首饰？为什么？
金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。
2、哪些金属可用来制造电线，为什么？
铜可用来制造电线，因为它易导电。
3、哪些金属可用来制造炊具，为什么？
铁可用来制造炊具，因为它传热快。
4、哪些金属可拉成细丝或压成薄片，为什么？
金、银、铜、铝可拉成细丝或压成薄片，由于它们有延展性，容易加工。
使用
是否便利
资源
废料是否
易于回收
价格
是否
美观
对环境
的影响
性质
考虑物质的用途时，
首先要考虑物质的 ，
还需要考虑哪些因素？
思考：钢铁比其他金属更易生锈，为什么钢铁的应用远比其他金属多呢？（提示：钢铁的应用较多要从多角度考虑）
①资源：铁元素在地壳中的含量居第四位，资源丰富。
②价格：钢铁的价格相对其他金属较便宜。
③性质：纯铁可以制成各种钢，而钢的性能多种多样，可以根据需要加工。
④外观：钢色泽美观。
⑤环境：少量的铁元素对人体有益，不会污染环境，且可回收利用。
二、合金
1、定义
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。
属于混合物。
2、常见的几种合金
（1）铁合金
生铁和钢：含碳量不同
硬度：生铁、不锈钢＞纯铁
抗腐蚀性能：不锈钢＞纯铁
生铁 钢
含碳量 2％～4.3％ 0.03％～2％
其他元素 还含有
硅、锰等 如不锈钢中
还含有铬、镍等
钢 品种 主要合金元素 主要特性 用途
碳素钢 低碳钢 碳低于0.3% 韧性好 机械零件
中碳钢 碳0.3%-0.6% 韧性好 机械零件
高碳钢 碳0.6%-2% 硬度大 刀具，模具
合金钢 锰钢 锰 韧性好硬度大 钢轨，轴承
硅钢 硅 导磁性好 发电机铁芯
钨钢 钨 耐高温硬度大 刀具
不锈钢 铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械
P5 实验8-1
比较纯金属与合金的硬度大小
黄铜：铜与锌的合金
性质
比较 黄铜 铜
光泽
颜色
硬度
黄色
有光泽
黄铜硬度大于铜
紫红色
有光泽
焊锡 锡
光泽
颜色
硬度
深灰色
有光泽
焊锡硬度大于锡
银白色
有光泽
参看P5表格中的数据，猜测实验现象。
现象：最先熔化的是焊锡，其次是锡，最后熔化的是铅。
说明：焊锡的熔点低于两种纯金属的熔点。
P6 表8-2 常见合金的主要成分、性能和用途
合金与纯金属相比，性能上发生了改变。
一般，
合金的强度和硬度＞成分金属；
合金的熔点＜成分金属；
合金的抗腐蚀性能＞成分金属。
原因：物质组成的改变，使其性能发生改变。
合金的用途比纯金属的用途广得多。
钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料。
它具有很多优良的性能，如熔点高、密度
小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。
尤其是抗腐蚀性能非常好。
被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、
化工和通讯设备等。
钛合金与人体有很好
的“相容性”，因此可
用来制造人造骨。
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛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。
钛- 镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
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？
因为铝合金的硬度大于纯铝。
铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业方面有广泛的用途。
思考：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富
无毒轻便
耐磨耐腐蚀
美观、易加工
练习
1. 下列物质属于金属材料的是（ ）
A．钢 B．铜
C．氧化铁 D．碳
2. 人类历史上先用铜器后用铁器，其主要原因是（ ）
A．铜在地壳中的含量比铁多
B．铜器是混合物、铁器是纯净物
C．冶炼铁比冶炼铜困难
D．铁器比铜器更易生锈
AB
C
3. 各种金属的活泼性不同，通常铝比铁活泼、铁比铜活泼，从冶炼金属的工艺条件和活泼性分析，人类使用金属的早晚与下列哪些因素关系密切（ ）
A. 金属的活泼性
B. 冶炼金属的难易程度
C. 金属的贵贱
D. 金属元素在地壳中的含量
人类使用金属的早晚与金属的活泼性、冶炼金属的难易程度有密切关系
AB
4. 新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，与金属线相连的警报系统就会立刻报警。 “防盗玻璃”能报警，这利用了金属的（ ）
A. 延展性 B. 导电性
C. 弹性 D. 导热性
B
5. 填空：
常用作干电池电极的金属是 ；
生铁和钢是哪种金属的合金 ；
包装糖果、香烟的银白色金属材料是 ；
常用于制造电线和电缆的金属是 ；
常用于航空工业作制造飞机等材料的金属是 ；
热水瓶内胆涂有一层 金属；
温度计内装的金属是 。
锌
铜
铝
铝
铝
铁
钛
银
汞
6．铝及其合金具有很多优良的性能：①延展性 ②导热性 ③导电性 ④硬度大 ⑤密度小 ⑥抗腐蚀性强（表面易形成一层致密氧化膜） ⑦银白色 ⑧化学性质
a. 制烧水壶等炊具 ；
b. 作糖纸、易拉罐等包装材料 ；
c. 作电缆 ；
d. 作飞机外壳 ；
e. 作铝合金门窗 ；
f. 作银色漆颜料 ；
g. 用氢氧化铝制胃舒平治疗胃酸过多 ；
h. 用含铝元素的明矾作炸油条的膨化剂 ；
铝是食品污染源之一，应加以控制和使用，上述用途中应加以控制的有 。
②④
①⑥
③⑤⑥
④⑤
①④⑥
⑦
⑧
⑧
abgh
实验步骤 实验结论
7. 实验室使用的还原性铁粉和活性炭粉末都是黑色的，请设计实验鉴别。
①取样，分别加入稀盐酸
放出气体的是铁粉。
②取样，分别加入CuSO4溶液
能析出红色固体的是铁粉。
③取样，分别在空气中加热
固体减少的是炭粉。
④取样，分别用磁铁吸引
能被吸引的固体是铁粉。