(共42张PPT)
了解常见金属的的物理性质,知道金属材料在日常生活和工农业生产中的重要用途。
了解金属的性质决定金属的用途
了解常见的合金(铝合金,生铁和钢等)。初步建立“混合”能改变物质性质的化学观念。知道在一种金属中熔合进一种或多种其他金属(或非金属),能得到适合人类不同需要的合金。
了解重要的铁矿石和炼铁的基本原理
教学目标
常见的金属材料
金属有哪些特性?
良好的延展性
密度、硬度较大
熔点、沸点较高
良好的导热性
良好的导电性
金属光泽
一.金属的一些物理特性
性质差异决定了金属的用途不同
钨的熔点高
灯泡中灯丝
银的导电性优良
电子制造业
资料
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
最活泼的金属是--------
铯
最稳定的金属是--------
金
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
……
根据你的生活经验和表中提供的信息,并查阅有关资料分析下列问题。
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?
3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?锡可能用在什么地方?
4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
物理性质 物理性质比较
导电性
(以100最好) 银 铜 金 铝 锌 铁 铅
100 99 74 61 27 17 7.9
密度/g.cm-3 金 铅 银 铜 铁 锌 铝
19.3 11.3 10.5 8.9 7.8 7.1 2.7
熔点/0c
钨 铁 铜 金 银 铝 锡
3410 962 232
硬度
以10为最大 铬 铁 银 铜 金 铝 铅
9 5 4 3 3 2.9 1.5
你可得出哪些结论?
(从决定物质用途,要考虑哪些因素)
1 是否具有符合这种要求的性能 2 价格是否合适 3 是否美观 4 是否便利(质量,体积) 5 是否对人和环境有影响
思考并讨论:
观察我们周围的材料,有哪些是金属材料? 它们分别是由哪些金属制造的?
生铁铸造的铁锅、下水井盖
生活中的不锈钢制品
用锰钢制成的钢轨
高压锅
(由铝合金制造)
飞机外壳
由硬铝制造
黄铜制品
青铜器
铜 合 金
钛 合 金
铂 铱 合 金
记 忆 合 金
高 温 合 金
马踏飞燕
青铜——铜锡合金
青铜是人类最早使用的合金
合金
1、什么是合金?
合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2、为什么我们使用的金属材料主要是合金,而不是纯金属?
合金与金属相比,除具有金属的特性外,还具有许多比各成分金属更优良的物理、化学或机械的性能 。
如:硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。
合金和纯金属性质的对比
通过以上对比实验,可得出什么结论?
(从颜色,硬度方面)?
黄铜片>铜片
锡 > 焊锡
黄色
紫红色
银白色
银白色
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
合金和纯金属熔点大小的对比
通过以上对比实验,可得出什么结论?
慢
快
金属材料 主要成分 熔化速度对比
锡(纯锡) 锡
焊锡(合金) 铅锡
3、使用合金材料是否一定比纯金属材料好呢?
查阅资料,填写下列汽车配件所用的金属或合金,并解释使用这些材料的原因。
金属(Cu)
导电能力强
合金
强度大,质量轻
金属
熔点高
合金
耐高温、强度大
合金
耐腐蚀
汽车配件 金属或合金 使用原因
电线芯
汽车外壳
灯丝
发动机
排气管
思考题:
1、为什么合金的性能与纯金属有很大的差异呢 ?
2、我们在日常生活中使用的合金有铁合金、铝合金、铜合金等,这些合金的组成是怎么样的?
金属与合金的结构比较:
在纯金属内,所有的原子大小相同,排列十分规整。而合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整齐,使得原子之间的相互作用力减小。所以,多数金属的熔点一般比各成分金属的低。
合金的分类:
1、铁合金:
铁合金
按组成元素分类铁合金和非铁合金
根据含碳量的高低
生铁
钢
低碳钢
合金钢
铸造生铁(灰口铁)
炼钢生铁 (白口铁)
碳素钢
中碳钢
高碳钢
在碳素钢中加入铬 锰 钨 镍 钼 钴 硅 等合金元素
2%~4.3%
0.03%~2%
球墨铸铁
<0.3%
0.3~0.6%
>0.6%
由于组成
不同,导
致在性能
、应用上
均不同。
具有各种不同
的优良性能。
1、铁合金
生铁:
钢:
含碳量为2% ~ 4.3%
含碳量为0.03% ~ 2%
用途:
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。
用途:
钢有良好的延展性,机械性能好,用于制造机械和交通工具。
铁碳合金:
钢
碳素钢:
合金钢:
如:不锈钢(合金元素为铬Cr 和镍Ni)
低碳钢、中碳钢、高碳钢
3、焰色反应
很多金属或
2 、铜合金:
铜合金
黄铜:(含Zn 20% ~36%)
青铜:(含Sn 10% ~30%)
白铜:
含Cu Zn——耐腐蚀,耐磨,可塑性强,硬度较小。
含Cu Sn Pb等——硬而脆,强度大
含Ni Zn(少量Mn)——制酒具等
3、铝合金:向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属等。
硬铝: Cu 40%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 7%
性能:密度小、强度大、抗腐蚀。
合金的成分不同,其性质也不相同;如果改变某一合金元素的含量,合金的性质也会发生改变。
高压锅
世界铝的年产量仅次于铁,居第二位。铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔,用于包装香烟、糖果;铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能,铝 及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途。
用途:
4、金
合
金
24K
金
和
18K
金
新型合金
5、储氢合金:Ti- Fe La-Ni
储氢合金可用于以H2为燃料的汽车。
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
6、形状记忆合金:合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。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。
低温下
钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨 。
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,即使把它们放在海水中数年,取出后仍光亮如新,其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。
钛金属腕表
7、钛和钛合金
由钛、钒、铁、铝组成的钛合金常用于制造飞机的起落架。
喷气式飞机的发动机片是由镍、铁、碳和钴组成的镍合金制造的,能承受1200℃的高温。
金属的用途与金属性质的关系
有金属光泽
做装饰品、做反光体
做开矿钻头、做工具
比较硬
做薄板、做细丝
有延展性
做电线、电器设备
有导电性
做加热工具、设备
有导热性
性 质 用 途
1、 以下金属的用途主要是利用了金属的什么性质?
⑴ 用铜和铝制造导线和电缆 .
。
⑵ 用钨制成灯丝 。
钨的熔点高
铜和铝具有
导电性
练习:
2、有关合金的叙述不正确的是
A、合金的熔点比它的各成分金属的熔点低
B、合金的硬度和强度一般比纯金属高
C、合金一定是金属熔合而成的物质
D、硬铝、黄铜和钢均为合金
3、用于飞机制造业的重要材料是
A、Mg-Al合金 B、Cu-Sn合金
C、Al-Si合金 D、不锈钢
4、下列关于镁铝合金的说法正确的是
A、熔点比镁、铝都高 B、熔点比镁、铝都低
C、硬度比镁、铝都小 D、硬度比镁、铝都大
C
A
BD
5、向一铝制易拉罐中充满 CO2 后,再往罐中注入足量的质量分数为 20% 的 NaOH 溶液,立即严封罐口,不一会儿就发现易拉罐变瘪
易拉罐开始变瘪的原因是:______________,
______________________________
反应的化学方程式为:_____________________。
NaOH与 CO2反应,
罐内压强减小,大气压将易拉罐压瘪。
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O