第一节 金属与合金
在生产和生活中,金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。
①人类使用材料的进化顺序
②材料的分类
石器时代
铜器时代
铁器时代
材 料
金属材料
非金属材料
陶瓷材料
合成高分子材料
一、几种常见金属的物理性质
1.金属材料 :
纯金属以及它们的合金
2.几种重要的金属:
铜、铁、铝
3.金属的共同物理性质:
(1)有光泽
(2)能够导电、导热,能够弯曲
(3)有延展性
(4)密度较大
(5)熔点较高
物理性质
物理性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准)
银 铜 金 铝 锌 铁 铅
优 100 99 74 61 27 17 7.9 良
密度/(g cm-3)
金 铅 银 铜 铁 锌 铝
大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 小
熔点/℃
钨 铁 铜 金 银 铝 锡
高 3410 1535 1083 1064 962 660 232 低
硬度(以金刚石的硬度为10作标准)
铬 铁 银 铜 金 铝 铅
大 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 小
讨论:根据你的生活经验和表所提供的信息,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?如果用锡制的话,
可能会出现什么情况?
4. 为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬(Cr)?如果镀金怎么样?
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
因为铅的硬度比铁的硬度小,而且铅有毒,所以菜刀、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?
银的导电性虽然比铜好,但电线的用量大,且银的价格比铜要贵。
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,可能出现什么情况?
灯泡里的灯丝要求耐高温,而锡的熔点比钨要小的多。若用来制灯丝的话,灯用一会儿就烧熔了。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
铁制品在有水的条件下容易生锈,影响美观,而镀上铬后可以防止铁制品生锈。如果镀金也可以防止铁制品生锈,但金的价格太贵。
4.考虑物质的用途时的因素:
(1)物质的性质
(2)价格
(3)资源
(4)是否美观
(5)使用是否便利
(6)废料是否易于回收和对环境的影响
1、地壳中含量最高的金属元素:
2、人体中含量最高的金属元素:
3、目前世界年产量最高的金属:
4、导电、导热最好的金属:
5、硬度最高的金属:
6:熔点最高的金属:
7:熔点最低的金属:
8:密度最大的金属:
9:密度最小的金属:
资料:金属之最
铝
钙
铁
银
铬
钨
汞
锇(Os)
锂
实验探究:①将黄铜片和纯铜片互相刻划
②将绿豆大的焊锡和纯锡放在铁片上加热
现象:
结论:
焊锡、锡和铅熔化温度的比较
比较合金和纯金属的硬度
二、合金
1、合金:
一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。
2、常见合金的主要成分、性能和用途:
名称
主要成分
主要性能
主要用途
碳素钢
铁、碳
坚硬
建筑材料、制造机器零件、铁轨、船舶、桥梁
武德合金
铋、铅、锡、镉
熔点低
制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等
3、合金的特性:
(1)合金的硬度一般比各成分金属大。
(2)多数合金的熔点低于组成它的成分金属。
(3)合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。
4、铁的合金:
生铁和钢
区别:
含碳量不同
生铁的含碳量为2%~4.3%,
钢的含碳量为0.03%~2%。
钢
碳素钢
低碳钢(C%<0.3%)
中碳钢(0.3%~0.6%)
高碳钢(C%>0.6%)
合金钢
5.铜合金
青铜是人类社会最早出现的合金
铜 合 金
青铜(铜、锡)
黄铜(铜、锡、铅、铝)
白铜(铜、锌、锰)