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课题一 金属材料
第八单元 金属和金属材料
金属材料包括纯金属以及它们的合金。
一、金属材料的发展史
铁锄与铁犁
司母戊鼎
铝窗
商朝，人们已开始使用青铜器
春秋时期，开始使用铁器
100年前开始了铝的大规模使用
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。
二.当今几种重要的金属
二.当今几种重要的金属
Fe 是目前世界年产量最高的金属。
二.当今几种重要的金属
Al 的利用仅有100多年，由于它密度小和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。
如果在你们面前有几种金属,你们将如何研究得出它们的物理性质
可以
砂纸磨看光泽
双手掂看密度
火上烤看导热
电路连看导电
1．观察它们的颜色和光泽，然后用细砂纸打磨，再观察它们的颜色和光泽。
2．感觉一下它们的质量大小，由此判断它们的密度大小。
3．试试它们是否容易被弯曲、折断，并感觉一下它们的硬度。
4．用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端(注意：时间不要长，防止烫伤)，试试它能不能传热。
5．用电池和小灯泡试试它们能不能导电，并比较灯泡的亮度是否相同。
铜片、铝片和铁片的物理性质
你能得出哪些结论
金属都有颜色、有光泽
金属光泽与打磨前不一样
金属的颜色和光泽在生活中有什么用途？
密度大小不相同
硬度大小不相同;金属能被弯曲，而且不易折断
可应用在哪些方面？
炊具加热时有没有被熔化？说明它们的熔点怎么样？
金属具有导电的通性
三、金属的物理性质
1.大多数为银白色 除
2.常温下大多数为固体
3.大多数有金属光泽
5.大多数的熔沸点高,密度较大
4.大多数金属能导电导热
6.大多数有良好的延展性
铜（紫红色）
金（黄色）
汞（液态）
金属的一些共性：
1、制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？
2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？
密度 硬度
制造飞机
制造机器底座
导电性、导热性、熔点高
小
大
大
大
一些金属的物理性质
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 2.7(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：
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？
铁的硬度大，铅的硬度小，且铅有毒
银的价格比铜高，且资源少
钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝熔断
4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？
如果镀金怎么样？
镀铬硬度大,耐腐蚀不易生锈，且更美观
镀金更好看，更耐腐蚀，但不经济、资源少
使用是否便利
废料是否
易于回收
价格
是否美观
对环境的影响
考虑物质的用途时，首先要考虑物质的_____，
还需要考虑那些因素？
资源
性质
金属之最
目前世界年产量最高的金属──
导电、导热性最好的金属──
熔点最高的金属──
熔点最低的金属──
铁Fe
银Ag
钨W
汞Hg
硬度最大的金属——
硬度最小的金属—
密度最大的金属——
密度最小的金属—
地壳中含量最多的金属——
人体中含量最多的金属——
铝 Al
钙Ca
锇 Os
锂 Li
铬 Cr
汞Hg
在结婚结婚周年纪念日，小军的爸爸送了一条金项链给妈妈，并温柔地说：“情比金坚。”妈妈高兴地戴上金项链，问到：“真是情比金坚吗？”给妈妈这样一问，爸爸霎时间不知如何回答，因为他知道金其实不“坚”，而且十分柔软，反而一些价钱比金便宜的k金比金还要“坚硬”呢？
K金是金（Au)混合其他金属而成的合金。
加入了其它金属后，金便改变了本来的结构，以至不易扭曲。
钢=？=铁
四、合金
合金是由一种金属跟其它金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。
思考：
1.合金是否纯净物？
2.合金的性能与金属相同吗？
混合物
铁的合金：
含碳量越高，硬度越大 ， 含碳量越低，韧性越好。
生铁和钢就是含碳量不同的铁的两种合金．生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％．除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如不锈钢中还含有铬、镍等．由于在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等，这种组成的改变，使得合金性能也随之发生改变．例如，纯铁较软，而生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多．
生铁和钢的比较
生铁 钢
碳元素含量 2%～4.3% 0.03%～2%
机械性能 机械性能硬而脆、无韧性、可铸不可锻 坚硬、韧性大、塑性好、可铸、可锻、可压延
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽、颜色、硬度
纯锡
焊锡
纯铜
黄铜
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度
性质比较 现象
黄铜 铜 焊锡 锡
光泽颜色
硬度
结论
黄色，有光泽
紫红色,有光泽
深灰色,金属光泽
银白色,有光泽
黄铜比铜硬
焊锡比锡硬
⑴合金比其组分颜色鲜艳
⑵合金的硬度大于其组成的金属
【分析与说理】
1、查阅资料，了解焊锡（锡铅合金）和武德合金
（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。
根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
纯金属 合金
铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/℃ 327 321 271 232 183 70
启示
合金的熔点一般比组成它的纯金属熔点低
【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度
2、合金与组成它们的金属的性质比较
现象
结论
焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化
合金的熔点低于其组成的金属
结论：合金与纯金属相比
一般得到能更大的硬度，
较低的熔点，
更高的强度(韧性好,耐拉伸、耐弯曲、耐压打)更好的抗腐蚀性能
由于合金的很多性能与组成他们的纯金属不同，这就使得合金更容易适合不同的用途。
因此，日常使用的金属材料，大多数属于合金。
尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种， 但人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种。
合金比纯金属具有更广泛的用途
黄铜
白铜
青铜
用来铸造硬币的合金需要具有什么性质？
资源丰富
无毒 轻便
耐磨耐腐蚀
美观、易加工
钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨
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，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
形状记忆合金
七龙珠里的胶囊房子
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
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
低温下
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课题一、金属材料
一、金属
1、金属的一些物理性质：
大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、熔沸点高、有延展性
二、合金
1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得合金
2、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好
2.物质的性质决定了用途，但不是唯一的因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑多种因素。
1、密度小，具有抗腐蚀性。
2、铁：可用于做菜刀、锤子等；利用了硬度大的性质。
铜：可用于制电线、火锅等；利用了其导电性好，导热性好，熔点高的性质。
金：可用于制作项链、戒指等饰品；利用了其具有较好的金属光泽的性质。 物质的性质决定物质的用途。
3、需要有光泽好，抗腐蚀，硬度大的性质。
4、A：不锈钢，因为其抗腐蚀性好。
B：锰钢，硬度大。
C：黄铜，因为强度高，可塑性好、易加工、耐腐蚀。
D：锰钢，因为其韧性好，硬度大。
6、700kg
5、科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：
熔点 2500℃
密度 3g/cm3
强度 与钢相似
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。
可制作机器零件、火箭、飞机、轮船、电线、电榄、化工和通讯设备等
