课题1 金属材料
(第2课时)
第八单元 金属和金属材料
九年级下册
制造航母船体的金属材料应该具备哪些性能?
资料:
铜:价格高、易腐蚀、强度硬度不够
铁:价格适中、易腐蚀、强度硬度不够
铝:价格高、易腐蚀、强度硬度不够
1、易得、价格低
2、抗腐蚀性能好
3、强度硬度高
易腐蚀
强度、硬度不够
Q:思考如何改进纯金属性质?
结构
决 定
性质
改变结构
在金属中加热熔合某些金属或非金属可以改变金属的内部结构进而改进金属性质
纯金属(单质)
合金(混合物)
一、金属材料
二、合 金(书:P4)
1、 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。
【合金是混合物,至少含1种金属单质】
生铁(Fe 和 C);不锈钢(Fe 、Cr、Ni)含金属单质
含金属元素的化合物(CuO、Fe2O3、CaCO3 )不是金属材料。
Q:合金与纯金属相比,性质有何差异,如何研究?
资料:
镍:提高合金的抗腐蚀性
铬:能显著提高合金的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性
碳:提高合金硬度、强度与耐磨性
锰:强化合金硬度、提高韧性
1、抗腐蚀性能好
2、强度、硬度高
特种钢
锰钢(锰10%~15% ,
碳0.90%~1.50%)
性质
比较
现 象
黄铜
铜
颜色
硬度
黄色
紫红色
黄铜比铜硬
合金比该纯金属硬度大
黄铜是Cu-Zn合金
实验探究一:
教材P5 比较黄铜片和铜片、颜色和硬度?
资料:铜61%-锌39%
结论:
【书P5:实验8-1】相互刻画,比较硬度
黄铜
纯铜
硬铝
铝片
【书P5:实验8-1】相互刻画,比较硬度
2、合金的特性(和组成它们的纯金属相比)
(1)合金硬度、强度更大
硬度:相互刻画,刻痕
强度:韧性好,抗形变
【书P5:实验8-1】相互刻画,比较硬度
黄铜
纯铜
颜色
黄色
紫红色
硬度
纯铜片上有刻痕,黄铜硬度大
结论
合金的硬度更大
铜钥匙
铜导线
Q:你认为做钥匙和做导线的金属材料在性能上要求有什么不同?
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铜钥匙
铜导线
黄铜更适合做钥匙,纯铜更适合做导线
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合金与纯金属熔点比较?
焊锡
锡
铅
现象
结论
焊锡最先熔化,锡次之,铅最后熔化
焊锡的熔点比锡、铅熔点低
实验探究二:
焊锡:锡-铅合金
资料:伍德合金(铅-铋-锡-镉)作热敏元件、保险材料、火灾报警装置等
纯金属
合金
铅
镉
铋
锡
焊锡
伍德合金
熔点/℃
327
321
271
232
启示
70
183
合金熔点比该纯金属熔点低
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结论:大量科学实验证明合金的
硬度大于组成它的纯金属;
熔点小于组成它的纯金属;
抗腐蚀性能比纯金属更好,应用更广泛
2、合金的特性(和组成它们的纯金属相比)
(3)合金抗腐蚀性能更好
3、合金比纯金属具有更广泛的用途
(1)合金硬度、强度更大
(2)合金熔点更低
4、几种常见的合金
① 生铁和钢都是铁的合金。
② 生铁和钢的区别:含碳量不同(以2%界限)
· 纯铁较软,生铁和钢都比纯Fe硬。
铁合金
含C量
硬度
生铁
2% ~ 4.3%
硬
钢
0.03% ~ 2%
较硬
(1)铁合金
· 含C量越多就越硬,生铁硬度 > 钢的硬度
· 不锈钢(铁铬镍合金)抗腐蚀性能比纯铁好
优点:铝密度小,轻,抗腐蚀性强;
铝合金强度和硬度好。
(2)铝合金(硬铝)
4、几种常见的合金
(3)铜合金
—— 黄铜、青铜、白铜
【 注:紫铜为纯铜 】
· 白铜 (Cu - 镍)—— 制钱币、仿银饰品
用来铸造钱币的合金:
资源丰富、耐磨耐腐蚀、无毒轻便、易加工、光泽好、美观
4、几种常见的合金
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书后习题P8 应用:为什么不同面值的硬币选择如下的金属材料?
一元:
五角:
一角:
资源丰富
无毒轻便
耐磨耐腐蚀
美观、易加工
钢芯镀镍
钢芯镀铜
铝合金
(4)钛和钛合金( 21世纪重要的金属材料 )
·密度较小,抗腐蚀性能非常好
人造骨头
·与人体有很好的“相容性”
4、几种常见的合金
深海金属
(5)其他合金
· 18K黄金、白金
· 焊锡(锡、铅合金)
· 形状记忆合金
注:24K金 —— 纯净物(含金量达99.9%以上)
铂 金 —— 铂(Pt),纯净物
4、几种常见的合金
· 形状记忆合金
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
1. 生铁主要成分是碳,钢主要成分是铁。( )
2. 金属常温下全是固体。( )
3. 通常说“钢铁”意思说,钢就是铁,铁就是钢,钢铁是一种物质。( )
4. 生铁、钢中主要成分是铁,都是混合物,只是含碳量不同而已。( )
【判断正误】
( 新学案·P5 ~ P6)
学完本课题易错点:
1.把金属材料与金属混为一谈,误认为
金属材料就是纯金属。
2.误认为合金中至少含两种金属,
误以为物质的用途完全由性质决定。
3.生铁和钢概念不清,容易误认为
生铁和钢主要成分不同。
小结:
金属物理性质:
1、硬度大于组成它的纯金属
2、熔点小于组成它的纯金属
3、抗腐蚀性能比纯金属更好
1、大多数金属都是银白色固体
2、大多数金属都具有良好的导电导热性,和良好的延展性,熔点都较高
合金的性质:
研究一类物质的一般方法
研究
方法
已有
事实
一类物质可能具有的性质
验证性质
一类物质的共性和差异性
寻求证据
归纳概括
预测
选取代表物
实验探究
事实资料