第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题一课题一 金属材料金属材料问：根据你的的经验,说出你所知道最常见的金属有哪些? 铁Fe 铜Cu 铝Al金金 银银 铜铜 铁铁 锡锡黄色黄色 铝铝 锌锌 汞（水银）汞（水银） 镁镁 钨钨液液 体体 根据生活经验，你所知道的金属有哪些？根据生活经验，你所知道的金属有哪些？紫紫紫紫红红红红色色色色在生活中，在生活中，应用最广泛的金属（按使用历史长短应用最广泛的金属（按使用历史长短，括号内填，括号内填写最早使用历史时期写最早使用历史时期）依次是）依次是_（ ）、）、_（ ）、）、_（ ）；）； 目前，目前，产量居前三位的金属依次是产量居前三位的金属依次是_。 一、几种重要的金属一、几种重要的金属合金合金纯金属纯金属1、金属材料、金属材料铜铜 商代商代铁铁 春秋战国春秋战国 铝铝 一百多年一百多年铁、铝、铜铁、铝、铜了解人类社会使用材料的历史了解人类社会使用材料的历史石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝的利用铝的利用钛的利用钛的利用日常生活用品很多是由金属材料制成的。日常生活用品很多是由金属材料制成的。金属材料包括金属材料包括纯金属纯金属和和合金合金两大类。两大类。 铜和铁是人类使用较早铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制的金属，我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器，春秋战国时期造出精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是和铁晚得多，那仅仅是100100多年前多年前的事情。但由于铝的密度小和具有的事情。但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。后，居第二位。 【图表与分析图表与分析】1 1、根据生活常识及课本、根据生活常识及课本P3 P3 图图 8 83 3， 请归纳金属的物理性质请归纳金属的物理性质归纳：归纳：根据你的生活经验，金属具有哪些共性？根据你的生活经验，金属具有哪些共性？2、金属的物理性质：、金属的物理性质：（1）常温下大多数是固体）常温下大多数是固体 （汞除外，为液体）（汞除外，为液体）（2）有金属光泽）有金属光泽（3）有导电性、导热性）有导电性、导热性（4）有延展性）有延展性（5）密度较大，熔点较高）密度较大，熔点较高。（能展成薄片，能弯曲）（能展成薄片，能弯曲）（6）大部分是银白色大部分是银白色（铜是（铜是紫红色紫红色，金是黄色金是黄色）1、以下金属的用途，涉及金属的哪些性质？、以下金属的用途，涉及金属的哪些性质？（2）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄装上木柄（3）糖果烟盒中的包装纸用铝制作）糖果烟盒中的包装纸用铝制作铁有良好的导热性铁有良好的导热性铝具有良好的延展性铝具有良好的延展性（1）古代人将铜打磨成铜镜）古代人将铜打磨成铜镜铜有金属光泽铜有金属光泽3、根据生活常识与课本根据生活常识与课本P3P3表表8 81 1请回答：请回答： 了解金属的物理性质（特性）了解金属的物理性质（特性）一些金属的物理性质一些金属的物理性质讨论讨论:1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：铁的硬度较大，而铅的硬度较小，且答：铁的硬度较大，而铅的硬度较小，且 铅有毒铅有毒一些金属的物理性质一些金属的物理性质讨论：讨论： 2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？铜制而不用银制？银的价格昂贵，且银的密度大，不易架设。银的价格昂贵，且银的密度大，不易架设。一些金属的物理性质一些金属的物理性质讨论：讨论：3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制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？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？钨的熔点高钨的熔点高,不易熔化；若用锡做灯丝，由于锡的熔点不易熔化；若用锡做灯丝，由于锡的熔点低则很容易熔断。低则很容易熔断。一些金属的物理性质一些金属的物理性质讨论：讨论：4 4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？果镀金会怎样？果镀金会怎样？果镀金会怎样？铬的硬度大，既耐磨，美观，又能防锈，延长使用寿命铬的硬度大，既耐磨，美观，又能防锈，延长使用寿命镀金不耐磨，日久脱落，又不能防锈，且金价格昂贵。镀金不耐磨，日久脱落，又不能防锈，且金价格昂贵。用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源资源丰富丰富无毒无毒轻便轻便耐磨耐磨耐腐蚀耐腐蚀美观美观易加工易加工使用使用是否便利是否便利资源资源废料是否废料是否易于回收易于回收价格价格是否是否美观美观对环境对环境的影响的影响 考虑物质的用途时，考虑物质的用途时，首先要考虑物质的首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？还需要考虑那些因素？性质性质金金 属属 之之 最最地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属铁铁导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素硬度最高的金属硬度最高的金属铬铬熔点最高的金属熔点最高的金属钨钨熔点最低的金属熔点最低的金属密度最大的金属密度最大的金属锇锇密度最小的金属密度最小的金属锂锂铝铝钙钙汞汞银银厨师在炒菜时厨师在炒菜时 常会常会加入各种调料加入各种调料以改善以改善菜的菜的色、香、味色、香、味,并使菜的营养价值更高。并使菜的营养价值更高。铝镁合金铝镁合金铝镁合金铝镁合金钛铝钒合金钛铝钒合金钛铝钒合金钛铝钒合金铁铬镍合金铁铬镍合金铁铬镍合金铁铬镍合金铁锰碳合金铁锰碳合金铁锰碳合金铁锰碳合金1、在金属中在金属中加热熔合加热熔合某些金属或非金属，某些金属或非金属，就可以制成具有就可以制成具有金属特征金属特征的金属。的金属。思考：思考：合金是否是合金是否是纯净物纯净物？ 铁的合金，铜合金，铝合金，钛合金铁的合金，铜合金，铝合金，钛合金二、合金二、合金混合物混合物铁的合金：铁的合金：含碳量越高，硬度越大含碳量越高，硬度越大 ， 含碳量越低，韧性越好。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和钢就是含碳量不同的铁的两种合金生生铁铁的含碳量为的含碳量为24.3，钢，钢的含碳量为的含碳量为0.032除含碳外，除含碳外，生铁中还含有硅、锰生铁中还含有硅、锰等，等，钢如钢如不锈钢中还含有铬、镍不锈钢中还含有铬、镍等由于在纯金属等由于在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等，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钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多好得多 2.2.铁的合金铁的合金生铁：含碳生铁：含碳2%2%4.3%4.3%钢钢 ：含碳：含碳0.03%0.03%2%2%相同点：主要成分都是铁。相同点：主要成分都是铁。不同点：含碳量不同不同点：含碳量不同( (本质区别）本质区别）除含碳外，除含碳外，生铁生铁中还含有中还含有硅、锰。硅、锰。不锈钢不锈钢除含除含铁、碳、还含铁、碳、还含铬和镍铬和镍, ,硬度和抗腐蚀性都比纯铁好。硬度和抗腐蚀性都比纯铁好。* *. .黄铜黄铜( (铜锌合金铜锌合金),),外观像金外观像金18K18K黄金黄金( (含金量含金量75%)75%)3 3、合金与组成它们的金属的性质比较、合金与组成它们的金属的性质比较（板书）（板书）（板书）（板书）根据刚才同学们获得的信息，思考并完成下面的表格。根据刚才同学们获得的信息，思考并完成下面的表格。性质比较性质比较现象现象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽和颜色光泽和颜色硬度硬度结论结论黄黄 色色红色红色灰白色灰白色 银白色银白色黄铜比铜硬黄铜比铜硬硬铝硬铝比比铝铝硬硬合金的硬度比组成它们的纯金属的合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大、更有金属光泽硬度大、更有金属光泽（板书）（板书）（板书）（板书）焊锡焊锡是是锡和铅锡和铅的合金，主要用于焊接金属等；的合金，主要用于焊接金属等；武德武德合金合金是是铋、铅、锡和镉铋、铅、锡和镉的合金，可用于制电路保险的合金，可用于制电路保险丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？丝等。根据下表提供的信息，你能获得什么启示？纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/ 327 321 271 23218370启示启示合金的熔点比组成它们的纯金合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低属的熔点低（板书）（板书）（板书）（板书）日常使用的金属材料，日常使用的金属材料，大多数属于合金大多数属于合金。尽管尽管目前目前人类已制得的人类已制得的纯金属只有纯金属只有90余种余种， 但但人们为适用各种用途而将这些纯金属按人们为适用各种用途而将这些纯金属按一定组一定组成成和和质量比质量比制得的制得的合金已达几千种合金已达几千种。铜合金铜合金黄铜白铜青铜铁合金铁合金生铁不锈钢生铁和钢都是含碳量不同的铁的两种合金。生铁含碳量为2%4.3%，钢为0.03%2%。铝合金用途铝合金用途常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途合金合金主要成分主要成分 性能性能 用途用途不锈钢不锈钢黄铜黄铜焊锡焊锡硬铝硬铝18K黄金黄金铜、锌铜、锌 机器零件、仪表、机器零件、仪表、日用品日用品 强度高、可塑性好、强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀易加工、耐腐蚀 锡、铅锡、铅 熔点低熔点低 焊接金属焊接金属 铝、铜、铝、铜、镁、硅镁、硅 强度和硬度好强度和硬度好 火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业 金、银、铜金、银、铜 光泽好、耐磨、光泽好、耐磨、易加工易加工 金饰品、钱币、金饰品、钱币、电子元件电子元件 抗腐蚀性好抗腐蚀性好 铁、铬、镍铁、铬、镍 医疗器械、炊具、医疗器械、炊具、容器、反应釜容器、反应釜18K黄金含金量有多少黄金含金量有多少?18K24K 100= 75% 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机船舶、化工和通讯设备等。机船舶、化工和通讯设备等。 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，可用来制造人造骨，可用来制造人造骨等等 4、钛与钛合金、钛与钛合金钛钛21世纪的金属世纪的金属钛应用于医学钛应用于医学钛合金做的手机外壳钛合金做的手机外壳钛钛合合金金用用在在火火箭箭中中钛钛21世纪的金属世纪的金属用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金:是具有形状记忆效应的合金，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。矫正等医疗材料。小结：小结：一、几种重要的金属一、几种重要的金属二、合金二、合金1 1、在金属中加热熔合某些金属或非金属，、在金属中加热熔合某些金属或非金属， 就可以制得合金。就可以制得合金。 （性能发生变化、金属特性不变。）（性能发生变化、金属特性不变。） 2 2、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯 金属更高，抗腐蚀性能也金属更高，抗腐蚀性能也 更好，应用更广泛更好，应用更广泛（一般情况下合金的硬度比纯金属大、熔点比纯金属低）（一般情况下合金的硬度比纯金属大、熔点比纯金属低）（一般情况下合金的硬度比纯金属大、熔点比纯金属低）（一般情况下合金的硬度比纯金属大、熔点比纯金属低）3 3、1 1、金属材料、金属材料、金属材料、金属材料纯金属（纯金属（纯金属（纯金属（铁、铝、铜等）铁、铝、铜等）合金合金合金合金2、金属的一些物理性质、金属的一些物理性质大部分是银白色固体大部分是银白色固体（铜是（铜是紫红色紫红色，金是黄色金是黄色，汞是液体）汞是液体） 、有有金属光泽金属光泽、能导热、导电能导热、导电、有延展性有延展性、密度较大、密度较大、熔点比较高熔点比较高。 3、考虑物质用途时考虑多种因素、考虑物质用途时考虑多种因素 性质、性质、价格、资源、对环境的影响、废料是否易于回收、是否美观、使用是否便利价格、资源、对环境的影响、废料是否易于回收、是否美观、使用是否便利铁铁的的合合金金生铁生铁钢钢炼炼钢生铁钢生铁铸造生铁铸造生铁球墨铸铁球墨铸铁碳碳素钢素钢合金钢合金钢生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%-4.3%2%-4.3%；钢的含碳量为钢的含碳量为0.03%-2%0.03%-2%。 1、根据下图的应用实例，试说出金属具有的、根据下图的应用实例，试说出金属具有的两点物理性质：两点物理性质：；2、下下列列铁铁制制品品的的用用途途中中，利利用用金金属属导导热热性性的的是是_（填字母，下同）。（填字母，下同）。练习1铝与铁相比，具有哪些优良的性质铝与铁相比，具有哪些优良的性质？（从熔点、硬度、密度、强度、导电、导热性和抗腐蚀性来考虑）2你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。P8物品物品选用材料选用材料理由理由外科手术刀防盗门门锁自行车支架密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性不锈钢不锈钢抗腐蚀性能好抗腐蚀性能好硬铝硬铝硬度大，耐腐蚀硬度大，耐腐蚀青铜青铜可塑性好，易加工，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀锰钢锰钢韧性好，易加工韧性好，易加工1、生活中废弃的铝制易拉罐、破锅、废铜线等可归为一类加、生活中废弃的铝制易拉罐、破锅、废铜线等可归为一类加以回收，它们属于（以回收，它们属于（ ） A、有机物、有机物 B、金属或合金、金属或合金 C、氧化物、氧化物 D、非金属、非金属2、下列关于金属的用途合理和科学的是（、下列关于金属的用途合理和科学的是（ ） A、利用银的导电性好代替铜用电线、利用银的导电性好代替铜用电线 B、利用铅的密度大，硬度较大，作门窗、利用铅的密度大，硬度较大，作门窗 C、利用钨丝熔点高制成灯丝、利用钨丝熔点高制成灯丝 D、利用黄金的颜色好看在所有的水龙头上面镀一层金、利用黄金的颜色好看在所有的水龙头上面镀一层金 3、 灯泡里的灯丝用钨制，是因为（灯泡里的灯丝用钨制，是因为（ ） A、导电性好、导电性好 B、硬度适中，易造型、硬度适中，易造型 C、熔点高、不易熔化、熔点高、不易熔化 D、有金属光泽、有金属光泽 4、下列物质中，属于纯净物的是（、下列物质中，属于纯净物的是（ ） A、钢、钢 B、焊锡、焊锡 C、紫铜、紫铜 D、青铜、青铜 5 5、关于钢和铁的说法错误的是（关于钢和铁的说法错误的是（ ）A A、生铁和钢的主要成分是铁，都是混合物、生铁和钢的主要成分是铁，都是混合物B B、纯铁是由铁原子构成的、纯铁是由铁原子构成的C C、通常说的、通常说的“钢铁钢铁”，意思是钢就是铁，铁，意思是钢就是铁，铁就是钢，钢铁是一种物质就是钢，钢铁是一种物质D D、生铁和钢冶炼的原理不同、生铁和钢冶炼的原理不同6 6. . 钛和钛合金被认为是钛和钛合金被认为是2121世纪的重要材料，世纪的重要材料，它们具有很多的优良性能，如熔点高、密度它们具有很多的优良性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、钛合金与人体有小、可塑性好、易于加工、钛合金与人体有很好的相容性等。根据他们的主要性能，下很好的相容性等。根据他们的主要性能，下列用途不切合实际的是（列用途不切合实际的是（ ） A A、用来做保险丝、用来做保险丝 B B、用于制造航天飞机、用于制造航天飞机 C C、用来制造人造骨、用来制造人造骨 D D、用于制造船舶的部件、用于制造船舶的部件