课题一 金属材料 根据你的根据你的经验, 说出所知道的常出所知道的常见的金属材料有哪些的金属材料有哪些? 你你说出的出的这些金属材料，不是些金属材料，不是纯金属就是合金。或金属就是合金。或者者说：金属材料包括两大：金属材料包括两大类：纯金属；合金金属；合金。人。人类使用金属使用金属经历了一个漫了一个漫长的的过程：程：石器石器青铜器青铜器铁器铁器铝和铝合金时代铝和铝合金时代钛和钛合金时代钛和钛合金时代 中国人从商代使用青中国人从商代使用青铜器，春秋器，春秋时期会冶期会冶铁，战国国时期会期会炼钢，现在大量使用在大量使用铝合金等材料。合金等材料。铝的使用只有的使用只有100多年的多年的历史。史。21世世纪是是钛和和钛合金合金时代。目前，代。目前，产量量居前三位的金属依次是居前三位的金属依次是 。铁铁 铝铝 铜铜 一、一、 金属的物理性质金属的物理性质老师这里有些纯金属，观察后描述一下它们的物理性质老师这里有些纯金属，观察后描述一下它们的物理性质Hg 银白色液体银白色液体Sn 银白色固体银白色固体Fe 银白色固体银白色固体Cu 紫红色固体紫红色固体Ag 银白色固体银白色固体Au 金黄色固体金黄色固体常温下为固体（除汞外）常温下为固体（除汞外）有颜色和光泽有颜色和光泽 有金属光泽有金属光泽良好的导电性良好的导电性良好的导热性良好的导热性良好的延性良好的延性请根据这些金属的用途，说出它们的物理性质？请根据这些金属的用途，说出它们的物理性质？良好的展性良好的展性良良好好的的延延展展性性大多数金属为大多数金属为银白色银白色大多数金属为大多数金属为固体固体大多数金属大多数金属有光泽有光泽大多数金属大多数金属熔沸点高熔沸点高大多数金属大多数金属能导电导热能导电导热大多数金属大多数金属有延展性有延展性铜（紫红色）金（黄色）铜（紫红色）金（黄色）汞（液态）汞（液态）金金属属的的共共性性物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导导电电性性（以以银银的导电性为的导电性为100作标准）作标准）密度密度 (gcm-3）熔点熔点()硬硬度度（以以金金刚刚石石的硬度为的硬度为10作标准）作标准）银银 铜铜 金金铝铝锌锌铁铁 铅铅（优）（优）10099 746127177.9 （良）（良）金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（大）（小）（小）钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（高）（低）（低）铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（大）（小）（小）根据表中数据讨论以下问题：根据表中数据讨论以下问题：1.为什么菜刀，镰刀，锤子用铁而不用铅？为什么菜刀，镰刀，锤子用铁而不用铅？铅的硬度太小易变形，铁的硬度大于铅。铅的硬度太小易变形，铁的硬度大于铅。2.银的导电性比铜好，为什么电线用铜不用银银的导电性比铜好，为什么电线用铜不用银?银在自然界的含量少，价格高；银在自然界的含量少，价格高；银的密度大，不易架线。银的密度大，不易架线。 3.灯泡里的灯丝用钨不用锡？用锡可能出现什么情况？灯泡里的灯丝用钨不用锡？用锡可能出现什么情况？钨有较高的熔点且易导电。用锡灯丝导电产生的热，易使钨有较高的熔点且易导电。用锡灯丝导电产生的热，易使灯丝熔断影响灯泡寿命。灯丝熔断影响灯泡寿命。 4.铁制水龙头要镀铬？镀金如何？铁制水龙头要镀铬？镀金如何？增加水龙头的硬度使其不易变形，不易生锈，变得美增加水龙头的硬度使其不易变形，不易生锈，变得美 观大方。观大方。镀金更好看，耐腐蚀但成本高，硬度低易磨损。铬的镀金更好看，耐腐蚀但成本高，硬度低易磨损。铬的 硬度大，耐磨，保存时间久硬度大，耐磨，保存时间久 使用是否便利使用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美观是否美观对环境的影响对环境的影响 考虑物质的用途时，考虑物质的用途时，需要考虑那些因素？需要考虑那些因素？【科普知识科普知识】 金属之最金属之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熔点最高的金属熔点最高的金属熔点最低的金属熔点最低的金属铝铝钙钙铁铁银银钨钨汞汞硬度最大的金属硬度最大的金属 铬铬我们的生活与金属密切关系，填空我们的生活与金属密切关系，填空:日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的日常生活中，用于家用热水瓶内胆壁上的银白色金属是银白色金属是_，温度计中填充的金属，温度计中填充的金属是是_。家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料家用铁制的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有柄，这说明铁具有_性，铁能拉成铁性，铁能拉成铁丝，说明铁具有丝，说明铁具有_性。性。银银(Ag)汞汞(Hg)导热导热延展延展 【课堂练习课堂练习】1.下列金属中导电性最好的是（下列金属中导电性最好的是（ ） A. Cu B. Al C. Fe D. Ag2.科学家预言：到科学家预言：到21世纪，用途仅次于铁和铝的第三大金世纪，用途仅次于铁和铝的第三大金属是（属是（ ） A. 铜铜 B. 铬铬 C. 钛钛 D. 金金3.联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向全世界大力推广。其主要原因是是最理想的炊具，并向全世界大力推广。其主要原因是（ ）A.价格便宜价格便宜 B.生热慢退热也慢，保温性较好生热慢退热也慢，保温性较好 C.烹饪出的食品含有铁元素烹饪出的食品含有铁元素 D.铁中含有有机物必含的铁元素铁中含有有机物必含的铁元素D CC请欣赏下列图片：请欣赏下列图片：嫦娥2号你知道这些好东西是什么材料制成的吗？你知道这些好东西是什么材料制成的吗？是是合合金金。二、合金：二、合金： 。 一种金属与其他一种金属与其他一种或几种金属或非一种或几种金属或非金属金属 一起熔合一起熔合而成的具有金属特性的物质而成的具有金属特性的物质混合物混合物如：钢铁如：钢铁 铝合金铝合金 黄铜黄铜 焊锡等焊锡等 。思考：生活中不用纯铝做门窗而用铝合金？思考：生活中不用纯铝做门窗而用铝合金？ 合金与组成它们的金属有什么不同？合金与组成它们的金属有什么不同？例：下列金属材料中，不属于合金的是（例：下列金属材料中，不属于合金的是（ ） A.硬硬铝 B.生生铁 C.三氧化二三氧化二铁 D.青青铜C【实验探究探究1】探究一些合金材料与探究一些合金材料与纯金属材料在物金属材料在物 理性理性质上的差异上的差异【实验 步步骤】 （1）比）比较黄黄铜片（片（铜和和锌的合金）和的合金）和铜片；片；焊锡（ 锡和和铅的合金）和的合金）和锡的光的光泽和和颜色色（2）将黄）将黄铜片和片和铜片，片，焊锡和和锡互相刻划，比互相刻划，比较他他 们的硬度。的硬度。金属材料金属材料主要成分主要成分光光泽和和颜色色硬度大小硬度大小对比比黄黄铜片（合金）片（合金）铜 锌铜片（片（纯铜）铜焊锡（合金）（合金）铅和和锡锡（纯锡）锡【结论】（1） 。 （2） 。黄色黄色 （紫）红色（紫）红色 银白色银白色 银白色银白色 黄铜片黄铜片铜片铜片焊锡焊锡锡锡 合金的硬度大于合金的硬度大于组成它们的金属组成它们的金属 合金比其组分金合金比其组分金属的颜色鲜艳属的颜色鲜艳【实验探究探究3】比比较焊锡和和组成它的成它的纯金属金属锡、铅熔熔 化的温度。化的温度。【实验步步骤】 取取绿豆粒大小的豆粒大小的焊锡、锡、铅放在放在铁 片上片上进行熔化，比行熔化，比较它它们的熔点高低的熔点高低金属材料金属材料主要成分主要成分熔化熔化速率速率数据熔点数据熔点/ /结论纯铅铅慢慢327纯锡锡中中232焊锡（合金）（合金）铅、锡快快183【结论】（3） 。焊锡焊锡 锡锡 铅铅 合金的熔点低于组成其的金属合金的熔点低于组成其的金属 （4）下）下图的船就是合金制成的，的船就是合金制成的，说明什么？明什么？【结论】合金的抗腐合金的抗腐蚀能力一般能力一般强强于于组成它成它们的金属。的金属。小结：合金和组成它们的纯金属性质合金和组成它们的纯金属性质的比较的比较一般情况下：一般情况下：1、合金比组成它的纯金属硬度大、合金比组成它的纯金属硬度大2、合金比组成它的纯金属熔点低、合金比组成它的纯金属熔点低3、合金比组成它的纯金属抗腐蚀性能高、合金比组成它的纯金属抗腐蚀性能高几种重要合金的主要成分、性能和用途几种重要合金的主要成分、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铁、铬、镍铁、铬、镍 抗腐蚀性好抗腐蚀性好 医疗器械、炊医疗器械、炊具、容器、具、容器、黄铜黄铜铜、锌铜、锌强度高、可塑性强度高、可塑性好、易加工、耐好、易加工、耐腐蚀腐蚀 机器零件、仪表、机器零件、仪表、日用品日用品 焊锡焊锡锡、铅锡、铅熔点低熔点低 焊接金属焊接金属 硬铝硬铝铝、铜、镁、铝、铜、镁、硅硅强度和强度和硬度好硬度好火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等轮船等18K黄金黄金金、银、铜金、银、铜光泽好、耐光泽好、耐磨、易加工磨、易加工饰品、钱币、饰品、钱币、电子元件电子元件 三、铁合金简介三、铁合金简介生铁和钢就是生铁和钢就是含碳量不同含碳量不同的铁的两种合金生铁的含的铁的两种合金生铁的含碳量为碳量为 ，钢的含碳量为，钢的含碳量为 除除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如不锈钢中还含有铬含碳外，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、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铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多 ； 。 0.03224.3 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，被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。电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。 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、航航天天飞飞机机船船舶、化工和通讯设备等舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表 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”，因此可用来制造，因此可用来制造人造骨人造骨 【课堂堂练习】1.钛和和钛合金是合金是21世世纪的重要材料的重要材料,他他们具有具有优良的性能良的性能,如如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能能力力强强，钛合金与人体有很好的合金与人体有很好的“相容性相容性”。根据它。根据它们的主要的主要性能，不合性能，不合实际的用途是（的用途是（ ）A.用于核潜艇用于核潜艇设备的制造的制造 B.用于制造航天用于制造航天设备C.用来做保用来做保险设备 D.可用来制造人造骨可用来制造人造骨C【能力提高与历史回顾能力提高与历史回顾】1.目前世界上使用最多的金属材料是目前世界上使用最多的金属材料是_。生铁和钢都。生铁和钢都是是_的合金，可根据含碳量的不同将它们区分开，含的合金，可根据含碳量的不同将它们区分开，含碳量较多的是碳量较多的是_，_的含碳量较少，生铁和钢都的含碳量较少，生铁和钢都属于属于_（填（填“纯净物或混合物纯净物或混合物”）。）。 2.如果在金属中加热熔合某些如果在金属中加热熔合某些_或或_，就，就可以制得具有金属特征的物质，即可以制得具有金属特征的物质，即合金合金合金合金。3.纯铁较纯铁较_，而生铁比纯铁，而生铁比纯铁_； 不锈钢不仅比纯铁不锈钢不仅比纯铁_，而且其，而且其_性能也比纯铁好得多。因性能也比纯铁好得多。因此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的此，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量使用的常常不是常常不是_，而是它们的，而是它们的_。 4.尽管目前已经制得的纯金属只有尽管目前已经制得的纯金属只有_多种，但由这些纯多种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达金属按一定组成和质量比制得的合金已达_种。种。钢铁钢铁铁铁生铁生铁钢钢混合物混合物非金属非金属金属金属软软硬硬硬硬抗锈蚀抗锈蚀纯金属纯金属合金合金90 几千几千