第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料课题课题1 1 金属材料金属材料2021/7/11金属材料金属材料纯金属和合金纯金属和合金青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝铝2021/7/12金属材料n n建筑建筑n n桥梁桥梁n n器械器械n n车辆、飞机、舰艇车辆、飞机、舰艇n n生活用具生活用具n n其它其它纯金属纯金属合合 金金2021/7/13 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，位于铁之后，的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。居第二位。 2021/7/14一、金属的物理性质一、金属的物理性质共性：共性：物理性质物理性质用途用途导电性导电性导热性导热性有金属光泽有金属光泽延展性延展性作金箔画，金银首饰等作金箔画，金银首饰等作导线作导线作各种炊具，餐具作各种炊具，餐具作箔片包装香烟，糖果等作箔片包装香烟，糖果等2021/7/15物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性密度密度/(gcm/(gcm-3-3) )同温下导热性同温下导热性特性：特性：熔点熔点/硬度硬度颜色颜色状态状态Ag Cu Au Al Zn Fe Pb Ag Cu Au Al Zn Fe Pb Au Pb Ag Cu Fe Zn AlAu Pb Ag Cu Fe Zn AlW Fe Cu Au Ag Al SnW Fe Cu Au Ag Al SnCr Fe Ag Cu Au Al PbCr Fe Ag Cu Au Al PbAuAu 黄色黄色CuCu 紫红色紫红色大多数大多数 银白色银白色Hg Hg 液态液态大多数大多数 固态固态不同金属在共性基础上又具有各自的特殊性不同金属在共性基础上又具有各自的特殊性 1 1 1 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？、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？2 2 2 2、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制、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？的话，可能会出现什么情况？的话，可能会出现什么情况？的话，可能会出现什么情况？思考：思考：因为铁的硬度大，且铅有毒。因为铁的硬度大，且铅有毒。钨的熔点高。用锡制灯丝会熔化。钨的熔点高。用锡制灯丝会熔化。逐渐减弱逐渐减弱逐渐减小逐渐减小逐渐降低逐渐降低逐渐减小逐渐减小2021/7/16赛一赛赛一赛地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素_,人体中含量最高的金属元人体中含量最高的金属元素素_，导电、导热性最好的，导电、导热性最好的金属金属_，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_，密度最，密度最小的金属小的金属_。铝铝钙钙银银钨钨汞汞锂锂2021/7/17金属金属金属金属铝铝铝铝铜铜铜铜金金金金铁铁铁铁铅铅铅铅银银银银全球产量全球产量/(10/(104 4t)t)密度密度/(gcm/(gcm- -3 3) )熔点熔点/导热导热性能性能导电导电性能性能市场价格市场价格/(/(元元/ /吨吨) )1500015000800080002 2301430301430300030008 82.72.78.98.919.319.37.97.911.311.310.510.56606601083108310631063154015403273279619614 42 23 38 89 91 14 42 23 37 79 91 1160001600017700177008800000088000000220022004900490013650001365000注：表中导热性能、导电性能注：表中导热性能、导电性能1-91-9是指其性能由强到弱的是指其性能由强到弱的排列顺序排列顺序(1)(1)导电性能最好的两种金属是导电性能最好的两种金属是_(2)(2)在你认为导电性最好的金属中，哪种更适合作导线？在你认为导电性最好的金属中，哪种更适合作导线？(3)(3)有人说因为铝的导热性能比铁好，所以用铝锅烧饭要比有人说因为铝的导热性能比铁好，所以用铝锅烧饭要比铁锅好。你同意这种说法吗？请你说明理由铁锅好。你同意这种说法吗？请你说明理由银、铜银、铜铜。铜的年产量比银高得多，价格又比银便宜得多铜。铜的年产量比银高得多，价格又比银便宜得多铝的导热性虽然比铁高，但是熔点低，烧饭时容易软化变铝的导热性虽然比铁高，但是熔点低，烧饭时容易软化变形，同时铝元素在人体内过量堆积对人身体不利。形，同时铝元素在人体内过量堆积对人身体不利。在考虑物质的用途时，还要考虑价格、资源、是否美观、在考虑物质的用途时，还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。种因素。2021/7/181 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？ 2 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 3 3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的、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？话，可能会出现什么情况？ 铁的硬度大，铅的硬度小铁的硬度大，铅的硬度小铁的硬度大，铅的硬度小铁的硬度大，铅的硬度小银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多银的价格比铜高许多钨的熔点高，锡的熔点低。钨的熔点高，锡的熔点低。钨的熔点高，锡的熔点低。钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝熔断锡丝熔断锡丝熔断锡丝熔断4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？金怎么样？（1）可增加水龙头的硬度，使其不易变形；）可增加水龙头的硬度，使其不易变形；（2）不易生锈）不易生锈2021/7/191 1、制造飞机和制造机器底座，对所用、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？金属的密度和硬度会有什么要求？ 2 2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？它利用了钨的哪些性质？ 密度密度密度密度硬度硬度硬度硬度制造飞机制造飞机制造飞机制造飞机制造机器底座制造机器底座制造机器底座制造机器底座导电性、导热性、熔点高导电性、导热性、熔点高小小大大大大大大2021/7/1102 2、合金、合金合金是指一种金属和其他金属合金是指一种金属和其他金属( (或非金属或非金属) )相熔合相熔合而具有金属特性的物质而具有金属特性的物质混合物混合物2021/7/111实验实验合金和纯金属比较合金和纯金属比较(光泽、颜色、硬度光泽、颜色、硬度)暗、黄暗、黄暗、黄暗、黄色色色色亮、紫亮、紫亮、紫亮、紫红色红色红色红色暗、暗、暗、暗、灰白灰白灰白灰白色色色色亮、亮、亮、亮、银白银白银白银白色色色色黄铜黄铜黄铜黄铜 铜铜铜铜焊锡焊锡焊锡焊锡 锡锡锡锡一般合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大一般合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大性质比较性质比较性质比较性质比较光泽和颜色光泽和颜色光泽和颜色光泽和颜色硬度硬度硬度硬度结论结论结论结论现象现象现象现象黄铜黄铜黄铜黄铜铜铜铜铜焊锡焊锡焊锡焊锡锡锡锡锡2021/7/112合金与组成它们的纯金属相比有不同的性质合金与组成它们的纯金属相比有不同的性质1 1 1 1、合金的硬度、合金的硬度、合金的硬度、合金的硬度一般一般一般一般比各成分金属硬度比各成分金属硬度比各成分金属硬度比各成分金属硬度大大大大2 2 2 2、合金的熔点、合金的熔点、合金的熔点、合金的熔点一般一般一般一般比各成分金属熔点比各成分金属熔点比各成分金属熔点比各成分金属熔点低低低低3 3、合金的抗腐蚀性能比各成分金属抗腐蚀性能好、合金的抗腐蚀性能比各成分金属抗腐蚀性能好合金的用途比纯金属更广泛合金的用途比纯金属更广泛纯金属纯金属纯金属纯金属合金合金合金合金铅铅铅铅镉镉镉镉铋铋铋铋锡锡锡锡焊锡焊锡焊锡焊锡武德合金武德合金武德合金武德合金熔点熔点熔点熔点/32732732732732132132132127127127127123223223223218318318318370707070启示启示启示启示焊锡焊锡( (锡与铅的合金锡与铅的合金) )、武德合金、武德合金( (铅、铋、锡、镉的合金铅、铋、锡、镉的合金) )及各自成分金属的熔点。由此可得什么启示？及各自成分金属的熔点。由此可得什么启示？一般合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低一般合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低思考：思考：2021/7/113练一练练一练1 1、铁合金是根据、铁合金是根据_不同，可以分为不同，可以分为_和和_，其中，其中_的含碳量为的含碳量为0.03%-2%0.03%-2%，它又可以分，它又可以分为好多种，比如为好多种，比如_和锰钢，一般医用器械的材和锰钢，一般医用器械的材料是料是_，火车钢轨的材料是，火车钢轨的材料是_。2 2、铜合金可以分为黄铜、铜合金可以分为黄铜、_和和_，其中黄，其中黄铜合金的主要成分是铜合金的主要成分是_，用来制造钱币的是，用来制造钱币的是_。3 3、铝合金的用途非常广泛，比如、铝合金的用途非常广泛，比如_含碳量含碳量生铁生铁钢钢钢钢不锈钢不锈钢不锈钢不锈钢锰钢锰钢青铜青铜白铜白铜铜、锌铜、锌白铜白铜炊具，门窗，飞机，火箭，轮船等炊具，门窗，飞机，火箭，轮船等2021/7/114左下图是火箭升空时的情景，火箭升空时，外壳会左下图是火箭升空时的情景，火箭升空时，外壳会产生很高的温度，但是外壳材料轻松解决了这一问产生很高的温度，但是外壳材料轻松解决了这一问题，右下图是沉没后打捞上来的最大的潜艇题，右下图是沉没后打捞上来的最大的潜艇“库尔斯克号库尔斯克号”潜艇，这个潜艇可以潜到水下潜艇，这个潜艇可以潜到水下500500米之米之深，在海中长时间的浸泡并没有让它面目全非，这深，在海中长时间的浸泡并没有让它面目全非，这两种设备都不约而同的选择了一种合金两种设备都不约而同的选择了一种合金钛合金。钛合金。很高的温度很高的温度500500米米升空升空在海中长时间在海中长时间以上材料说明以上材料说明钛合金有怎样钛合金有怎样的优良性能？的优良性能？2021/7/115新型金属材料新型金属材料钛和钛合金钛和钛合金钛和钛合金钛和钛合金优良性能优良性能用途用途与人体有很与人体有很好的相容性好的相容性人造骨人造骨熔点高、密熔点高、密度小、可塑度小、可塑性好、易于性好、易于加工、机械加工、机械性能好，抗性能好，抗腐蚀性能好腐蚀性能好火箭、导弹、火箭、导弹、航天飞机、船航天飞机、船舶、化工、通舶、化工、通讯设备讯设备形状记形状记忆功能忆功能人造卫星和宇宙人造卫星和宇宙飞船的天线，水飞船的天线，水暖系统等暖系统等2021/7/116课堂巩固：课堂巩固：1.1.下列各组物质中都属于纯净物的一组是下列各组物质中都属于纯净物的一组是 ( ) ( ) A. A.不锈钢、黄铜不锈钢、黄铜 B. B.生铁、钢生铁、钢 C. C.铁币、铜钟铁币、铜钟 D. D.水银、铜导线内芯水银、铜导线内芯2.2.金属及它们的合金与我们的日常生活、工业、医疗等有金属及它们的合金与我们的日常生活、工业、医疗等有着密切的关系。将下列物质名称与相关用途用短线相连。着密切的关系。将下列物质名称与相关用途用短线相连。锌锌不锈钢不锈钢银银汞汞医疗器械、炊具医疗器械、炊具温度计中的液态金属温度计中的液态金属电镀、干电池电镀、干电池家用水瓶胆内壁家用水瓶胆内壁D D2021/7/1173.3.下列用途分别利用了金属的哪些性质？下列用途分别利用了金属的哪些性质？(1)(1)用铜制导线用铜制导线 (2) (2)用黄金制作首饰用黄金制作首饰(3)(3)用钨丝作灯丝用钨丝作灯丝 (4) (4)铁锭可以做铁丝铁锭可以做铁丝(5)(5)铝合金做门窗铝合金做门窗导电性导电性导电性导电性高熔点高熔点高熔点高熔点强度强度强度强度光泽和颜色光泽和颜色光泽和颜色光泽和颜色延展性延展性延展性延展性4.4.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？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观易加工美观易加工2021/7/118 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！