《金属和金属材料》ppt课件.pptx

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1、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？紫紫红红色色第1页/共40页 根据生活经验，你见过哪些金属制品？校校 园园 所所 见见第2页/共40页根据生活经验，你见过哪些金属制品？交 通 工 具第3页/共40页根据生活经验，你见过哪些金属制品？现现 代代 厨厨 房房 第4页/共40页问：请根据你的经验,说出你所知道最常见的金属有哪些?铁Fe 铜Cu 铝Al 金Au 银Ag 它们都是金属材料由纯金属或者合金制成第5页/共40页1、了解人类社会使用材料的历史？2、目前，产量居前三

2、位的金属依次是 。石器时代青铜器时代铁器时代铝的利用钛的利用铁 铝 铜请根据这些物质的用途说出它们的性质？戒指灯泡和电线高压锅铜片铜丝铁夹金属共同的物理性质常温下它们都是固体（汞除外）有金属光泽大多数为电和热的优良导体有延展性密度较大熔点较高一、几种重要的金属第6页/共40页问：请说出你是如何分辨出电线中的铜丝和铝丝?铜呈紫红色，铝呈银白色不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质 差别也较大。例如大多数金属都是银白色的，但铜却呈 ，金呈 。在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。紫红色黄色液体（P P4 4资料）地壳中含量最高的金属元素 铝Al人体中含量最高的金属元素 钙Ca目前世界

3、年产量最高的金属 铁Fe导电、导热性最好的金属 银Ag硬度最高的金属 铬Cr 熔点最高的金属 钨W 熔点最低的金属 汞Hg 密度最大的金属 锇Os密度最小的金属 锂Li第7页/共40页讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。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(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金

4、银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)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：因为答：因为铁的硬度比较大，而铅的硬度较小铁的硬度比较大，而铅的硬度较小，并且铅有毒，并且铅有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。第8页/共40页讨论：根据你的生活经验

5、和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。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(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-

6、5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？制？银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。第9页/共40页讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。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(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3

7、11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)3.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？钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断

8、。第10页/共40页讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。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(以银的导电性为以银的导电性为100作标准作标准)银铜金铝锌铁铅银铜金铝锌铁铅(优优)100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3)金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高)3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为10作标准作标准)铬铁

9、银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。品生锈；镀铬也使水龙头美观大方。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。第11页/共40页通过以上讨论，请说出你得到的结论：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？性质1、价格，2、资源，3、是否美观，4、是否

10、便利，5、废料是否易于回收，6、对环境的影响请问：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富无毒轻便耐磨耐腐蚀美观易加工第12页/共40页熔点最高的金属人体含量最高的金属元素导电导热性最好的金属密度最大的金属熔点最低的金属地壳中含量最高的金属元素目前世界年产量最高的金属密度最小的金属硬度最高的金属资料库资料库铝铬银钨锇汞钙锂铁第13页/共40页 就是在金属中就是在金属中加热熔合加热熔合某些金属或非金属形成的具某些金属或非金属形成的具有有金属特征金属特征的物质。的物质。合金合金制造飞机的材料中为什么大制造飞机的材料中为什么大量使用量使用铝合金铝合金而不用而不用纯铝纯铝？第14页/共40页

11、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铁的含碳量为生铁的含碳量为2 2，钢的含碳量为，钢的含碳量为2 2除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如除含碳外，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，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硬，而且其抗锈蚀性能也比纯

12、铁好得多 第15页/共40页【实验8-18-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、焊锡（锡铅合金）和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。性质性质比较比较现现 象象黄铜黄铜铜铜焊焊 锡锡锡锡光泽光泽和和颜色颜色硬度硬度结论结论有光泽有光泽黄色黄色有光泽有光泽紫红色紫红色有光泽有光泽灰白色灰白色有光泽有光泽银白色银白色黄铜比铜黄铜比铜硬硬焊锡比锡焊锡比锡软软合金与组分金属的物理性质有差合金与组分金属的物理性质有差异异注意：合金的硬度一般大于其组分金属第16页/共40页【实验【实验【实验【实验8-28-28-28-2】将绿豆大的焊锡、】将绿豆大的焊锡、】将绿豆大的焊锡、】将绿豆大的焊锡、锡和

13、铅放置在铁片上，加热铁锡和铅放置在铁片上，加热铁锡和铅放置在铁片上，加热铁锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊片的中心部分，观察，比较焊片的中心部分，观察，比较焊片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的锡和组成它的纯金属锡、铅的锡和组成它的纯金属锡、铅的锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度熔化温度熔化温度熔化温度焊锡锡铅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第17页/共40页 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/3

14、2732127123218370启示启示合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、组成和含量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。化学和机械加工性能，适合于不同的用途；等等。焊锡主要用于焊接金属等；武德合金（组成金属的质量分别为50%铋、25%铅、13%锡和12%镉）可用于制电路保除丝等。第18页/共40页结论：合金与纯金属相比 1、更大的硬度 2、较低的熔点 3、更高的强度(韧性好、耐拉伸、耐弯曲)4、更好的抗腐蚀性能 所以，尽管目前人类已制得的纯金属只有90余种，但人们

15、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。第19页/共40页常见合金的主要成分、性能和用途常见合金的主要成分、性能和用途锰钢铁、锰、碳韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品焊锡锡、铅熔点低焊接金属硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业18K黄金金、银、铜光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件18K 白金

16、金、铜、镍、锌光泽好、耐磨、易加工金饰品K是表示金的纯度的指标。24K表示含金量达100%，18k表示含金量达75%，14K表示含金量达58.5%。主要性能主要用途主要成分合金第20页/共40页K金是金(Au)混合其他金属而成的合金。加入了其他金属后，金便改变了本来的结构，以至不容易扭曲。金十分柔软。而一些价钱比金便宜的K金，为什么比金还要“坚硬”呢？金的纯度可以用百分比来表示；譬如九九金表示金的纯度达99.9%。另一种表示纯度的方法：纯金24K。这些比金还要“坚硬”的18K金里，只有75%是金，而其余25%则是银和铜。你知道18K金是什么意思吗？第21页/共40页黄铜黄铜白铜青铜第22页/共

17、40页第23页/共40页铝镁合金铝镁合金钛铝钒合金钛铝钒合金铁铬镍合金铁铬镍合金铁锰碳合金铁锰碳合金第24页/共40页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，因此可用来制造人造骨制造人造骨 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，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金属腕表钛金

18、属腕表第25页/共40页用用钛钛-镍镍形状记忆合金制成的人造卫星天线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牙齿矫正等医疗材料低温下第26页/共40页1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质

19、的用途时，还需要考虑价格、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种因素。3.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。学完本课题你应该知道学完本课题你应该知道第27页/共40页1、目前世界上使用最多的金属材料是_。生铁和钢都是_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_，_的含碳量较少，生铁和钢都属于_（填“纯净物或混合物”）。2、如果在金属中加热熔合某些_或_，就可以制得具有金属特征的物质，即合金合金

20、。3、纯铁较_，而生铁比纯铁_；不锈钢不仅比纯铁_，而且其_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，大量使用的常常不是_，而是它们的_。4、尽管目前已经制得的纯金属只有_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_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 第28页/共40页1、制作电线的金属材料一般是 ()A.铁 B.铜 C.银 D.镁2、下列各组中的两种物质都属于混合物的是 ()A.钢 不锈钢 B.铜 青铜 C.铁 生铁 D.锡 焊锡3、下列有关合金的说法正确的是 ()A.合金缺少金

21、属光泽 B.合金种类只有90余种 C.合金属于化合物 D.合金的很多性能比它的纯金属优异BAD第29页/共40页4 4、下列对金属的性质描述正确的是 （）A.A.金属在常温下都是固体 B.B.金属的熔点都比较低 C.C.金属大多为电和热的优良导体 D.D.金属缺乏延展性5 5、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？C资源丰富 无毒轻便 耐磨耐腐蚀 美观、易加工第30页/共40页6.钛和钛合金是2121世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（）A A用于核潜艇设备的制造 B

22、 B用于制造航天设备 C C用来做保险丝 D D可用来制造人造骨c第31页/共40页1.Fe Cu 2.Mg Al3.Al Fe 4.Na-Cu7.7.制取合金的方法是将两种或两种以上的金属制取合金的方法是将两种或两种以上的金属(或金属或金属与非金属与非金属)加热到某一温度使其熔化，再冷却成为合加热到某一温度使其熔化，再冷却成为合金。试根据下表的数据金。试根据下表的数据(其它条件均能满足其它条件均能满足)判断下列判断下列合金中不宜用上述方法制取的是：合金中不宜用上述方法制取的是：()()金属NaMgAlCuFe熔点()97.564966010831535沸点()8831090246725672

23、7504第32页/共40页8.8.关于合金的说法正确的是：()()A A、合金是一种纯净物 B B、合金中只含有金属元素 C C、合金的强度、硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好。D D、铁锈是一种合金C第33页/共40页9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）密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，密度小，具有抗腐蚀性能，良好的导电导热性，较好的延展性等。较好的延展性等。10你将选用哪种合金来制造下列物品？说明理由。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不锈钢不锈钢硬硬 铝铝青青 铜铜锰锰 钢钢抗腐蚀

24、性能好抗腐蚀性能好硬度大，耐腐蚀硬度大，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀可塑性好，易加工，耐腐蚀韧性好，易加工韧性好，易加工第34页/共40页11科学家发现了一种新金属，它的一些性质如下：熔点熔点2500密度密度3g/cm3强度强度与钢相似与钢相似导电性导电性良好良好导热性导热性良好良好抗腐蚀性抗腐蚀性优异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。用于航空航天，制造火箭、飞用于航空航天，制造火箭、飞机等；机等；作船舶外壳；作船舶外壳；作通讯设备；作通讯设备；制厨房设备等。制厨房设备等。12人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下

25、列因素有关的是（）A、地壳中金属元素的含量 B、金属的延展性 C、金属的导电性 D、金属冶炼的水平D第35页/共40页131989年，世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一而加以控制使用。铝在下列应用中：制铝合金；制导线；制炊具；银色漆颜料；明矾净水明矾与苏打制食品膨胀剂；制易拉罐；胃舒平药品；包装糖果和小食品。应加以控制的是（）A、B、C、D、D第36页/共40页14.14.下列物质中，属于金属材料的是 （）A.A.钢B.B.铜C.C.氧化铁D.D.碳15.15.下列各组物质中属于纯净物的是 （）金 B.B.不锈钢、黄铜 C.C.生铁、钢 D.D.钱币、铜钟ABA第37页/共40页 合金的形成

26、条件：当两种金属形成合金时，其中任一金属的_不能高于另一金属的_。熔点熔点 沸点沸点16.制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或非金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），表中合金不宜采用上述方法制取的是（）金属NaMgAlCuFe熔点/97.564966010831535沸点/8831090246725672750A、Fe Cu合金 B、Mg Cu合金 C、Na Al 合金 D、Na Fe 合金D第38页/共40页17.17.工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其融合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金。是根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均已满足），判断不能制得的合金是（）金属金属NaKAlCuFe熔点熔点（）97.8 63.6 6601083 1535沸点沸点（）8837742200 2595 2750A AKNaKNa合金 B BKFeKFe合金C CNaAlNaAl合金 D DFeCuFeCu合金B第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页