人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料备课课件ppt

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金属材料无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料
结构材料——力学性能；功能材料——光、电、磁、热、声特性和效应
信息材料、能源材料、生物材料、建筑材料
人类使用材料的进化顺序
除黑色金属以外的其他金属及其合金
铁、铬、锰以及它们的合金
ρ < 4.5 g/cm3
如K、Na、Mg、Al、Ca等
ρ > 4.5 g/cm3
如Fe、Cu、Ba、Ag、Au等
如Fe、Cu、Al、Mg等
在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都由金属材料制成的。
我们很少使用纯金属，而主要使用合金。
问题：1.什么是合金？合金有哪些优良的性能？ 2.常见的合金是怎样分类的？它们有哪些用途？
1.定义:由两种或两种以上的_____与_____(或_______)熔合而成的具有_________的物质。
【微点拨】合金是混合物，但合金中各成分金属的化学性质不变。
合金属于 物。
合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。
① 硬度和强度：一般比它的各成分金属的 。
例如: 镁铝合金强度大，硬度也大，可作建筑材料。
② 熔点：一般比它的各成分金属的 .
钠、钾合金常温下呈液态，可用于原子反应堆的导热剂
67%锡 (232.1℃)
33%铅 (327.7℃ )
12.5%锡 (232.1℃)
50%铋 (271.4 ℃)
25%铅 (327.7℃ )
③使用不同的原料，改变原料的配比或改变生成合金的条件，都可以得到不同性能的合金。
合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。
提示:纯金属所有原子的大小和形状相同,原子排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金硬度变大。
改变了金属原子有规则的层状结构
纯金属内原子的排列十分规整
合金内原子层之间的相对滑动变得困难
【正误立判】1.合金中只存在金属元素，不可能有非金属元素。( )分析：错误。合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的，因此合金中可能存在非金属元素。2.生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( )分析：正确。生铁是一种铁合金，一般来说，合金的熔点比成分金属低，但硬度和机械强度比成分金属高。
3.生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。( )分析：错误。合金形成后会影响成分金属的物理性质，但不改变成分金属的化学性质。4.合金性能一定比纯金属好。( )分析：不一定。如合金导电性能不如纯金属。
根据以上数据判断其中不能形成合金的是(　　)A.Cu和Al B.Fe和Cu C.Fe和Na D.Al和Na
练. 所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：
解析:两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。
(1)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起。
(2)合金并不只含有金属元素，部分合金中还含有非金属元素。合金中的非金属元素主要有碳、硅等。
(3)合金中各成分金属的化学性质不变
阅读课本P73-74“铁合金”内容
【思考与交流】1.铁合金可以分为什么，分类依据是什么？2.不同的铁合金在组成上有什么区别，性能有什么不同，各有什么用途？
(含碳量在2％～4.3％之间,还含硅、锰及少量硫、磷 )
（含碳0.3％～0.6％）
（含碳0.03％～0.3％）
（含碳0.6％～2％ ）
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低.
也叫特种钢.在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等一种或几种元素,组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能
低碳钢---含碳量低于0.3%
中碳钢---含碳量0.3%~0.6%
高碳钢---含碳量高于0.6%
钢：用量最大,用途最广的合金
镍、铬---不锈钢，抗腐性强，不易氧化
铬、钨---高速钢，硬度大，韧性很强
锰、硅---锰硅钢，韧性特强
在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素
性能：在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。
用途：生活中常见的医疗器械、容器、炊具等; 有些地铁列车的车体材质也是不锈钢。
合金元素：主要是 铬(Cr)和镍(Ni)
思考与讨论：在碳素钢中,由于含碳量不同,高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异;向碳素钢中加入不同的合金元素,可制得不同性能的合全钢。这对你有什么启示?与同学讨论。
【拓展】阅读教材P75测试工程师和从超级钢的相关内容
1.青铜 2.黄铜 3.白铜 4.锰铜
铜合金的种类很多，常见的有：
（主要含Cu、Sn、Pb）
1.青铜（主要含Cu、Sn、Pb）
有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。
1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。
2.黄铜（主要含Cu、Zn）
黄铜:主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。
白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器、装饰品，钱币。
3.白铜（主要含Cu和Ni）
工业上常用锰铜来制造各种机械零件
黄铜是用铜、锌合金制成，古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。下列不能用于判别“药金”和黄金的是( )A. 测定密度 B.放入HNO3溶液中 C. 放入HCl溶液中 D. 观察外观
三．新型合金 P77
氢气与汽油两用车上的储氢装置
氢燃料电池汽车上的储氢罐
喷气式飞机的发动机叶片
“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。
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
稀土元素包括原子序数从 至 的15种元素以及钪、钇，共有 种元素。如在合金中加入适量的稀土金属，就会大大改善合金的性能，被称为冶金工业的维生素。稀土金属可以制造引火合金、永磁材料、超导材料、纳米材料和催化剂等，而被称为“神奇的新材料宝库”。
P78 科学视野 ——用途广泛的稀土金属
1．只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )A．Fe、C B、Cu、Zn C、Al、Cu D、C、Si
2、现在，我国用量最多、用途最广的合金是(　 ) A．钢 B．青铜 C．铝合金 D．塑料制品
3．下列物质不属于合金的是(　　 ) A．硬铝 B．黄铜 C．钢铁 D．水银
4、关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是( )A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁，因此它们的化学性质完全相同
5. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修，制作钛合金装饰门
其熔点高，不适合作保险丝，故A不切合实际