資源簡介

(共20張PPT)
金屬材料的性能及應用
1、通過對金屬材料和合金應用案例的分析，初步認識金屬的組成與其性能的關系；
2、認識化學發展對人類社會可持續發展的重要貢獻
人們已經發現的金屬元素有90余種，形成了豐富多樣的金屬材料。金屬材料因其優良的性能，在改善人類生活、促進生產力發展的過程中發揮了巨大的作用，有力地推動了人類文明的進程。人們在金屬材料的開發和應用實踐中，也拓展了化學科學研究的新領域。
閱讀教材內容，思考下列問題：
1、金屬材料有哪些性能？
2、生活中常見的金屬是純金屬嗎？
3、生活、生產和科技中常用的合金你知道哪些？
4、合金有哪些特性？
一、金屬材料的性能
1、力學性能
2、物理性能
3、化學性能
4、工藝性能
延展性、硬度、塑性等
密度、熔點、導電性、導熱性
抗氧化性、耐酸堿性
可鑄性、可鍛性、切削加工性
下列有關金屬的應用與相應性質不對應的是（ ）
B
二、合金及其應用
1、定義：
將兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）共熔，制備出的特殊的金屬材料
焊錫：錫和鉛的合金
生鐵
鋼
生鐵和鋼：鐵和碳的合金
合金是混合物。合金中各成分金屬的化學性質不變。
2、合金的特性
合金與純金屬在組成和結構上的不同，使得它們的性質存在較大的差異，人們恰好利用這一點制備出了性能更強、用途更廣的合金材料。
鋁
Cu、Mg、Mn等元素
硬鋁
性能
硬度比純鋁大
鋁合金成本低，性能優異，密度小、強度大、塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性，抗腐蝕能力強，裝飾效果好，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中都得到廣泛的應用。目前鋁合金的使用量僅次于鋼，發展前景廣闊。
密度小、強度大
導電性優良
導熱性優良
抗腐蝕能力強
塑性好
1、下列物質中，不屬于合金的是（ ）
A. 硬鋁 B. 黃銅 C. 鋼鐵 D. 鐵銹
2、下列金屬材料中，最適合用于制造飛機部件的是（ ）
A. 鎂鋁合金 B. 銅合金 C. 不銹鋼 D. 鉛錫合金
D
A
3、考古出土的吳王夫差劍為春秋末期制造的青銅劍，歷經2500
余年，劍的表面雖有一層藍色薄銹，但仍寒光逼人，劍刃鋒利。從上
述信息可以看出，青銅具有的性質有（ ）
A. 強度高 B. 可塑性好 C. 耐腐蝕 D. 易加工
AC
2、合金的特性
錫（熔點232 ℃）
鉍（熔點271 ℃）
鎘（熔點321 ℃）
鉛（熔點327 ℃）
按照一定的質量比熔合
武德合金熔點67 ℃
多數合金的熔點低于組成它的任何一種組分金屬
電器、火災報警等裝置中的保險絲
對比武德合金熔點與組成它的成分金屬的熔點，它們之間有什么差別？
合金的導電性和導熱性一般低于任一組分金屬。像鎳鉻鋁鐵、鎳鉻鋁銅等合金，具有很高的電阻率，可用于制備電路中的精密元件。
合金硬度大、熔點低的秘密
合金與純金屬的性質差異是由它們的結構決定的。在純金屬中，所有的原子大小相同，排列比較整齊。而形成合金后，嵌入了較大或較小的其他元素的原子，改變了金屬中規則的層狀排列，層與層之間的滑動變得困難，所以合金常比組成合金的純金屬硬度更高。固體的熔點也與原子排列是否整齊有關。合金中原子的大小不一，與純金屬相比，排列整齊程度下降，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數合金的熔點一般比其組成金屬的熔點低。
拓展視野
1、生鐵的熔點是1 100~1 200 ℃，純鐵的熔點可能是（ ）
A.1055 ℃ B. 1100 ℃ C. 1200 ℃ D. 高于1200 ℃
D
2、碲鋅鎘(Te－Zn－Cd)晶體可以用于制造紅外探測器的基礎材料，下列有關它的敘述中不正確的是(　　)
A．它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，無固定的熔沸點
B．它易導電、導熱，具有延展性
C．它的熔沸點比Zn的低
D．它的硬度和強度比Cd的大
A
3、常見合金及性能
（1）、鋁鋰合金
具有低密度、高強度的特點。若用其代替常規的鋁合金，可使構件質量減輕 10% ～ 20% ，強度提高15%～20%，具有較高的工作溫度、較好的高溫韌性與加工性能，且價格便宜，因此是21世紀航空飛行器較理想的結構材料之一。我國“神舟號”航天飛船的許多部件就是用鋁鋰合金制造的。
（2）、鋼鐵
有諸多優良的機械性能和電學特性，但在使用過程中卻很容易被腐蝕，抗腐蝕性能優越的不銹鋼材料就很好地解決了這個問題。不銹鋼中除了鐵元素外，主要的合金元素是鉻（占12%～32%）。鉻具有很強的耐腐蝕性，在空氣中表面會生成一層致密的氧化物，防止內部進一步被氧化，從而保護了內層金屬。
生活中常見的醫療器材、廚房用具和餐具等,很多都是用不銹鋼制造的;有些地鐵列車的車體材質也是不銹鋼。
（3）、鈦合金
一種新型的金屬材料，其強度高，密度小，耐熱性好，易于加工，抗腐蝕性強，遠優于不銹鋼，即使將它們放入海水中數年，取出后仍然光亮如新。廣泛應用于醫療、火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通信設備等領域。
（4）、銅合金
合　金 主要成分 主要性能與用途
銅 合 金 青銅 銅、錫、鉛 強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕，用于制造軸承、齒輪等機器零件
黃銅 銅、鋅 強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕，用于制造儀表等機器零件
白銅 銅、鎳 光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工，用于制造精密儀器和裝飾品
司母戊方鼎
三、無機非金屬材料
1、傳統非金屬材料：
水泥、玻璃、陶瓷 常見硅酸鹽材料
2、半導體材料：硅的導電性介于導體和絕緣體之間，是一種
重要的半導體材料。
硅太陽能電池
3、光導纖維的主要成分是二氧化硅，可用來制造通訊光纜，用于光纖通信或傳送高強度的激光等。
二氧化硅制成的光導纖維克服了聲音信號和圖像信號在銅絲或鋁絲中傳播損耗大的缺點，節約了大量金屬資源。此外還可以應用于能量傳輸、信息處理，遙測遙控和醫療器械。
金屬材料的性能
及應用
金屬材料的性能
合金及其應用
硬度比組分金屬大
熔點低于組分金屬
導電性、導熱性低于組分金屬
無機非金屬材料：Si、SiO2

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