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用用途广泛的金属材料ppt

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用途广泛的金属材料ppt 用途广泛的金属材料 用途广泛的金属材料 课件 用途广泛金属材料
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第三节 用途广泛的金属材料 浙江武康县一带有一座山叫莫浙江武康县一带有一座山叫莫 干山,传说是当年铸剑能手干将和干山,传说是当年铸剑能手干将和 莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传莫邪炼铁铸剑的地方。这虽说是传 说,但它说明我国在春秋时期已掌说,但它说明我国在春秋时期已掌 握了冶炼技术,并且工艺达到了相握了冶炼技术,并且工艺达到了相 当高的水平。今天的各种金属材料当高的水平。今天的各种金属材料 及其合金广泛应用于生产、生活和及其合金广泛应用于生产、生活和 科学研究中。科学研究中。 猜想:传说中的干将、莫邪两把猜想:传说中的干将、莫邪两把 宝剑是由宝剑是由 铸造的。铸造的。 探讨:人类使用铜合金的年代比探讨:人类使用铜合金的年代比 使用铁合金的年代使用铁合金的年代 (填(填“ “早早” ”或或 “ “迟迟” ” ),原因是),原因是 。。 莫干山剑池莫干山剑池 合金钢合金钢 早早 铁比铜活泼铁比铜活泼 第二次世界大战后,对材料提出一系列新第二次世界大战后,对材料提出一系列新 要求,具有优异性能的工程塑料部分地代替了金要求,具有优异性能的工程塑料部分地代替了金 属材料,合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂等属材料,合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂等 都得到了相应的发展和应用。合成高分子材料的都得到了相应的发展和应用。合成高分子材料的 问世是材料发展中的重大突破,从此,以金属材问世是材料发展中的重大突破,从此,以金属材 料、陶瓷材料和合成高分子材料为主体,建立了料、陶瓷材料和合成高分子材料为主体,建立了 完整的材料体系,形成了材料科学。金属材料的完整的材料体系,形成了材料科学。金属材料的 资源比较丰富,生产技术成熟,有大规模生产的资源比较丰富,生产技术成熟,有大规模生产的 经验,质量稳定、价格低廉、性能优异。这节课经验,质量稳定、价格低廉、性能优异。这节课 我们就来学习金属材料。我们就来学习金属材料。 合成纤维 胶黏剂 金属材料 非铁合金钢铁 涂料 合成橡胶(塑胶跑道)陶瓷材料钢铁材料 思考与交流:下列物品都使用了哪种材料? 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 学与问?学与问? 钢铁和非铁合金都是合金,什么是合金?合钢铁和非铁合金都是合金,什么是合金?合 金有那些优良的性质?金有那些优良的性质? 答:合金是有两种或两种以上的金属(或金属跟答:合金是有两种或两种以上的金属(或金属跟 非金属)熔合而成具有金属特性的物质。非金属)熔合而成具有金属特性的物质。 合金的合金的硬度一般比它各成分的金属的大硬度一般比它各成分的金属的大,,熔熔 点一般比它的各成分的金属的低点一般比它的各成分的金属的低。。 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 学与问?学与问? 硬度一般比它各成分的金属的大硬度一般比它各成分的金属的大,,熔点一般熔点一般 比它的各成分的金属的低比它的各成分的金属的低。。 焊锡焊锡(18(18℃℃) ) 67%67%锡锡 ( ( 232.1232.1℃℃ ) ) 33%33%铅铅 ( (327.7327.7℃℃ ) ) 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 学与问?学与问? 硬度一般比它各成分的金属的大硬度一般比它各成分的金属的大,,熔点一般熔点一般 比它的各成分的金属的低比它的各成分的金属的低。。 保险丝保险丝 (70(70℃℃) ) 12.5%12.5%锡锡 ( (232.1232.1℃℃ ) ) 25%25%铅铅 ( (327.7327.7℃℃ ) ) 50%50%铋铋 ( (271.4271.4 ℃℃ ) ) 金属材料 非铁合金铁合金 钢铁铝合金 镁合金 铜合金 金银铂合金 …… 铝合金轮毂 镁合金笔记本电脑 铂合金首饰 青 铜 器 钢铁航母 钢铁材料 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 二、钢二、钢 含碳量含碳量 钢铁钢铁 ((2%2%--4%4%)生铁)生铁 (低于(低于0.03%0.03%)熟铁)熟铁 ((0.03%0.03%--2%2%)碳素钢)碳素钢 1 1、含碳量、含碳量 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 1 1、含碳量、含碳量 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 ((1 1)含碳量)含碳量 ((2 2)钢的分类)钢的分类 2 2、钢的分类、钢的分类 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 三、非铁合金三、非铁合金 2 2、铝及铝合金、铝及铝合金 3 3、钛和稀土金属、钛和稀土金属 1 1、铜合金、铜合金 从金属的活泼性思考,为什么青铜是我从金属的活泼性思考,为什么青铜是我 国使用最早的合金?国使用最早的合金? K Ca Na Mg Al Zn Fe K Ca Na Mg Al Zn Fe SnSn PbPb (H) (H) CuCu Hg Ag Pt Au Hg Ag Pt Au 金属活动顺序金属活动顺序CuCu靠后,性质不活泼容靠后,性质不活泼容 易冶炼,使用最早;像易冶炼,使用最早;像AuAu更不活泼,自然更不活泼,自然 界中就有游离态的金,不需化学方法冶炼,界中就有游离态的金,不需化学方法冶炼, 水洗即可。水洗即可。 铜合金铜合金青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜 主要成分主要成分铜和锡铜和锡铜和锌铜和锌铜和镍铜和镍 1 1、铜合金、铜合金 1 1、含碳量、含碳量 2 2、钢的分类、钢的分类 1、铜合金:我国使用最早的合金1、铜合金:我国使用最早的合金 • 青铜:主要含铜和锡,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。 • 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:主要含铜和镍,它不容易生铜绿,常 用于制造精密仪器和装饰品。 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 二、钢二、钢 1 1、含碳量、含碳量 2 2、钢的分类、钢的分类 三、非铁合金三、非铁合金 2 2、铝及铝合金、铝及铝合金 3 3、钛和稀土金属、钛和稀土金属 名称名称组成组成主要性质主要性质主要用途主要用途 铝合金铝合金 含有含有 10%10%--30%30%镁镁 硬度和强度硬度和强度 都比纯铝和都比纯铝和 纯镁大纯镁大 火箭、飞火箭、飞 机、轮船机、轮船 等制造业等制造业 硬铝硬铝 含有含有 Cu Cu -- 4%4% Mg Mg -- 0.5%0.5% MnMn -- 0.5%0.5% Si Si -- 0.7%0.7% 强度和硬度强度和硬度 都比纯铝大都比纯铝大 2 2、铝及铝合金、铝及铝合金 1 1、铜合金、铜合金 实践活动:角色扮演:是否应该停止使用铝质饮料罐 铝质饮料罐 在饮料业的 发展中起到 了举足轻重 的作用,至 今仍广泛使 用,请你扮 演不同的角 色,分析是 否应该停止 使用铝质饮 料罐。 2 2、铝及铝合金、铝及铝合金 3 3、钛和稀土金属、钛和稀土金属 3 3、钛和稀土金属、钛和稀土金属 ((1 1)钛:具有银白色金属光泽,密度)钛:具有银白色金属光泽,密度4.5g/cm34.5g/cm3 ,熔点很高(,熔点很高(17251725℃℃),沸点),沸点32603260℃℃。具有良好。具有良好 的延性和展性。在常温下,钛的外形很像钢铁,的延性和展性。在常温下,钛的外形很像钢铁, 但远比钢铁坚硬,而重量只有同样大小的钢铁的但远比钢铁坚硬,而重量只有同样大小的钢铁的 一半。安然无恙的一半。安然无恙的“ “躺躺” ”在各种强酸、强碱中;连在各种强酸、强碱中;连 最凶猛的酸最凶猛的酸——王水,也不能腐蚀它。王水,也不能腐蚀它。 金属钛 目前,钛主要用于飞机、火箭、目前,钛主要用于飞机、火箭、 导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域 。这是因为钛的冶炼比较困难,冶炼钛。这是因为钛的冶炼比较困难,冶炼钛 要在高温条件下,而高温时钛的化学性要在高温条件下,而高温时钛的化学性 质变得活泼,需用惰性气体保护,还要质变得活泼,需用惰性气体保护,还要 使用不含氧的材料,工艺要求,冶炼成使用不含氧的材料,工艺要求,冶炼成 本高于铁或铝。本高于铁或铝。 “发现”号航天飞机 人造卫星 科学视野: 相关网址:中国稀土在线 http://www.cre-ol.com/soft/newmaterindex/newmaterin.htm 中国的改革总 设计师邓小平 同志早在1992 年春南巡时就 指出:“中东有 石油,中国有 稀土,……一 定要把稀土的 事情办好,把 中国稀土的优 势发挥出来。” 用途广泛的稀土金属 • 周期表中原子序数从57~71(从镧到镥,称 为镧系元素)的15种元素以及钇和钪,共17 种元素总称稀土金属。 • 我国拥有丰富的稀土资源,约占世界稀土资 源的80% 左右。 • 稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料 工业、医药及农业等领域。 四、整合拓展四、整合拓展 1、本节教材内容的知识网络: 用途广泛 的金属材 料 常见合金的重要应用 正确选用金属材料 铜合金 钢 2、金属的分类 金属金属 冶金工业分 黑色金属:铁、铬、锰 有色金属:除铁、铬、锰 以外的金属 按密度分 重金属 :密度4.5g/cm3以上 轻金属 :密度4.5g/cm3以下 按接触概率分 常见金属:如铁、铝、铜等 稀有金属:如锆、铌、钼等 有色金属又可以分为九大类: • 重金属:铜、铅、锌等 • 轻金属:铝、镁等 • 轻稀有金属:锂、铍等 • 难熔稀有金属:钨、钛 等 • 稀散金属:镓、锗等 • 稀土金属:钪、钇 及镧系元素 • 放射性金属:镭、 锕等 • 贵金属:金、银、 铂等 • 碱金属:钾、钠等 金属元素之最 • 地壳中含量最高的金属——铝 • 人体中含量最高的金属——钙 • 导电、导热性最好的金属——银 • 目前产量最大的金属——铁 • 熔点最高的金属——钨 • 熔点最低的金属——汞 • 硬度最大的金属——铬 • 密度最大的金属——锇 • 密度最小的金属——锂 金属材料的分类、功能、应用 • 金属材料可分为两大类:钢铁和非铁金属 • 金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性, 耐热、耐寒,可铸造、锻造、冲压和焊接, 良好的导热性、导电性和铁磁性。 • 金属材料应用广泛:交通工具、建筑装饰、 电力、电器、食品和香烟包装等。 金属材料面临的挑战 • 外部:高分子材料、陶瓷材料的崛起。 • 内部:能源、资源和环境。 • 应对措施:一是已有的金属材料要最大限 度地提高它的质量,挖掘它的潜力,使其 产生最大效益。二是开拓金属材料的新功 能,以适应更高的使用要求。三是加强废 旧金属的回收和再利用。 3、金属的冶炼 目前工业上冶炼金属常用的方法有: Ø 热分解法 适用范围:在金属活动顺序中,位于氢后面的金属。 Ø 热还原法 大多数金属的冶炼适用于此法。 Ø 电解法 钾、钙、钠、铝等活泼金属,只能用电解其熔融盐或氧化 物的方法制解。 把金属从矿石中提炼出来,这个过程就叫金属的冶炼。 从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤:(1 )矿石的富集;(2)冶炼;(3)精炼。 世界近代史上, 钢铁是国力最 重要的标志. 尽管三千多年 前商代的青铜 器已表明我国 古代无与伦比 的冶炼技术, 但直到晚清的 洋务运动才开 始发展钢铁工 业,而1949年 共和国建立时 只有区区的15 万吨。 1996年起,我 国钢产量突破了 一亿吨,跃居世 界第一,据中国 钢铁工业协会的 预测,2004年我 国钢产量将达到 2.6亿吨,比 2003年增长 16.9%,钢材消 费量将达到2.8亿 吨左右,比2003 年增长13%左右 。 炼钢过程 练习练习 1 1.下列物质,不属于合金的是(.下列物质,不属于合金的是( )) A A.硬铝.硬铝 B B.黄铜.黄铜 C C.钢铁.钢铁 D D.水银.水银 2 2.我国使用最早的合金是是(.我国使用最早的合金是是( )) A A.青铜.青铜 B B.白铜.白铜 C C.生铁.生铁 D D.石块.石块 3 3.下列几种合金硬度最大的是(.下列几种合金硬度最大的是( )) A A.生铁.生铁 B B.低碳钢.低碳钢 C C.中碳钢.中碳钢 D D.高碳钢.高碳钢 4 4.合金有许多特点,如:.合金有许多特点,如:NaNa--KK合金为液体,而单质的合金为液体,而单质的 NaNa、、KK均为固态。据此推测生铁、铁、碳三种物质中,均为固态。据此推测生铁、铁、碳三种物质中, 熔点最低的是。熔点最低的是。 (( )) A A.生铁.生铁 B B.纯铁.纯铁 C C.碳.碳 D D.无法确定.无法确定 D D A A A A A A 练习练习 5 5.除去铜粉中的铝粉,不可选用的试剂是(.除去铜粉中的铝粉,不可选用的试剂是( )) A A.稀硫酸.稀硫酸 B B..CuSOCuSO 4 4 溶液溶液 C C..NaOHNaOH溶液溶液 D D..AgNOAgNO 3 3 溶液溶液 6 6.铝在人体内引起慢性中毒,引起老年痴呆症,.铝在人体内引起慢性中毒,引起老年痴呆症,19891989年年 世界卫生组织将铝确定为世界卫生组织将铝确定为“ “食品污染源之一食品污染源之一” ”而加以控制。而加以控制。 铝在下列使用场合一般无需控制的是(铝在下列使用场合一般无需控制的是( )) A A.电线电缆.电线电缆 B B.牙膏皮.牙膏皮 C C.制造炊具餐具.制造炊具餐具 D D.糖果香烟包装.糖果香烟包装 D D A A 练习练习 7 7.古代的药金与金相似,常被误认为金子,冶炼的方法.古代的药金与金相似,常被误认为金子,冶炼的方法 如下:将碳酸锌、赤铜(如下:将碳酸锌、赤铜(CuCu 2 2 OO)、木炭混合加热到)、木炭混合加热到800800℃℃,, 得到金光闪闪的得到金光闪闪的“ “药金药金” ”。。 ((1 1)冶炼的化学方程式)冶炼的化学方程式____________________________ ((2 2)药金的主要成分)药金的主要成分______________Cu Cu和和ZnZn C+ZnCOC+ZnCO 3 3 +Cu+Cu 2 2 O = 2Cu+Zn+2COO = 2Cu+Zn+2CO 2 2↑ ↑ 800800℃℃ 课外作业课外作业 装修一间新房子的窗户,计划使用十年,选用的材料装修一间新房子的窗户,计划使用十年,选用的材料 有木材、钢铁、铝合金、塑钢,请你调查每种材料的性能、有木材、钢铁、铝合金、塑钢,请你调查每种材料的性能、 价格、安装成本进行分析,你认为选用那种材料好,说出你价格、安装成本进行分析,你认为选用那种材料好,说出你 的理由。的理由。 要求:全班同学分十个小组,小组成员自由组合要求:全班同学分十个小组,小组成员自由组合 利用课余时间进行调查利用课余时间进行调查 每组写一篇小论文。星期一交。每组写一篇小论文。星期一交。
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