第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
1.了解金属的物理特征,能区分常见的金属和非金属
2.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的作用
3.认识加入其他元素可以改良金属的特性
4.知道生铁和钢等重要合金
北
京
奥
运
会
的
金
牌
味
道
真
不
错
哦
!
这些是什么做的?
好炫啊!
真
气
魄
!
好
壮
观
啊
!
这
些
你
乘
坐
过
吗
?
这个你一定没坐过!
金属有广泛的用途,对人类社会起着不可
替代的作用!
东汉时期的青铜奔马,现
已成为我国的旅游标志。
河北沧州铁狮子,铸造于公元953
年,距今已有1千余年的历史。
一、几种重要的金属
1.你所知道的金属或金属制品还有哪些?
2.它们各自是用什么材料制成的?
3.金属材料分哪几类?
4.目前世界上应用广泛的金属材料有哪些?
归纳总结:
金属材料包括纯金属以及它们的合金。
应用广泛的金属有:铜、铁、铝等。
思考:下列金属都是利用了金属的哪些物理性质?
1.常温下多为固体(汞为液体)
2.具有金属光泽
4.具有良好的导电性、导热性、延展性
金属的物理性质
3.多为银白色(铜为红色,金为黄色)
5.熔沸点较高
6.密度和硬度较大
金属之最
熔点最低的金属是── 汞熔点最高的金属是── 钨
密度最小的金属是── 锂密度最大的金属是── 锇
硬度最小的金属是── 铯硬度最大的金属是── 铬
延性最好的金属是── 铂 展性最好的金属是── 金
地壳中含量最高的金属元素──铝
目前世界年产量最高的金属──铁
导电、导热性最好的金属──银
人体中含量最高的金属元素──钙
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银
制?
3.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?
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎
样?
思考与讨论
物质性质 物质用途决定
物质用途的主要决定因素及其它影响因素:
原料价格
原料资源
是否
美观
是否便
利
废料是否
易于回收
是否环保
制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝?
二、合金
在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征
的物质。
1.定义
(1)铁合金
生铁:
钢:
含碳量为2% ~ 4.3%
含碳量为0.03% ~ 2%
生铁的用途:生铁硬度大,抗压,性脆,可以铸造成型,
是制造机座、管道的重要材料。
钢的用途:钢有良好的延展性,机械性能好,用于制造
机械和交通工具。
铁合金
钢
碳素钢:
合金钢: 如:不锈钢(合金元素为铬Cr和镍Ni)
低碳钢、中碳钢、高碳钢
2.常见的合金
铜
合
金
黄铜:(含Zn 20% ~36%)
青铜:(含Sn 10% ~30%)
白铜:
含Cu Zn——耐腐蚀,耐磨,可塑性强,
硬度较小。
含Cu Sn Pb等——硬而脆,强度大
含Ni Zn(少量Mn)——制酒具等
(2)铜合金
硬铝: Cu 40%、 Mg 0.5 % 、 Mn 0.5 % 、 Si 7%
性能:密度小、强度大、抗腐蚀。
合金的成分不同,其性质也不相同;如果改变某一合金元
素的含量,合金的性质也会发生改变。
(3)铝合金
世界上铝的年产量仅次于铁,居第二位。铝有较好的延展
性,可制成0.01mm的铝箔,用于包装香烟、糖果;铝的密度小
和具有抗腐蚀性等优良性能,铝及其合金在电线电缆工业、飞
机、汽车等制造业有广泛的用途。
铝合金的用途
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
合金的形状被改变之后,一旦加热到一定的跃变温度时,它又可
以魔术般地变回到原来的形状,人们把具有这种特殊功能的合金
称为形状记忆合金。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。
低温下
(4)形状记忆合金
钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨。
被认为是21世纪的重要材料,它具有很多优
良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于
加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好,
即使把它们放在海水中数年,取出后仍光亮如新,
其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因此被广泛用于火
箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。钛金属腕表
(5)钛和钛合金
实验1 :合金与纯金属的色泽和硬度的比较
金属材料 主要成分 光泽和颜色 硬度大小对比
黄铜片(合金) 铜、 锌
铜片(纯铜) 铜
焊锡(合金) 铅 、锡
锡(纯锡) 锡
结论
黄色
紫红色
银白色
灰色
黄铜大
焊锡大
合金颜色鲜艳,硬度变大。
3.合金与组成它们的金属的性质比较
金属材料 主要成分 熔化速度对比
铅(纯铅) 铅
锡(纯锡) 锡
焊锡(合金) 铅 锡
慢
中
快
实验2:比较焊锡、锡、铅的熔点的高低
结论:合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质?
金是一种贵重金属,是人类最早发现和开发利用的金属之
一。它是制作首饰和钱币的重要原料,又是国家的重要储
备物资,以“金属之王”著称。黄金的延展性好,具有良
好的导电及导热性能。金的化学性质非常稳定,在低温或
高温时都不会被氧直接氧化。黄金可与其他金属组成合金,
如金银合金、金铜合金、金银铜合金。
黄 金
生活小常识
K金的“K”是外来语“Karat” 一词的缩写,完整的表示
法是这样的:Karat gold(即K黄金),1K金的计量方法是:
纯金为24K(即100%含金量),1K的含金量约是4.166%。
按照国际标准,K金分为24种,即从1K到24K。
K 金
1.铂金(英文Platinum缩写Pt)稀有,是因为铂金的储量
远远低于黄金。
2.铂金纯净,是因为铂金首饰通常含有90%的纯铂金。而且
铂金的白色光泽自然天成,长期佩戴也不会褪色。
3.铂金坚硬,是因为铂金的密度高,强度几乎是黄金的2倍。
4.铂金的延展性也好,一克铂金可以拉出2公里长的细丝。
铂 金
白金是黄金和其它金属熔炼而成的白色合金。选用黄金
和钯金或镍、银、铜、锌等金属熔炼成一种白色的合金,
称之为“K白金”。
白 金
【典例1】(2010·宁夏中考)下表列出的是一种金属的部分性
质:
根据所列出的该金属的性质可知,该金属可用于制造 ,因
为它既 ,又 。由于其密度仅约
为铁的三分之一,所以它的合金是制造飞机机身的重要材料。要
成为飞机机身材料,其合金的性质至少应在 方面与它的纯
金属相比有明显提高。
导线
知识点一、金属与合金的性质
硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性
较软 2.70g/cm3 660℃ 优良 优良 优良
有优良的导电性 有优良的延展性
硬度
知识点二、 合金
【典例2】(2010·鞍山中考)鞍钢集团全力支持上海世博
会,为上海虹桥枢纽建设提供4.7万吨精品钢材。关于
钢的说法不正确的是( )
A.钢是纯净物 B.钢是铁合金
C.钢的含碳量低于生铁 D.钢的性能优于生铁
A
1.下列有关铁的说法错误的是( )
A.地壳中铁元素含量排在第四位
B.铁的年产量不如铝
C.铁锅用来炒菜是因为铁是热的良导体,且可补充铁元素
D.生铁的含碳量比钢的含碳量高
2.金属不具有的物理通性是( )
A.银白色光泽 B.导热性
C.延展性 D.导电性
B
A
3.(2010·江苏中考)铜能够制成铜片或拉成铜丝,是因
为铜具有良好的( )
A.导热性 B.导电性
C.延展性 D.金属活动性
4.(2010·大连中考)焊锡是锡铅合金,把铅加入锡中制
成合金的主要目的是( )
A.增加强度 B.降低熔点
C.增加延展性 D.增强抗腐蚀性
C
B
C
A
5.有关合金的叙述不正确的是( )
A.合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低
B.合金的硬度和强度一般比纯金属高
C.合金一定是金属和金属熔合而成的物质
D.硬铝、黄铜和钢均为合金
6.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,还需要考
虑的因素有:①价格 ②资源 ③废料是否易于回收 ④对
环境的影响,以上说法正确的有( )
A.①②③④ B.①②④ C.①③ D.②④