二81金屬材料

1、8.1 金屬材料教學(xué)目標(biāo)1知識與技能(1)認(rèn)識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系。(2)了解常見金屬的物理性質(zhì)及合金的特點(diǎn)。(3)了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。2過程與方法(1)學(xué)習(xí)運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)等方法獲取信息。(2)學(xué)習(xí)運(yùn)用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進(jìn)行加工。3情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)進(jìn)一步培養(yǎng)對生活中化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。(2)樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)，逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。(3)樹立為社會進(jìn)步而學(xué)習(xí)化學(xué)的志向。教學(xué)重點(diǎn)1金屬材料的物理性質(zhì)。2物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)1培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用探究方法得出相關(guān)結(jié)論的能力。2提高學(xué)生綜合分析問題的能力。教學(xué)方法

2、創(chuàng)沒情境實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論聯(lián)系實(shí)際拓展視野發(fā)揮想象提高興趣。教具準(zhǔn)備教師用具：投影儀、金屬制品(如曲別針、鋁箔、銅絲、水龍頭等)、金屬制品的掛圖(如飛機(jī)、坦克、輪船等)、鐵架臺(帶鐵圈)、鐵片、酒精燈、綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛、火柴等。學(xué)生用具：大小形狀相同的鐵片、銅片、鋁片，干電池，小燈泡，導(dǎo)線，酒精燈，火柴，砂紙，黃銅，銅，與鈦有關(guān)的資料和新型合金的資料(內(nèi)容見教學(xué)過程)。課時(shí)安排2課時(shí)第一課時(shí)：常見金屬的物理性質(zhì)和用途。第二課時(shí)：合金。教學(xué)過程第二課時(shí)學(xué)習(xí)情景(投影展示以下資料)資料一在結(jié)婚周年紀(jì)念日，小俊的爸爸送了一條金項(xiàng)鏈給媽媽，并溫柔地說：“情比金堅(jiān)?！眿寢尭吒吲d興地戴上金項(xiàng)鏈，問道

3、：“真是情比金堅(jiān)嗎?”給媽媽這樣一問，爸爸霎時(shí)間不知如何回答，因?yàn)樗澜鹌鋵?shí)并不“堅(jiān)”，而且十分柔軟。反而，一些價(jià)錢比金便宜的K金，比金還要“堅(jiān)硬”呢!K金是金(gold，Au)混合其他金屬而成的合金(alloy)。加入了其他金屬后，金便改變了本來的結(jié)構(gòu)，以致不容易扭曲。你知道18K金是什么意思嗎?金的純度可以用百分比(percentage)來表示；譬如九九九金表示金的純度達(dá)99.9。此外，金的純度也可用免拉(carat)來表示；純金為24克拉(24-carat gold，24K)，而一般K金金飾則是18K。換言之。這些比金還要“堅(jiān)硬”的18K金里，只有75是金，而其余25則是銀和銅。雖然媽

4、媽也知道真金不及K金堅(jiān)硬，但并不介意。她認(rèn)為爸爸的心意才是最重要的，而不是紀(jì)念品的堅(jiān)硬程度。思考1：商店里出售的為什么多是18K金而非純金?資料二超輕雨傘超越重量極限夏天到了，除了暑假快要來臨外，也是陰晴不定的季節(jié)。小麗為人十分謹(jǐn)慎，為了避免給雨淋病，她會經(jīng)常放一把細(xì)小的鋼骨雨傘在書包內(nèi)，以備不時(shí)之需。雨傘雖小，重量可不少啊!這把細(xì)小的鋼骨雨傘，令小麗“背上加斤”。對于這樣的天氣，小麗感到既討厭又無奈。今天，媽媽到百貨公司，為小麗買了一把“超輕雨傘”。這把細(xì)小的雨傘，外表和小麗的鋼骨雨傘一模一樣，可是卻輕巧多了!你知道小麗的新雨傘是用什么材料制造的嗎?媽媽新買的“超輕雨傘”是用鋁(alumin

5、ium，Al)的合金(a11oy)制造的。由于鋁合金的密度(density)遠(yuǎn)比鋼為低，所以新買的合金雨傘較鋼骨雨傘輕巧。也由于鋁合金的堅(jiān)韌度比鋁強(qiáng)，所以鋁合金較適合作為雨傘的骨架。雨傘重量對照表類型合金雨傘鋼骨短傘鋼骨長傘重量（紅）200g500g800g思考2：小麗用的鋁合金雨傘與鋼骨雨傘相比有何優(yōu)點(diǎn)?思考3：你覺得合金的性質(zhì)與組成它們的金屬相同嗎?舉例說明。學(xué)生分組討論，并交流回答思考題答案：1若用純金做裝飾品，因其太軟而易變形；若做項(xiàng)鏈，則接口處容易脫鉤。2鋁合金雨傘比鋼骨雨傘輕，攜帶便利。3合金的性質(zhì)與組成它們的金屬不同。如金的合金比純金硬度大，鋁的合金比純鋁的堅(jiān) 新課引入上述資料告

6、訴我們，要滿足各種不同的需要，僅用純金屬是不夠的。為此，人們在生產(chǎn)實(shí)踐中制造出了許許多多的具有特殊性能的“新型金屬材料”合金。板書二、合金設(shè)疑那么，什么是合金？合金的性質(zhì)與其組分金屬有何不同?合金的應(yīng)用范圍怎樣?我們常用的合金有哪些?哪些合金最有前途?這就是我們本節(jié)課所要探討的內(nèi)容。設(shè)問我們應(yīng)該怎樣定義合金?談?wù)勀愕目捶?。學(xué)生發(fā)言1合金是不純的金屬。2合金是摻有其他金屬的金屬。3. 兩種或兩種以上的金屬融合在一起形成的金屬材料。教師評價(jià)大家善于思考，善于發(fā)言，體現(xiàn)了大家強(qiáng)烈的求知欲，希望大家繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種精神!過渡那么，合金究竟指的什么呢？講解并板書1. 其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性

7、的物質(zhì)。介紹如我們熟知的鋼鐵就是一種合金。它實(shí)際上是含有少量碳及其他金屬的鐵，與純鐵相比，鋼有許多優(yōu)良的性能、用處非常大。這就像廚師炒菜時(shí)那樣，若他們在菜里加入各種調(diào)料，便可改善菜的色、香、味，并會使菜的營養(yǎng)價(jià)值更高。過渡下面，我們就通過實(shí)驗(yàn)來探究合金與組成它們的純金屬性質(zhì)的差異。板書2合金與組成它們的金屬性質(zhì)的差異。實(shí)驗(yàn)探究1比較黃銅片(銅和鋅的合金)和銅片、焊錫(錫和鉛的合金)和錫的光澤與顏色。2將黃銅片和銅片、焊錫和錫互相刻畫，比較它們的硬度。學(xué)生實(shí)驗(yàn)后得出結(jié)論教師總結(jié)并板書(1)合金比其組分金屬的顏色鮮艷(2)合金的硬度大于組成它們的金屬過渡合金的熔點(diǎn)與其組分金屬相比，又有何特點(diǎn)呢?下

8、面，我們以焊錫為例，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)82取綠豆粒大小的焊錫、錫、鉛放在鐵片上進(jìn)行熔化，比較它們的熔點(diǎn)大小。設(shè)問由上述實(shí)驗(yàn)，可得出什么結(jié)論?學(xué)生回答，教師板書(3)合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬補(bǔ)充介紹我們常用的保險(xiǎn)絲就是用武德合金制成的，熔點(diǎn)約為69。而組成它的金屬鉍、鉛、錫、鎘的熔點(diǎn)分別為271、327、232、321。講解合金與它的組分金屬相比，還往往具有較好的抗腐蝕性能。板書(4)合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于各組分金屬設(shè)問能否舉例說明?回答如不銹鋼就比普通的鐵耐腐蝕；鋁合金比鋁耐腐蝕；黃銅比純銅具有更好的抗海水腐蝕能力?？偨Y(jié)通過以上探究，我們知道合金往往比組成它們的金屬具有更好的性能。所以，

9、我們在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中使用的金屬，大多數(shù)屬于合金。目前，合金的品種已不下萬種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬自身的種類(90余種)。合金大大拓寬了金屬材料的使用范圍和使用價(jià)值。板書3合金比純金屬具有更廣泛的用途。過渡下面就是幾種常見合金的主要成分、性能和用途。投影展示常見合金的主要成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途球墨鑄鐵鐵、碳、硅、錳機(jī)器強(qiáng)度好在某些場合可代替鋼錳鋼鐵、錳、碳韌性好、硬度大鋼軌、挖掘機(jī)鏟斗、坦克裝甲、自行車車架不銹鋼鐵、鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、炊具、容器、反應(yīng)釜黃銅銅、鋅強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕機(jī)器零件、儀表、日用品青銅銅、鎳強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕機(jī)

10、器零件如軸承、齒輪等白銅銅、鎳光澤好、耐磨、耐腐爛蝕、易加工錢幣、代替銀體積飾品焊錫錫、鉛熔點(diǎn)低焊接金屬硬鋁鋁、銅、鎂、硅強(qiáng)度和硬度好火箭、飛機(jī)、船等制造業(yè)18K黃金金、銀、銅光澤好、耐磨、易加工金飾品、錢幣、電子元件18K白金金、銅、鎳、鋅光澤好、耐磨、易加工金飾品討論：根據(jù)上表，你將選用什么合金來制造下列物品?說明理由。(1)飛機(jī) (2)防盜門 (3)衣架 (4)錢幣 (5)刀具學(xué)生分組討論，并交流討論結(jié)果(注：以上討論題為開放性試題，只要理由充分即可)教師就學(xué)生的回答進(jìn)行總結(jié)、評價(jià)?？蓮男阅?、成本、資源、是否使用便利等方面予以評價(jià)過渡合金在人類生活和生產(chǎn)中具有極為廣泛的應(yīng)用，尤其是在科學(xué)

11、技術(shù)日益發(fā)展的今天，新的金屬和合金一直在被不斷的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。例如，鈦和鈦合金就是近30年來引起人們普遍重視和關(guān)注的一種新型金屬材料。板書4鈦和鈦合金 新型金屬材料把預(yù)先印好的有關(guān)鈦的資料分發(fā)給學(xué)生進(jìn)行閱讀或進(jìn)行投影解說，以拓展學(xué)生視野。最好能有相應(yīng)的錄像帶或VCD資料為什么把鈦稱作未來的金屬?在人類歷史上，由于銅容易冶煉，有良好的延展性，有一定強(qiáng)度，又容易制性能好的合金。第一種得到普遍使用的金屬是銅。在發(fā)明了煉鐵之后，由于鐵儲量比銅多，鋼鐵的強(qiáng)度、硬度比銅更好，廣泛用于機(jī)器、工具、橋梁、建筑、武器。鐵很快又代替了銅，成為使用最廣泛的金屬。二十世紀(jì)初，煉鋁工業(yè)又迅速發(fā)展。由于鋁密度小，耐銹蝕，可

12、制強(qiáng)度大的堅(jiān)鋁。現(xiàn)在世界鋁產(chǎn)量已超過了銅，僅次于鋼鐵。然而，最近三十多年來，鈦又引起了。人們的普遍重視。幾十年前，鈦被稱為“稀有金屬”。然而，經(jīng)過地球化學(xué)家們的仔細(xì)勘探，發(fā)現(xiàn)鈦在地殼中的儲藏量比常見的銅、錫、錳、鋅等金屬還多，在地球上僅次于鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂，居于第七位。我國鈦儲量居世界首位。純凈的鈦，是銀白色的金屬，它具有比重小、強(qiáng)度高、耐高溫、抗蝕性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。鈦的硬度和鋼鐵差不多，重量卻只有同體積的鋼鐵的一半。據(jù)試驗(yàn)，如果采用鈦和鈦合金作為火車頭的蒸汽機(jī)零件，可以比鋼制的蒸汽機(jī)輕30，而且更為堅(jiān)固耐用。鈦耐高熱。在1668的高溫下才熔化，比號稱“不怕火”的黃金熔點(diǎn)還高約600左右。鈦在

13、常溫下很穩(wěn)定，就是在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的溶液里，甚至在“兇猛”的王水(三體積鹽酸和一體積硝酸的混合物)中，也不會被腐蝕。有人曾把一塊鈦片沉到海底，經(jīng)過五年后取出來，還是亮閃閃的，沒生一點(diǎn)銹。正因?yàn)檫@樣，鈦在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)上有著廣泛的用途。輕盈而結(jié)實(shí)的鈦已被用來制造飛機(jī)的發(fā)動機(jī)。鈦制的輪船。銀光閃閃，用不著涂漆，在海中航行幾年也不銹。鈦制的坦克、潛水艇、軍艦已出現(xiàn)，它們沒有磁性，不會被磁性水雷發(fā)現(xiàn)，這在軍事上十分重要。在化學(xué)工業(yè)上，鈦可以代替不銹鋼；不銹鋼雖號稱“不銹”，在遇上具有強(qiáng)烈腐蝕性的酸堿，例如熱硝酸，還會生銹、腐爛，因此在化工廠中常要更換用不銹鋼制的反應(yīng)罐、輸液管等。如果改用鈦制造，就可以使用好

14、幾年。鈦在醫(yī)學(xué)上有著獨(dú)特的用途。在骨頭損壞了的地方，用鈦片和鈦螺絲釘釘好，過幾個(gè)月，骨頭就會重新生長在鈦片的小孔和鈦螺絲釘?shù)穆菁y里，新的肌肉纖維就包在鈦的薄片上，這鈦的“骨頭”猶如真的骨頭一樣，因此，鈦被稱為“親生物金屬”。液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應(yīng)不同部門的需要。例如，TiAl一Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，可在相當(dāng)高的溫度下長時(shí)間工作；以TiAlV合金為代表的超塑性合金，可以50150地伸長加工成型，其最大伸長可達(dá)到2000。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30。由于上述

15、優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合全已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門。它是火箭、導(dǎo)彈和航足飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金，只是目前鈦的價(jià)格較昂貴，限制了它的廣泛使用。教師除了以上介紹的一些合金外，你還知道哪些合金?教師跟同學(xué)們交流。學(xué)生們相互介紹自己感興趣的合金(查閱資料而得，這也是上一課時(shí)的作業(yè))。另外，教師也可用印發(fā)資料的方式向?qū)W生介紹一些常見的合金及新型合金，以下資料可供參考。資料幾種合金1不銹鋼：不銹鋼是指含鉻13以上的鐵合金。最常見的不銹鋼含有18的鉻和8的鎳。這種合全在空氣中較穩(wěn)定，不容易生銹，能夠長久保持其金屬光澤和銀白色。

16、在某些情況下(例如在海水中)，不銹鋼仍然會被腐蝕。所以，不銹鋼并不是絕對不會生銹的，只不過是它的“自我保護(hù)能力”比較強(qiáng)而已。2形狀記憶合金：形狀記憶合金是指具有特殊的形狀記憶功能的合金。從組成上看，有的是鎳鈦合金，有的是以銅為主或以其他金屬為主的合金。用形狀記憶合金做成的金屬絲，即使被揉成一團(tuán)，但只要達(dá)到某一定溫度，就能在瞬間恢復(fù)原來的形狀。這類合金被廣泛地用于衛(wèi)星、航空、生物工程、醫(yī)療、能源和自動化等方面。高溫合金：在高溫下，仍能保持其較高強(qiáng)度的合金，叫高溫合金。它主要用于制造飛機(jī)和航天飛機(jī)的關(guān)鍵部件。貯氫合金：貯氫合金是指能在室溫下吸收氫氣，稍稍加熱即能很快放出氫氣的合金。它是以鎂或稀土金

17、屬為主形成的合金。氫氣是21世紀(jì)要開發(fā)的新能源之一。貯氫合金不但能解決氫氣的貯存和輸送問題，而且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面。展開想象的翅膀?qū)W完本節(jié)課，想到了什么?請你談?wù)?。學(xué)生談自己的感受并暢想未來，教師要對他們豐富的想象力予以肯定回答可能有1感到科學(xué)的發(fā)展不可思議。2想到我將來能發(fā)明或?qū)嵺`出什么樣的新型合金呢。3. 我想發(fā)明一種貯氧合金，可以幫助登山隊(duì)員或潛水員減輕負(fù)擔(dān)。4如果摩托車或汽車能用形狀汜憶臺金制造就好了，這樣，不用時(shí)可把它們折疊起來，用時(shí)再讓它們恢復(fù)原狀，要是能把它們裝在口袋里那就更好了。小結(jié)本節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了合金與純金屬性質(zhì)的差異，并認(rèn)識了幾種新型合金，知道在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，其性能會發(fā)生改變。合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的組分金屬更高，抗腐蝕性能等也更好，因此，合金具有更廣泛的用途。同時(shí)，我們還