第三節(jié)用途廣泛的金屬材料(qi)

1第三節(jié)用途廣泛的金屬材料2青銅鼎3

巴黎埃菲爾鐵塔4一、常見合金的重要應(yīng)用材料金屬材料無機(jī)非金屬材料純金屬合金合成高分子材料（一）材料的分類5思考與交流:下列物品都使用了哪些材料?6我們很少使用純金屬，而主要使用合金。鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門鎖7學(xué)與問：初中曾學(xué)過有關(guān)合金的一些知識，你還記得什么是合金嗎？合金有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？你知道合金在生活中有哪些用途嗎？舉出一些例子。合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金屬于混合物。合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于各組分金屬，例如，合金的硬度一般比它的各成分金屬的大，合金的熔點(diǎn)比各成分的金屬低。8（二）合金的概念及特性：合金是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬熔合而成的,具有金屬特性的物質(zhì)。1、合金的概念：2、合金的物理性質(zhì)：1）一般情況下，合金比純金屬硬度大2）多數(shù)合金的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低3）一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能4）合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。如：生鐵的熔點(diǎn)比純鐵的低；硬鋁（Cu、Mn、Si）的強(qiáng)度和硬度都比純鋁大。9１、銅合金：我國使用最早的合金青銅：主要含銅和錫，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件、儀表和日用品。白銅：主要含銅和鎳，它不容易生銅綠，常用于制造精密儀器和裝飾品。

（二)常見合金的重要應(yīng)用10①青銅的主要成分：銅和錫我國1939年在河南安陽殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎屬于青銅制品。青銅是我國使用最早的合金。11②黃銅（Cu~Zn，Zn20%~36%）古代稱為藥金，密度比黃金小，外觀與金非常相似，常被誤認(rèn)為是黃金。假如是你，你怎樣來判別“藥金”和黃金？12③白銅（Cu和鎳）不易生銅綠④銅錳合金，具有極高的電阻。13鋼的種類2.鋼：用量最大,用途最廣的合金14鋼碳素鋼：鐵和碳的合金合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素(如不銹鋼)低碳鋼含碳量低于0.3%中碳鋼含碳量0.3%~0.6%高碳鋼含碳量高于0.6%15鐵的合金

生鐵

鋼

C%

2%－4.3%

0.03%－2%其它雜質(zhì)Si、Mn、S、P

（較多）Si、Mn、S、P

（較少）機(jī)械性能

質(zhì)硬而脆、無韌性堅硬、韌性大、可塑性好。生鐵與鋼的比較16名稱組成主要性質(zhì)主要用途鋁合金含有10%~30%的鎂硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)硬鋁含銅4%、鎂0.5%、錳0.5%、硅0.7%硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)鈦合金含鋁6%、釩4%耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度用于飛機(jī)、宇航、化學(xué)工業(yè)金合金加入銀、銅、稀土元素等有光澤、易加工、耐磨耐腐蝕金飾品、電子元件、錢幣、筆尖3、其它幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途17新型合金儲氫合金：Ti~Fe,La~Ni鈦合金：Ti，V，F(xiàn)e，Al等，

飛機(jī)起落架耐熱合金：噴氣式飛機(jī)的發(fā)動機(jī)葉片記憶合金：18記憶合金

隨著社會的發(fā)展，我們對金屬的認(rèn)識也在增加。并且，也希望新的材料的誕生。也許在不遠(yuǎn)將來，我們都會擁有一輛由“記憶金屬”制作的汽車，我們再也不怕把汽車碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。這種“記憶金屬”即是鎳鈦合金。如把這樣一塊金屬進(jìn)行加熱，它將形成一定的形態(tài)。冷卻后，任意揉皺，或使它彎曲，再加熱后，它又恢復(fù)了原狀。19二、金屬的分類

金屬

冶金工業(yè)分

黑色金屬：鐵、鉻、錳

有色金屬：除鐵、鉻、錳以外的金屬按密度分

重金屬：密度4.5g/cm3以上

輕金屬：密度4.5g/cm3以下

按接觸概率分

常見金屬：如鐵、鋁、銅等

稀有金屬：如鋯、鈮、鉬等

20三、金屬的冶煉

目前工業(yè)上冶煉金屬常用的方法有（實質(zhì)是用還原的方法）：A、熱分解法適用范圍：金屬活動性較差的金屬(如Hg、Ag等)。B、熱還原法(還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣和活潑金屬Al等)大多數(shù)金屬(Zn-Cu)的冶煉適用于此法。C、電解法鉀、鈣、鈉、鋁等活潑金屬，只能用電解其熔融鹽或氧化物的方法制取。把金屬從礦石中提煉出來，這個過程就叫金屬的冶煉。

從金屬礦石中提煉金屬一般需經(jīng)過三個步驟：（1）礦石的富集；（2）冶煉；（3）精煉。21世界近代史上,鋼鐵是國力最重要的標(biāo)志.盡管三千多年前商代的青銅器已表明我國古代無與倫比的冶煉技術(shù)，但直到晚清的洋務(wù)運(yùn)動才開始發(fā)展鋼鐵工業(yè)，而1949年共和國建立時只有區(qū)區(qū)的15萬噸。22

1996年起，我國鋼產(chǎn)量突破了一億噸，躍居世界第一，據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會的預(yù)測，2004年我國鋼產(chǎn)量將達(dá)到2.6億噸，比2003年增長16.9%，鋼材消費(fèi)量將達(dá)到2.8億噸左右，比2003年增長13%左右。23煉鋼過程

242、人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬的時間順序是（）A、銅、鐵、鋁、鈦B、鐵、鋁、銅、鈦C、銅、鐵、鈦、鋁D、鐵、銅、鋁、鈦1、下列物質(zhì)中,不屬于合金的是（）A、硬鋁B、黃銅C、鋼鐵D、水銀DA課堂互動253、我國在春秋戰(zhàn)國時期，就懂得將白鐵褪火處理得到相當(dāng)于鑄鋼的物器（如鋒利的寶劍），這一技術(shù)要比歐洲早就兩千年，那么白鐵褪火處理的主要作用是（）A、除去硫、磷雜質(zhì)B、適當(dāng)降低了含碳量C、滲入了合金元素D、改善表面的結(jié)構(gòu)性質(zhì)B26實踐活動:角色扮演：是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐鋁質(zhì)飲料罐在飲料業(yè)的發(fā)展中起到了舉足輕重的作用，至今仍廣泛使用，請你扮演不同的角色，分析是否應(yīng)該停止使用鋁質(zhì)飲料罐。四、正確選用金屬材料27選擇材料時，常常要考慮幾個方面：

主要用途外觀物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)價格加工難度日常維護(hù)對環(huán)境的影響28常見金屬之最①密度最大的是

；②硬度最大的是

；③熔點(diǎn)最低的是

；④熔點(diǎn)最高的是

；⑤延性最好的是

；⑥展性最好的是

；⑦導(dǎo)電性最好的是

；⑧地殼中含量最多的金屬元素是

；

OsCrHgWPtAuAgAl29稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化，用途各異的新型材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素，和神奇的新材料寶庫?！笨茖W(xué)視野我國稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計達(dá)3600萬噸，遠(yuǎn)景儲量實際是1億噸。我國稀土資源分南北兩大塊?！狈剑狠p稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素；30——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料，如稀土永磁材料，稀土鎳氫電池材料，稀土熒光材料，稀土催化劑。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料。如稀土永磁材料（釹鐵硼永磁）是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體，它被稱“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機(jī)，工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)備、儀器儀表。航天航空通訊，醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。

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稀土永磁材料用于電機(jī)，可使設(shè)備小型化，輕型化，同等功率的電機(jī)，體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī)，節(jié)電率可達(dá)12-15%，真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場、體育場館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但節(jié)電效果明顯。而且大大提高了照明質(zhì)量，其生產(chǎn)過程也減少了污染，被稱作“綠色照明”。彩色電視正是采用了稀土三基色熒光粉，才能獲得彩色逼真的畫面。稀土鎳氫電池，可以充電而無記憶效應(yīng)，代替了有污染的鎳鎘電池，被稱作無污染的“綠色電池”。它已廣泛用于移動電話，筆記本電腦等設(shè)