1、 第八單元 金屬和金屬材料 課題1 金屬材料 根據你的經驗, 說出所知道的常見的金屬有哪些? 石器青銅器鐵器鋁和鋁合金時代鈦和鈦合金時代中國人從商代使用青銅器，春秋時期會冶鐵，戰國時期會煉鋼，現在大量使用鋁合金等材料。鋁的使用只有100多年的歷史。21世紀是鈦和鈦合金時代。目前，產量居前三位的金屬依次是 。鐵 鋁 銅 你說出的這些金屬，不是純金屬就是合金。或者說：金屬材料包括兩大類：純金屬；合金。人類使用金屬經歷了一個漫長的過程： 一、 金屬的物理性質老師這里有些純金屬，觀察后描述一下它們的物理性質Hg 銀白色液體Sn 銀白色固體Fe 銀白色固體Cu 紫紅色固體Ag 銀白色固體Au 金黃色固體

2、常溫下為固體（除汞外）有顏色和光澤 有金屬光澤良好的導電性良好的導熱性良好的延性請根據這些金屬的用途，說出它們的物理性質？良好的展性良好的延展性 常溫下為固態（除汞外），有顏色和光澤，有良好的導電性、導熱性和延展性，熔點比較高、密度、硬度因金屬不同而不同綜上所述，金屬具有這樣的物理性質物理性質物理性質比較導電性（以銀的導電性為100作標準）密度 (gcm-3）熔點()硬度（以金剛石的硬度為10作標準）銀銅金鋁鋅鐵鉛（優）10099746127177.9 （良）金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（小）鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫

3、 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（低）鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（小）根據表中數據討論以下問題：1.為什么菜刀，鐮刀，錘子用鐵而不用鉛？鐵的硬度大于鉛。2.銀的導電性比銅好，為什么電線用銅不用銀?銀在自然界的含量少，價格高；銀的密度大，不易架線。 3.燈泡里的燈絲用鎢不用錫？用錫可能出現什么情況？鎢有較高的熔點且易導電。用錫燈絲導電產生的熱，易使燈絲熔斷影響燈泡壽命。 4.鐵制水龍頭要鍍鉻？鍍金如何？增加水龍頭的硬度使其不易變形，不易生銹，變得美 觀大方。鍍金更好看，耐腐蝕但成本高，硬度低易

4、磨損。鉻的 硬度大，耐磨，保存時間久 結論：物質的用途主要由性質決定。但還要考慮價格、資源、美觀、使用是否便利，物質是否易于回收利用和對環境的影響。如制金屬幣時還應考慮： ； ； ； 。資源豐富 耐磨耐腐蝕 無毒輕便 美觀易加工 【科普知識】 金屬之最地殼中含量最高的金屬元素目前世界年產量最高的金屬導電、導熱性最好的金屬人體中含量最高的金屬元素熔點最高的金屬熔點最低的金屬鋁鈣鐵銀鎢汞硬度最大的金屬鉻 【課堂練習】 1.下列金屬中導電性最好的是（ ） A. Cu B. Al C. Fe D. Ag2.科學家預言：到21世紀，用途僅次于鐵和鋁的第三大金屬是（ ） A. 銅 B. 鉻 C. 鈦 D.

5、 金3.聯合國衛生組織經過嚴密的科學分析，認為我國的鐵鍋是最理想的炊具，并向全世界大力推廣。其主要原因是（ ）A.價格便宜 B.生熱慢退熱也慢，保溫性較好 C.烹飪出的食品含有鐵元素 D.鐵中含有有機物必含的鐵元素4.為什么用鐵制菜刀、鋤頭不用鋁？為什么用鎢制燈絲而不用鐵絲或銅絲？答:D CC 鐵的硬度比鋁大，用它做炊具不易變形。鎢的熔點高達3410而鐵銅比鎢低2000，高溫下易熔化形成斷路. 請欣賞下列圖片：嫦娥2號你知道這些好東西是什么材料制成的嗎？是合金。二、合金： 。如：鋼鐵 鋁合金 黃銅 焊錫等 。思考：生活中不用純鋁做門窗而用鋁合金？ 合金與組成它們的金屬有什么不同？ 一種金屬與其

6、他一種或幾種金屬或非金屬 一起熔合而成的具有金屬特性的物質【實驗探究1】探究一些合金材料與純金屬材料在物 理性質上的差異【實驗 步驟】 （1）比較黃銅片（銅和鋅的合金）和銅片；焊錫（ 錫和鉛的合金）和錫的光澤和顏色（2）將黃銅片和銅片，焊錫和錫互相刻劃，比較他 們的硬度。金屬材料主要成分光澤和顏色硬度大小對比黃銅片（合金）銅 鋅銅片（純銅）銅焊錫（合金）鉛和錫錫（純錫）錫【結論】（1） 。 （2） 。黃色 （紫）紅色 銀白色 銀白色 黃銅片銅片焊錫錫 合金的硬度大于組成它們的金屬 合金比其組分金屬的顏色鮮艷【實驗探究3】比較焊錫和組成它的純金屬錫、鉛熔 化的溫度。【實驗步驟】 取綠豆粒大小的焊

7、錫、錫、鉛放在鐵 片上進行熔化，比較它們的熔點高低金屬材料主要成分熔化速率數據熔點/結論純鉛鉛慢327純錫錫中232焊錫（合金）鉛、錫快183【結論】（3） 。如：焊錫 錫 鉛 合金的熔點低于組成其的金屬 純金屬合金鉛鎘鉍錫武德合金（保險絲）熔點 32732127123270結論小結：當電路發生故障時，產生的熱量首先使保險絲熔 斷、切斷電路，避免電路事故發生。武德合金的熔點比組分金屬的熔點都低 （4）下圖的船就是合金制成的，說明什么？【結論】合金的抗腐蝕能力一般強于組成它們的金屬。 菜刀是不銹鋼作的；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。綜上所述，合金比組成它們的金屬具有更好

8、的性能： 合金比其組分金屬的顏色鮮艷。 合金的硬度大于組成它的金屬。 合金的熔點低于組成它的金屬。 合金的抗腐蝕能力一般強于組成它的金屬。 三、鐵合金簡介生鐵和鋼就是含碳量不同的鐵的兩種合金生鐵的含碳量為 ，鋼的含碳量為 除含碳外，生鐵中還含有硅、錳等，鋼如不銹鋼中還含有鉻、鎳等由于在純金屬鐵中熔合了一定量的碳、錳或碳、鉻、鎳等，這種組成的改變，使得合金性能也隨之發生改變例如，純鐵較軟，而生鐵比純鐵硬；不銹鋼不僅比純鐵硬，而且其抗銹蝕性能也比純鐵好得多 ； 。 0.03224.3 含碳量越高，硬度越大 含碳量越低，韌性越好 鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨 鈦和鈦合金被認為

9、是21世紀的重要材料，它具有很多優良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設備等鈦金屬腕表用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛星天線 五、形狀記憶合金是具有形狀記憶效應的合金，被廣泛用于做人造衛星和宇宙飛船的天線，水暖系統、防火門和電路斷電的自動控制開關，以及牙齒矯正等醫療材料。低溫下 形狀記憶合金簡介 有記憶功能的合金材料是在一次實驗中偶然發現的。1963年，美國海軍軍械實驗室的研究人員在一次實驗中將一些鎳鈦合金絲拉直。實驗中，當

10、溫度升到一定值的時候，這些已經被拉直的鎳鈦合金絲，突然又全部恢復到原來彎曲的形狀且和原來一模一樣。多次實驗，結果都一樣。科學家們把這種現象叫做“形狀記憶效應”。目前發現的有記憶的金屬都是合金。在這種金屬里，金屬原子按一定的方式排列起來，當金屬原子受到一定外力時,可以離開原來的位置而到另一個地方.金屬受熱后獲得,一定能量，金屬里的原子又會回到原來的地方。這就是金屬具有記憶的原因。 【課堂練習】1.鈦和鈦合金是21世紀的重要材料,他們具有優良的性能,如鈦熔點高、密度小、可塑性好、機械性能好、抗腐蝕能力強，鈦合金與人體有很好的“相容性”。根據它們的主要性能，不合實際的用途是（ ）A.用于核潛艇設備的

11、制造 B.用于制造航天設備C.用來做保險設備 D.可用來制造人造骨C2.世界衛生組織正式將鋁定為“食品污染源之一”而加以控制，在下列使用場合必須加以控制的是（ ）制電纜 制易拉罐 制鋁錠 制牙膏皮 用明礬KAl(SO4)212H2O凈水 制炊具 用明礬及小蘇打做食品的膨化劑 用Al(OH)3 制胃藥 制防銹漆 10制桌椅 A.10 B. C.10 D.3.下列金屬材料中，不屬于合金的是（ ） A.硬鋁 B.生鐵 C.三氧化二鐵 D.青銅CB4.現代建筑的門窗框架常用鋁制造，硬鋁的成分是（ ） A.AlMg 合金 B.表面有Al2O3 的鋁板 C.AlC 合金 D.AlCuMgSi 合金5.不銹

12、鋼餐具锃光發亮，長期使用不會生銹，原因是在煉鋼過程中加入了下列物質中的 （ ） A.鉻、錳 B.鉻、硅 C.鉻、鎳 D.鉻、碳【基礎訓練】1.鋁與鐵相比，具有哪些優良的性質？CD密度小，抗腐蝕性能強，良好的導電性和導熱性，較好的延展性等。2.分別舉出鐵、銅、金的幾種用途，這些用途各利用了它 們的什么性質？鐵： ；銅： ；金： 。3.用來鑄造硬幣的合金需要具有什么性質？ ； ； ； .4.你將選用哪種合金來制造下列物品，說明理由。（1）外科手術刀（ ）（2）防盜門 （ ）（3）門鎖 （ ） （4）自行車支架（ ）架橋硬度 火鍋良好的導熱性飾品金屬光澤 資源豐富 耐磨耐腐蝕 無毒輕便 美觀易加工 耐腐蝕性 鐵的硬度 硬度、耐腐蝕性 硬度和韌性 5.科學家發現了一種新金屬，