1、回顾回顾发展史与现状发展史与现状作用与地位作用与地位问题与趋势问题与趋势发展战略发展战略未来未来展望展望 已知的元素已知的元素109种，种，22种非金属，种非金属，87种为种为金属金属。在。在22种非金属中，有种非金属中，有5种准金属（种准金属（B、Si、As、Se、Te）在金属中）在金属中Ge、Sb、Po也是准金也是准金属，严格说，金属有属，严格说，金属有84种。种。 周期表的右侧，周期表的右侧，B向右下方画线延伸到砹向右下方画线延伸到砹（At ）的斜线，将元素分为金属和非金属两部）的斜线，将元素分为金属和非金属两部分，斜线的右上方大部分是非金属，斜线左下分，斜线的右上方大部分是非金属，斜线
2、左下方为金属，斜线附近为准金属。方为金属，斜线附近为准金属。黑色金属（黑色金属（铁铁、铬铬、锰锰）有色金属有色金属 (除黑色金属外除黑色金属外的金属的金属）轻金属轻金属重金属重金属稀有金属稀有金属贵金属贵金属非铁金属非铁金属Non-ferrous Metals 具有独特的性能和功能，如半导体功能、形状记具有独特的性能和功能，如半导体功能、形状记忆功能、介电功能、光，磁、热、化学和核功能等。忆功能、介电功能、光，磁、热、化学和核功能等。金属金属1. 轻有色金属轻有色金属 指指密度密度4.5g/cm3 的有色金属的有色金属p包括：包括：Cu、Ni、Sn、Pb、Cd、Hg、Co、Bi等等。p特点：大
3、多数易形成配合物。特点：大多数易形成配合物。3. 贵金属贵金属p包括：包括：金、银和铂族金、银和铂族锇、铱锇、铱、铂铂、钌、钌、铑、钯铑、钯。p特点：特点：（1）化学性质稳定；）化学性质稳定；（2）密度大：）密度大：10.4 22.4 g / cm3（3）熔点高：）熔点高：1200 3300Kp由于它们在地壳中含量少，开采由于它们在地壳中含量少，开采和提取比较困难，价格贵，称为和提取比较困难，价格贵，称为贵金属。贵金属。4. 准金属准金属 指性质介于金属与非金属间的元素。指性质介于金属与非金属间的元素。p包括：包括：B、Si、Se、Te( 碲碲)、As、Ge、Sb、Po。p它们在周期表中它们在
4、周期表中B At（砹）这条斜线附近，（砹）这条斜线附近，常称为常称为对角线对角线。5. 稀有金属稀有金属p在自然界含量少或分布稀散、发现晚，难提取或在自然界含量少或分布稀散、发现晚，难提取或制备应用较晚的金属。制备应用较晚的金属。p包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼；钒、铌；钛、包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼；钒、铌；钛、铪；镓、铟、铊、锗和稀土元素（即周期表中第铪；镓、铟、铊、锗和稀土元素（即周期表中第三副族中的钪、钇和镧系元素共三副族中的钪、钇和镧系元素共17种）以及人造种）以及人造超铀元素等。超铀元素等。材料的发展史，就是人类社会的发展史。材料的发展史，就是人类社会的发展史。石器时代石器时代陶器
5、时代陶器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代。铁器时代。信息信息技术技术生物生物工程工程现代社会现代社会三大技术三大技术支柱支柱新材料新材料四羊方尊四羊方尊 青铜敦青铜敦三星三星堆纵堆纵目人目人面像面像吴吴王王夫夫差差矛矛越越王王勾勾践践剑剑一、辉煌的华夏青铜文明一、辉煌的华夏青铜文明 湖北擂鼓墩二湖北擂鼓墩二号墓出土战国编钟号墓出土战国编钟一套，其件数和规一套，其件数和规模仅次于曾侯乙编模仅次于曾侯乙编钟钟.音律准确，音色音律准确，音色优美，基本与优美，基本与C大大调七声音阶结构相调七声音阶结构相同，同，总音域达总音域达5个个8度以上度以上，五人合作，五人合作演出，众声齐发，演出，众声齐发，交响
6、叠鸣。无愧为交响叠鸣。无愧为古代音乐之绝响。古代音乐之绝响。 二、有色金属在现代社会中的作用和地位二、有色金属在现代社会中的作用和地位 材料是国民经济、社会进步和国家安全的物材料是国民经济、社会进步和国家安全的物质基础与先导。质基础与先导。 先进有色金属材料具有强烈的基础性、支撑先进有色金属材料具有强烈的基础性、支撑性、技术经济价值和迫切战略需求。性、技术经济价值和迫切战略需求。p铝铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的材是飞机的主要结构材料，占重量比的5080，民用，民用飞机铝材料用量在飞机铝材料用量在70以上。以上。钛钛及其合金在新型飞机上用及其合金在新型飞机上用作结构材料，飞机越先进，钛用
7、量就越大。作结构材料，飞机越先进，钛用量就越大。p导弹与火箭的构件基本上采用导弹与火箭的构件基本上采用铝合金铝合金、钛钛合金、合金、镍镍基高温基高温合金、合金、镁镁合金和部分合金和部分难熔金属难熔金属合金。合金。p钛钛、铝铝及其合金成为舰船耐压壳体、核动力系统、武备系及其合金成为舰船耐压壳体、核动力系统、武备系统、声纳系统等的主要材料。统、声纳系统等的主要材料。航空航天的物质基础航空航天的物质基础 卫星发射，节省卫星发射，节省1公斤重量将降低费用公斤重量将降低费用$20000。一次。一次发射节约费用发射节约费用20%。 铝的理论强度铝的理论强度4700MPa，当今高，当今高强铝合金强度没超强铝
8、合金强度没超过过1000MPa。F119发动机（发动机（F/A-22用）用） 自从自从1907年年12月月17日莱特兄弟将第一双人类翅膀送上日莱特兄弟将第一双人类翅膀送上天空后，各种飞机不断快速发展，对制造飞机零部件的材料天空后，各种飞机不断快速发展，对制造飞机零部件的材料的要求越来越高，主要是比强度高、耐高温、耐疲劳等。的要求越来越高，主要是比强度高、耐高温、耐疲劳等。p“原子时代第一金属原子时代第一金属”的的锆锆，是核动力潜艇不可替代材料，是核动力潜艇不可替代材料，80的锆材用作核动力堆的燃料包壳、容器管、压力管、的锆材用作核动力堆的燃料包壳、容器管、压力管、格架、端塞和其它堆芯结构材料。
9、格架、端塞和其它堆芯结构材料。p“核时代金属核时代金属”铍铍，在核武器中对增大爆炸威力起关键作，在核武器中对增大爆炸威力起关键作用。铍的比刚度大，在导航系统中用作制造精密陀螺仪，用。铍的比刚度大，在导航系统中用作制造精密陀螺仪，对增加射程、提高命中精度起关键作用。对增加射程、提高命中精度起关键作用。p铀、铍、钽、钨、铂族金属、锗铀、铍、钽、钨、铂族金属、锗，被许多国家储存作为，被许多国家储存作为战略物资。美国对钨以钨精矿形式，钽和铍以纯金属形式战略物资。美国对钨以钨精矿形式，钽和铍以纯金属形式进行储备，铂和钯被列为特殊战略金属。进行储备，铂和钯被列为特殊战略金属。p铌、钛、锡、铋、钇铌、钛、锡
10、、铋、钇等都是制取等都是制取超导材料超导材料的基本组元，的基本组元，NbTi、Nb3Sn实用低温超导材料已商品化。实用低温超导材料已商品化。p表面工程和技术，有相当部分是稀有金属薄膜、半导体材表面工程和技术，有相当部分是稀有金属薄膜、半导体材料薄膜和贵金属薄膜。料薄膜和贵金属薄膜。p21世纪中叶聚变能和太阳能将成为主要能源，可控核聚变世纪中叶聚变能和太阳能将成为主要能源，可控核聚变反应堆工程需要大量锂、钼、锆、钛等。反应堆工程需要大量锂、钼、锆、钛等。p稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表现出奇异性能，已出现的一大批功能材料，如稀
11、土磁性材现出奇异性能，已出现的一大批功能材料，如稀土磁性材料、稀土发光材料、稀土尾气净化材料、稀土储氢性材料、料、稀土发光材料、稀土尾气净化材料、稀土储氢性材料、高温超导材料等，高温超导材料等，2l世纪稀土将在功能材料中处于主体地世纪稀土将在功能材料中处于主体地位。位。p美国公布的美国公布的22种金属高科技材料中，稀土金属被列为第三种金属高科技材料中，稀土金属被列为第三位。位。中东有石油，中国有稀土。中东有石油，中国有稀土。p电线、电缆占铜材总消耗量的电线、电缆占铜材总消耗量的50，铝材总消耗量的量的，铝材总消耗量的量的33,没有材料可替代。没有材料可替代。p“蓄电池金属蓄电池金属”铅的铅的6
12、070消费在蓄电池中。镍是制消费在蓄电池中。镍是制造镍氢电池、镍镉电池的原材料。造镍氢电池、镍镉电池的原材料。p车辆中以铝代钢，减重车辆中以铝代钢，减重50，增加运载量，增加运载量10，节能，节能9.612.5，日常检修工时减少，日常检修工时减少45。p钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的钛的极好耐蚀性在化工、海洋工程、冶金、能源等部门的得以广泛应用，我国氯碱行业在得以广泛应用，我国氯碱行业在5 000多台电解槽上使用多台电解槽上使用钛阳极代替石墨阳极，年节电钛阳极代替石墨阳极，年节电4亿多度。亿多度。p钽的高纯化使钽电容器向轻、薄、小型化、可靠化方向发钽的高纯化使钽电容器向轻、
13、薄、小型化、可靠化方向发展。展。p稀有金属的碳化物、氮化物稀有金属的碳化物、氮化物广泛用于制造广泛用于制造切削刀具、钻头、切削刀具、钻头、耐磨工件、模具和耐磨涂层耐磨工件、模具和耐磨涂层。p电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更电冰箱、电视机、录相机、洗衣机等对有色金属提出了更高要求。铝材已进入建筑行业，约占铝耗量的高要求。铝材已进入建筑行业，约占铝耗量的20以上，以上，在我国占在我国占30以上。以上。p铝用于制造刚性、柔性包装、复合材料容器和密封片盖等，铝用于制造刚性、柔性包装、复合材料容器和密封片盖等，美国包装用铝约占铝消耗总量的美国包装用铝约占铝消耗总量的20，我国占我国占，
14、我国占我国占812。p在世界金和铂的需求量中，在世界金和铂的需求量中，90以上的金和以上的金和3639的铂消费在饰品方面，我国是世界铂的铂消费在饰品方面，我国是世界铂首饰第二大消费国。首饰第二大消费国。p铝合金管是农业喷灌地面、地下管网的材料，铝合金管是农业喷灌地面、地下管网的材料，铝制粮仓与钢筋混凝土粮仓相比，建设劳动强铝制粮仓与钢筋混凝土粮仓相比，建设劳动强度下降度下降90左右，基建投资减少左右，基建投资减少5060。循环材料产业循环材料产业p适应时代需要，把生态环境意识贯穿到产品设计、适应时代需要，把生态环境意识贯穿到产品设计、生产工艺的中，提高材料的利用率，降低生产和生产工艺的中，提高
15、材料的利用率，降低生产和使用过程的环境负担。形成资源使用过程的环境负担。形成资源材料材料环境良环境良性循环的产业。性循环的产业。p动力机械工作温度愈高，比强度和比刚度愈高，效率愈高。动力机械工作温度愈高，比强度和比刚度愈高，效率愈高。p飞机及航空发动机性能的改进，分别为飞机及航空发动机性能的改进，分别为23和和12靠材料靠材料性能提高。性能提高。p卫星和飞船能减重卫星和飞船能减重1公斤就能带来极高的效益。公斤就能带来极高的效益。p汽车节油有汽车节油有37靠材料的轻量化，靠材料的轻量化，40靠发动机的改进，靠发动机的改进，而绝热发动机（不需水冷）主要靠材料性能的提高。而绝热发动机（不需水冷）主要
16、靠材料性能的提高。p金属在结构材料中仍占主要位置，钢铁在今后几十年内的金属在结构材料中仍占主要位置，钢铁在今后几十年内的产量不会下降产量不会下降,目前全世界产量目前全世界产量78亿吨。亿吨。p铜、铅、锌的资源接近枯竭，代用品成为当务之急，加速铜、铅、锌的资源接近枯竭，代用品成为当务之急，加速开发低品位矿的提炼方法。开发低品位矿的提炼方法。p镁和钛将得到更广泛的应用。镁和钛将得到更广泛的应用。1. 为纪念世界第一位宇航员为纪念世界第一位宇航员加加林，莫斯科列宁大街一加加林，莫斯科列宁大街一尊尊40米高的雕像，选用的材米高的雕像，选用的材料为钛合金，其含义是什么？料为钛合金，其含义是什么？2. 金子从古至今都是流通的货币，为什金子从古至今都是流通的货币，为什么？铜是人类最早认识和使用的金属，么？铜是人类最早认识和使用的金属，为什么？为什么？
