1、第八单元第八单元 金属和金属材料金属和金属材料 课题课题1 1 金属材料金属材料 学习目标： 1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密 切关系。 2.了解常见金属的物理性质，知道物质的性 质在很大程度上决定了物质的用途，但同时 还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回 收等因素。 3.知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯 金属具有更广泛的用途。 根据生活经验，你所知道的金属有哪些？根据生活经验，你所知道的金属有哪些？ 看到这些实物或图片，你想到了什么看到这些实物或图片，你想到了什么? ? 1.新课导入 “辽宁号”航空母舰，是中国人民解放军海军第一艘可以搭辽宁号”航空母舰，是中国人民解放军海军第一
2、艘可以搭 载固定翼飞机歼载固定翼飞机歼1515的航母，制造航空母舰和歼的航母，制造航空母舰和歼1515飞机使用大飞机使用大 量合金材料（如量合金材料（如铁合金铁合金、铜合金铜合金、铝合金铝合金和和钛合金钛合金等）。你等）。你 了解这些金属的知识吗？了解这些金属的知识吗？ 请根据你的经验请根据你的经验, , 说出你所知道最常说出你所知道最常 见的金属有哪些见的金属有哪些? ? 铁铁FeFe 铜铜CuCu 铝铝AlAl 金金AuAu 银银AgAg 它们都是金属材料它们都是金属材料, ,由由纯金属纯金属或者或者 合金合金制成。制成。 一、几种重要的金属一、几种重要的金属 2.新知构建 人类在使用铁、
3、铝和铜等金属材料的过程中，有什么时人类在使用铁、铝和铜等金属材料的过程中，有什么时 代的特点？代的特点？ 铝的利用要比铜和铁晚得多，仅仅是铝的利用要比铜和铁晚得多，仅仅是100100多年前的事情。多年前的事情。 但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能，现在世界上 铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。 【探究内容】请学生取三块同样大小的铜片、铝片和铁片，进行探【探究内容】请学生取三块同样大小的铜片、铝片和铁片，进行探 究。小组确定研究方案，从光泽、硬度、导电性、导热性、延展性、究。小组确定研究方
4、案，从光泽、硬度、导电性、导热性、延展性、 熔点等多方面进行比较。熔点等多方面进行比较。 【步骤】【步骤】 1 1观察它们的颜色和光泽。然后用细砂纸打磨，再观察它们的颜观察它们的颜色和光泽。然后用细砂纸打磨，再观察它们的颜 色和光泽。色和光泽。 2 2感觉一下它们的质量大小，由此判断它们的密度大小。感觉一下它们的质量大小，由此判断它们的密度大小。 3 3试试它们是否容易被弯曲、折断，并感觉一下它们的硬度。试试它们是否容易被弯曲、折断，并感觉一下它们的硬度。 4 4用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端用手拿着金属片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端( (注意：注意： 时间不要长，防止
5、烫伤时间不要长，防止烫伤) )，试试它能不能传热。，试试它能不能传热。 思考讨论思考讨论 1 1常温下，是不是所有的金属都是固体常温下，是不是所有的金属都是固体? ? 2 2金属用砂纸打磨前后，其颜色和光泽是否相同金属用砂纸打磨前后，其颜色和光泽是否相同? ?这说明了什么这说明了什么? ? 3. 3. 金属有哪些共同的物理性质？金属的这些物理性质完全相同吗金属有哪些共同的物理性质？金属的这些物理性质完全相同吗? ? 请举例说明。请举例说明。 活动与探究活动与探究 金属的物理性质金属的物理性质 交流交流 大多数金属常温下为固态大多数金属常温下为固态( (除汞外除汞外) )，有颜色和光泽，有颜色和
6、光泽， 有良好的导电性、导热性和延展性，熔点较高，密度、硬度因有良好的导电性、导热性和延展性，熔点较高，密度、硬度因 金属的不同而不同。金属的不同而不同。 总结总结 1 1金属的共同物理性质：有光泽、能导电、能导热、能弯曲、金属的共同物理性质：有光泽、能导电、能导热、能弯曲、 有延展性。有延展性。 2 2金属的特性：大部分金属呈银白色，而铜是紫红色、金是金属的特性：大部分金属呈银白色，而铜是紫红色、金是 黄色。大部分金属是固态，而汞是液态。金属的导电性、导黄色。大部分金属是固态，而汞是液态。金属的导电性、导 热性、密度、熔点、硬度等差异较大。热性、密度、熔点、硬度等差异较大。 讨论：讨论：根据
7、你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料 分析讨论下列问题。分析讨论下列问题。 物理性质物理性质 物理性质比较物理性质比较 导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为 100作标准作标准) 银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅 (优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良) 密度密度/(g cm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 (大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小) 熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 (高高) 3410 1535 10
8、83 1064 962 660 232 (低低) 硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为 10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅 (大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 1 . 1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？ 因为铁的硬度比较大，而铅的硬度较小，并且铅有毒会对人体造成因为铁的硬度比较大，而铅的硬度较小，并且铅有毒会对人体造成 危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。 讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关
9、资料分根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分 析下列问题。析下列问题。 物理性质物理性质 物理性质比较物理性质比较 导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为 100作标准作标准) 银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅 (优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良) 密度密度/(g cm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 (大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小) 熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 (高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)
10、硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为 10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅 (大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 2 . 2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。 讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料分析 下列问题。下列问题。 物理性质物理性质 物理性质比较物理性质比较 导电性导电性(以银
11、的导电性为以银的导电性为 100作标准作标准) 银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅 (优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良) 密度密度/(g cm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 (大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小) 熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 (高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低) 硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为 10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅 (大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-
12、3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 3 .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？能会出现什么情况？ 钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。钨的熔点高而锡的熔点低；若用锡灯丝则很容易熔断。 讨论：讨论：根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料 分析下列问题。分析下列问题。 物理性质物理性质 物理性质比较物理性质比较 导电性导电性(以银的导电性为以银的导电性为 100作标准作标准) 银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅
13、(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良) 密度密度/(g cm-3) 金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 (大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小) 熔点熔点/ 钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 (高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低) 硬度硬度(以金刚石的硬度为以金刚石的硬度为 10作标准作标准) 铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅 (大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 4 .4 .为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬
14、？如果镀金会怎样？为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？ 镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生镀铬：铬的硬度大，耐磨，保存时间长；铬耐腐蚀，可防铁制品生 锈；镀铬也使水龙头美观大方。锈；镀铬也使水龙头美观大方。 镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。镀金：更美观，更耐腐蚀，但金价格昂贵，硬度小，易磨损。 通过以上讨论，请说出你得到的结论：通过以上讨论，请说出你得到的结论： 考虑物质的用途时，首先要考虑物质的考虑物质的用途时，首先要考虑物质的 ，还，还 需要考虑那些因素？需要考虑那些因素？ 性质性质 1.1.价格价格 2.2.资源资源 3.3.是
15、否美观是否美观 4.4.使用是否便利使用是否便利 5.5.废料是否易于回收废料是否易于回收 6.6.对环境的影响对环境的影响 二、合金二、合金 常见合金常见合金生铁和钢生铁和钢 ： 生铁与钢的比较生铁与钢的比较 铁的合金铁的合金 生铁生铁 钢钢 含碳量含碳量 2%2%- -4.3%4.3% 0.03%0.03%- -2%2% 其他杂质其他杂质 硅、锰硅、锰等等 铬、镍铬、镍等等 机械性能机械性能 硬而脆、无韧性硬而脆、无韧性 硬而韧、有弹性硬而韧、有弹性 机械加工机械加工 可铸不可锻可铸不可锻 可铸、可锻、可压延可铸、可锻、可压延 实验实验8 8- -1 1，划痕法比较黄铜和铜、硬铝和铝的硬度
16、。按照图示，划痕法比较黄铜和铜、硬铝和铝的硬度。按照图示 分别实验。分别实验。 填写实验现象填写实验现象 性质比较性质比较 现象现象 黄铜黄铜 铜铜 硬铝硬铝 铝铝 光泽和颜色光泽和颜色 硬度硬度 结论结论 讨论：建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢？讨论：建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢？ 性质性质 比较比较 现现 象象 黄铜黄铜 铜铜 硬铝硬铝 铝铝 光泽光泽 和和 颜色颜色 硬度硬度 黄铜比铜硬黄铜比铜硬 硬铝比铝硬硬铝比铝硬 结论结论 有黄色金有黄色金 属光泽属光泽 有光泽有光泽 紫红色紫红色 有光泽有光泽 银白色银白色 有光泽有光泽 银白色银白色 合金与组分金属的
17、物理性质有差异合金与组分金属的物理性质有差异 注意：合金的硬度注意：合金的硬度一般一般大于其组分金属大于其组分金属 常见合金常见合金 常见合金的主要成分、性能和用途：常见合金的主要成分、性能和用途： 分析讨论下表，合金和纯金属在性能上有什么不同？分析讨论下表，合金和纯金属在性能上有什么不同？ 纯金属纯金属 合金合金 铅铅 镉镉 铋铋 锡锡 焊锡焊锡 武德合金武德合金 熔点熔点/ /C C 327327 321321 271271 232232 183183 7070 启示启示 纯金属纯金属 合金合金 铅铅 镉镉 铋铋 锡锡 焊锡焊锡 武德合金武德合金 熔点熔点 / 327327 321321
18、271271 232232 183183 7070 启示启示 合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变组成和含合金的性能与组成它们的纯金属不同，通过改变组成和含 量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性量，可以使合金具有许多良好的物理、化学和机械加工性 能，适合于不同的用途等等。能，适合于不同的用途等等。 点拨：焊锡（锡铅合金）主要用于点拨：焊锡（锡铅合金）主要用于焊接金属焊接金属等；武德合金（组成金等；武德合金（组成金 属的质量分数分别为属的质量分数分别为50%50%铋、铋、25%25%铅、铅、13%13%锡和锡和12%12%镉）可用于制镉）可用于制电路电路 保险丝保险丝等。等。
19、 常见合金的性能常见合金的性能 1 1生铁与钢的组成和性能有什么不同？生铁与钢的组成和性能有什么不同？ 2 2什么是合金？常见的合金有哪些？什么是合金？常见的合金有哪些？ 3 3我们在生活中见到的金属制品是纯金属多我们在生活中见到的金属制品是纯金属多? ?还是合金多？还是合金多？ 【讨论问题】【讨论问题】 1合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具 有金属特征的物质。有金属特征的物质。 2生铁与钢的比较：生铁与钢的比较： 【归纳小结】【归纳小结】 铁的合金铁的合金 生铁生铁 钢钢 含碳量含碳量 2%2%- -4.3%4.3% 0.03
20、%0.03%- -2%2% 其他杂质其他杂质 硅、锰硅、锰等等 铬、镍铬、镍等等 机械性能机械性能 硬而脆、无韧性硬而脆、无韧性 硬而韧、有弹性硬而韧、有弹性 机械加工机械加工 可铸不可锻可铸不可锻 可铸、可锻、可压延可铸、可锻、可压延 用用钛钛- -镍镍形状记忆合金制成的人造卫星天线形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫是具有形状记忆效应的合金，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。及牙齿矫正等医疗
21、材料。 低温下低温下 下列物品可以用哪种合金来制造，并说明理由。下列物品可以用哪种合金来制造，并说明理由。 （1）外科手术刀）外科手术刀 （2）防盗门）防盗门 （3）门锁）门锁 （4）自行车支架）自行车支架 （5）硬币）硬币 （6）飞机）飞机 【联想应用【联想应用】 3.课堂小结 1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属 光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。 2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯
22、一的决定因素。我物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我 们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利， 以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 3.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非 金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们 的纯金属更高
23、，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。的纯金属更高，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。 1.1.下列材料属于合金的是下列材料属于合金的是( ( ) ) A.A.玻璃玻璃 B.B.活性炭活性炭 C.C.生铁生铁 D.D.陶瓷陶瓷 解析解析: :玻璃属于无机非金属材料玻璃属于无机非金属材料; ;活性炭属于非金活性炭属于非金 属属; ;生铁是铁的合金生铁是铁的合金; ;陶瓷属于无机非金属材料。陶瓷属于无机非金属材料。 C C 4.练习反馈 2.2.下列图示材料属于合金的是（下列图示材料属于合金的是（ ） 【解析】纯硅是纯净物，故【解析】纯硅是纯净物，故A A不是合金；青铜是铜锡
24、合金；青花不是合金；青铜是铜锡合金；青花 瓷器属于无机非金属材料，瓷器属于无机非金属材料，C C不是合金；汉白玉的主要成分是碳酸不是合金；汉白玉的主要成分是碳酸 钙，属于无机盐，钙，属于无机盐，D D也不是合金。也不是合金。 B 3.3.你认为在下表中最适合用于制造门窗的金属或合金是（你认为在下表中最适合用于制造门窗的金属或合金是（ ） 金属或金属或 合金合金 导电性（以导电性（以AgAg的的 导电性为导电性为100100作为作为 标准）标准） 密度密度 （g gcmcm 3 3） ） 硬度（以金硬度（以金 刚石的硬度为刚石的硬度为 1010作为标准）作为标准） A A 9999 8.928.
25、92 3 3 B B 3535 3.563.56 8.98.9 C C 6161 2.702.70 2.92.9 D D 1717 7.857.85 1.51.5 A AA A B BB B C CC C D DD D 【解析】【解析】A A金属或合金的导电性好金属或合金的导电性好，更适合制作导线。更适合制作导线。B B金属金属 或合金的硬度较大，密度适中，适合制作门窗。或合金的硬度较大，密度适中，适合制作门窗。D D金属或合金金属或合金 的密度较大，制作门窗会较重。的密度较大，制作门窗会较重。C C金属或合金的硬度太小，金金属或合金的硬度太小，金 属太软属太软，不适合制作门窗。不适合制作门窗
26、。 B 1.1.必做题：必做题： 教材第教材第8 8页练习与应用第页练习与应用第1 1、2 2、4 4、6 6题。题。 2.2.选做题：选做题： 教材第教材第8 8页练习与应用第页练习与应用第3 3、5 5题题 5.作业布置 课题课题1 金属材料金属材料 一、几种重要的金属一、几种重要的金属 1.金属的物理性质金属的物理性质 共性共性:有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性。有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性。 特性特性:大部分金属呈银白色大部分金属呈银白色,而铜呈紫红色、金呈黄色。大而铜呈紫红色、金呈黄色。大 部分金属是固体部分金属是固体,而汞是液体。金属的导电性、导热性、密度、而汞是液体。金属的导电性、导热性、密度、 熔点、硬度等差异较大。熔点、硬度等差异较大。 2.金属的物理性质与用途金属的物理性质与用途 性质决定用途性质决定用途。 二、合金二、合金 常见合金常见合金生铁和钢。生铁和钢。 常见合金的主要成分、性能和用途。常见合金的主要成分、性能和用途。 6.板书设计
