1、“鸟巢”采用了当今先进的建筑科技，全部工程共有二三十项技术难题，其中钢结构是世界上独一无二的，“鸟巢”钢结构总重4.2万吨，最大跨度为343米。第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料学习目标：学习目标：1、了解金属材料的广泛应用、了解金属材料的广泛应用2、了解合金的定义和特征、了解合金的定义和特征3、了解铜合金和钢的分类、了解铜合金和钢的分类4、初步认识合理使用金属材料的意义、初步认识合理使用金属材料的意义 在日常生产、生活和科学技术中，金属在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都材料是非常重要的。我们周围的
2、很多物品都中由金属材料制成的。中由金属材料制成的。它们是纯金属做的吗？它们是纯金属做的吗？金属金属材料的分类材料的分类金属材料金属材料合金材料合金材料纯金属纯金属思考思考 初中曾学过有关合金的知识，你还记得初中曾学过有关合金的知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性能？什么是合金吗？合金有哪些优良的性能？由两种或两种以上的金属（或金由两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。性的物质。合金合金：注意：注意：合金中一定含有金属元素合金中一定含有金属元素合金中也可能含有非金属元素合金中也可能含有非金属元素合金一定是混合物合金一定是混合
3、物合金中成分的含量影响合金的性质。合金中成分的含量影响合金的性质。合金的合金的性质性质：1）一般情况下，合金比纯金属）一般情况下，合金比纯金属硬度大硬度大2）多数合金的）多数合金的熔点熔点一般比各成分金属的一般比各成分金属的低低3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有优良的物理、化学或机械的总和，合金具有优良的物理、化学或机械的性能的性能4）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。类、含量和生成合金的条件等来加以调节。铜合金青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜（铜、锡铜、锡
4、及少量的铅）及少量的铅）（铜、锌铜、锌及少量的锡、铅、铝等）及少量的锡、铅、铝等）（铜、镍、锌铜、镍、锌及少量的锰）及少量的锰）有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机械零件如轴承、齿轮等。主要用于制造机械零件如轴承、齿轮等。有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，用于制机械零件、仪表和日用品。用于制机械零件、仪表和日用品。不易生铜绿，常被用来制造精密仪器和装不易生铜绿，常被用来制造精密仪器和装饰品饰品。1.青铜（主要含锡、铅）青铜（主要含锡、铅）有良好的强度和塑性、耐磨、有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器
5、零件耐腐蚀，主要用于制机器零件如如轴承、齿轮轴承、齿轮等。等。是我国使用最早的合金是我国使用最早的合金19391939年在年在河南安阳殷墟河南安阳殷墟出土出土的的商代商代后期制作的后期制作的司母戊鼎司母戊鼎属于属于青铜制品青铜制品。2.黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判假如是你，你怎样来判别别“药金药金”和黄金？和黄金？黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、
6、仪表和日用品。耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。在黄铜中加入1%的锡,能够显著改善黄铜的抗海水和海洋大气腐蚀的能力，因此被称为“海军黄铜”。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。3.白铜（白铜（Cu和镍）和镍）白白铜铜首首饰饰盒盒白白铜铜手手镯镯白铜饰品（苗族）白铜饰品（苗族）高考资源网 4.锰铜锰铜具有极高的电阻。具有极高的电阻。工业上常用工业上常用铜合金铜合金来制造各种机械零件来制造各种机械零件钢钢碳素钢碳素钢（铁和碳（铁和碳 的合金）的合金）合金钢合金钢（在碳素钢中加入铬、锰、（在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合
7、金钨、镍、钼、钴、硅等合金元素）元素）低碳钢低碳钢含碳量低于含碳量低于0.3%中碳钢中碳钢含碳量为含碳量为0.3%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.6%韧性、焊接性好，但韧性、焊接性好，但强度低，用于制钢板、强度低，用于制钢板、钢丝、钢管等钢丝、钢管等强度高，韧性及加工强度高，韧性及加工性好，用于制钢轨、性好，用于制钢轨、车轮和建材等车轮和建材等硬而脆，热处理后弹硬而脆，热处理后弹性好，用于制器械、性好，用于制器械、弹簧、刀具等弹簧、刀具等具有各种不同的优良具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢性能，用于制不锈钢及各种特种钢及各种特种钢无缝钢管无缝钢管钢钢丝丝钢钢刀刀低碳钢用途低碳钢用
8、途：建材建材建材建材钢钢轨轨中碳钢用途中碳钢用途：高碳钢用途：高碳钢用途：工工具具钳钳弹弹簧簧特种钢用途特种钢用途：不锈钢雕塑不锈钢雕塑中国国产航空母舰（特种钢）中国国产航空母舰（特种钢）不不锈锈钢钢锅锅高考资源网锰钢制成的钢轨锰钢制成的钢轨铁的合金 生铁 钢 C%2%4.3%0.03%2%其他杂质Si、Mn、S、P （较多）Si、Mn、S、P （较少）机械性能 质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好。生铁与钢的比较生铁与钢的比较名称名称组成组成 主要性质主要性质主要用途主要用途铝合金铝合金含镁含镁10%10%30%30%硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、
9、飞机、轮船等制造业船等制造业硬铝硬铝含铜含铜4%4%、镁镁0.5%0.5%、锰锰0.5%0.5%、硅硅0.7%0.7%硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、飞机、轮船等制造业船等制造业钛合金钛合金含铝含铝6%6%钒钒4%4%耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、高强度高强度用于飞机、宇航、用于飞机、宇航、化学工业化学工业金合金金合金加入银、铜、加入银、铜、稀土元素等稀土元素等有光泽、易加工、有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀金饰品、电子元金饰品、电子元件、钱币、笔尖件、钱币、笔尖其他几种常见合金的组成、性质和用途其他几种常见合金的组成、性质和用途高考资源网不锈钢制
10、成的餐具不锈钢制成的餐具 新型合金新型合金喷气式飞机的发动机叶片。喷气式飞机的发动机叶片。储氢合金：储氢合金：钛合金：钛合金：耐热合金：耐热合金：记忆合金：记忆合金：泡沫合金：泡沫合金：TiFe,LaNiTi，V，Fe，Al等，等，飞机起落架。飞机起落架。12:15氢气与汽油两用车上的储氢装置氢气与汽油两用车上的储氢装置 储氢合金储氢合金12:15氢燃料电池汽车上的储氢罐氢燃料电池汽车上的储氢罐12:15 钛合金：钛合金：Ti，V，Fe，Al等，等，飞机起落架。飞机起落架。12:15喷气式飞机的发动机叶片。喷气式飞机的发动机叶片。耐热合金：耐热合金：12:15硅锰合金硅锰合金锌合金锌合金铂铑合
11、金网铂铑合金网记忆金属记忆金属 随着社会的发展，我们对金属的认识随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。也许在不远将来，我们都会拥有也在增加。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由一辆由“记忆金属记忆金属”制作的汽车，我们再也制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种这种“记忆金属记忆金属”即是即是镍钛合金镍钛合金。如把。如把这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，它又恢复了原状。后，它又恢复了原状。记忆合金记忆合金12:15形状记忆合金制成的水龙头形状记忆合金制成的水龙头 上的温度调节装置上的温度
12、调节装置12:15形状记忆合金制成的形状记忆合金制成的“蝴蝶蝴蝶”（可模仿肌肉的收缩）（可模仿肌肉的收缩）12:15形状记忆合金制成的形状记忆合金制成的 移动跳跃的机器人移动跳跃的机器人高考资源网铝合金制成的箱子铝合金制成的箱子高考资源网镁铝合金制成笔记本电脑外壳镁铝合金制成笔记本电脑外壳钛合金镜框钛合金镜框 常见金属之最常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；硬度最大的是硬度最大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 ；OsCr
13、HgWPtAuAgAl思考与交流：思考与交流：思考与交流：思考与交流：本节教材内容的知识网络本节教材内容的知识网络:用途广泛的金用途广泛的金属材料属材料常见合金的重要应用常见合金的重要应用正确选用金属材料正确选用金属材料铜合金铜合金钢钢注意：注意：合金的合金的优良性能优良性能：硬度硬度大于其纯金属成分大于其纯金属成分熔点熔点低于其纯金属成分低于其纯金属成分合理合理开发开发和和利用利用金属材料金属材料金属的分类：黑色金属（铁、锰、铬）黑色金属（铁、锰、铬）有色金属有色金属轻金属（密度小于轻金属（密度小于4.5g/cm3）重金属（密度大于重金属（密度大于4.5g/cm3）还有：稀土金属、贵金属等还
14、有：稀土金属、贵金属等金属材料的用途：取决于金属材料的性能、储量、冶炼成本、取决于金属材料的性能、储量、冶炼成本、市场价格、是否易于加工等。市场价格、是否易于加工等。协和式超音速飞机(铝合金)制造货币的材料应考虑哪些因素？制造货币的材料应考虑哪些因素？讨论题：讨论题：1、化学性质应稳定、化学性质应稳定2、比较耐腐蚀，便于长期保存、比较耐腐蚀，便于长期保存3、应该有一定的强度、硬度、应该有一定的强度、硬度、4、应该有比较高的熔点（常温下是固态）、应该有比较高的熔点（常温下是固态）5、易于铸造、易于铸造6、金属本身的价值应低于货币的面值等、金属本身的价值应低于货币的面值等DAD练习练习4:4:下列
15、对合金的说法正确的是下列对合金的说法正确的是()()A.合金中至少含有两种金属元素合金中至少含有两种金属元素B.合金中的金属元素以化合物的形式存在合金中的金属元素以化合物的形式存在C.黄铜是纯净物黄铜是纯净物D.合金的硬度一般比它的各成分金属的合金的硬度一般比它的各成分金属的都大都大,合金的熔点比它的各成分金属的都合金的熔点比它的各成分金属的都低低 D练习练习5 5：铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易加工而成为新型建筑装洁净、易加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用帘门、防护栏等。下列与这些用途无关
16、的途无关的 ()()A.A.不易生锈不易生锈 B.B.导电性好导电性好 C.C.密度小密度小 D.D.强度大强度大B B练习练习6 6：关于不锈钢和普通钢的认识中，关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是你认为正确的是()()A.A.它们的组成元素是相同的它们的组成元素是相同的B.B.耐腐蚀的性能不同耐腐蚀的性能不同C.C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质完全相同因此它们的化学性质完全相同B课堂练习课堂练习 铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生
17、产铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为铜元素可表现为0、+1、+2。（1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜（即：曾青）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜（即：曾青 CuSO4 跟铁反应生成铜），跟铁反应生成铜），试写出该反应的离子方程试写出该反应的离子方程式：式：。（2）尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈）尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈 即：即：铜绿，化学式铜绿，化学式Cu2 OH 2CO3，其中生成铜绿的反应物除铜外还其中生成铜绿的反应物除铜外还有有O2、CO2和和H2O。试写出保护铜制品的方。试写出保护铜制品的方法：法：。（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。铜的熔点是铜的熔点是1183 4，铁的熔点是，铁的熔点是1534 8 。FeCu2+Fe2+Cu 干燥空气中保存干燥空气中保存 铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型低，容易冶炼铸造成型 退退 出出
