課題一金屬材料

1、第八單元 課題一廚房用品現(xiàn)代化的交通工具現(xiàn)代化的交通工具建筑材料自主學(xué)習(xí)：自主學(xué)習(xí)： 人類從石器時代進入青銅器時代，繼而人類從石器時代進入青銅器時代，繼而進入鐵器時代，銅和鐵作為金屬材料一直進入鐵器時代，銅和鐵作為金屬材料一直被廣泛地應(yīng)用著。鋁的利用要比銅和鐵晚被廣泛地應(yīng)用著。鋁的利用要比銅和鐵晚得多，至今僅得多，至今僅100多年的歷史，但由于鋁具多年的歷史，但由于鋁具有許多優(yōu)良的性能，鋁年產(chǎn)量已超過了銅，有許多優(yōu)良的性能，鋁年產(chǎn)量已超過了銅，位于鐵之后，居世界第二位。位于鐵之后，居世界第二位。一、幾種重要的金屬一、幾種重要的金屬銅銅 銅是人類認識并應(yīng)用最早的金屬之一。銅是人類認識并應(yīng)用最早的

2、金屬之一。人類從石器時代以后就進入了青銅器時人類從石器時代以后就進入了青銅器時代。代。 我國是最早使用銅器的國家之一。到目我國是最早使用銅器的國家之一。到目前為止，發(fā)現(xiàn)的中國最早的青銅器出自前為止，發(fā)現(xiàn)的中國最早的青銅器出自新石器時代后期，相當(dāng)于中原夏代的一新石器時代后期，相當(dāng)于中原夏代的一些文化遺址中。些文化遺址中。 青銅器除了禮器等外，更多是用于制造青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。司母戊鼎司母戊鼎 1939年在安陽市年在安陽市出土的禮器出土的禮器“司母司母戊鼎戊鼎”是殷代前期是殷代前期青銅器的代表作，青銅器的代表作，是世界上

3、最大的出是世界上最大的出土青銅器。土青銅器。一、幾種重要的金屬一、幾種重要的金屬銅銅 戰(zhàn)國時期，齊國工匠已了解到隨著用途戰(zhàn)國時期，齊國工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應(yīng)有所變化，不同，青銅器材料的性能也應(yīng)有所變化，為此可以改變青銅中各種金屬成分的比為此可以改變青銅中各種金屬成分的比例。例。 我國古代很早就認識到銅鹽溶液里的銅我國古代很早就認識到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅水法煉銅”的新途徑，這一方法以我國為最早，是的新途徑，這一方法以我國為最早，是濕法冶金技術(shù)的起源，在世界化學(xué)史上濕法冶金技術(shù)的起源，在世界化學(xué)史上是一項重大貢獻。是一項重大貢

4、獻。一、幾種重要的金屬一、幾種重要的金屬銅銅 在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導(dǎo)電性僅次于銀，居金屬中的第二銅的導(dǎo)電性僅次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)。位，大量用于電氣工業(yè)。 銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類很多，例如，青銅質(zhì)堅韌，硬度高，易很多，例如，青銅質(zhì)堅韌，硬度高，易鑄造；黃銅廣泛用于制作儀器零件；白鑄造；黃銅廣泛用于制作儀器零件；白銅主要用作刀具。銅主要用作刀具。微量元素微量元素銅銅 銅和鐵、錳、鉬、硼、鋅、鈷等元素都銅和鐵、錳、鉬、硼、鋅、鈷等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物可用作微量元

5、素肥料。微量元素是植物正常生命活動所不可缺少的，它可以提正常生命活動所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促進糖、淀粉、蛋白質(zhì)、高酶的活性，促進糖、淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、維生素和酶的合成，有利于植物核酸、維生素和酶的合成，有利于植物的生長。的生長。生命攸關(guān)的元素生命攸關(guān)的元素銅銅 銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有30多種蛋白質(zhì)和酶含有銅元素，現(xiàn)已知多種蛋白質(zhì)和酶含有銅元素，現(xiàn)已知銅的最重要生理功能是人血清中的銅藍銅的最重要生理功能是人血清中的銅藍蛋白，它有催化鐵的生理代謝過程功能。蛋白，它有催化鐵的生理代謝過程功能。銅還可以提高白細胞消滅細菌的能力，銅還可以提高白

6、細胞消滅細菌的能力，增強某些藥物的治療效果。銅雖然是在增強某些藥物的治療效果。銅雖然是在生命攸關(guān)的元素，但如果攝入過多，會生命攸關(guān)的元素，但如果攝入過多，會引起多種疾病。引起多種疾病。一、幾種重要的金屬一、幾種重要的金屬鐵鐵 人類從石器時代進入青銅器時代，繼而人類從石器時代進入青銅器時代，繼而進入鐵器時代，銅和鐵作為金屬材料一進入鐵器時代，銅和鐵作為金屬材料一直被廣泛地應(yīng)用著。直被廣泛地應(yīng)用著。 現(xiàn)代社會，尤其在建筑業(yè)和制造業(yè)等領(lǐng)現(xiàn)代社會，尤其在建筑業(yè)和制造業(yè)等領(lǐng)域，鐵及其鐵合金得到了廣泛的應(yīng)用。域，鐵及其鐵合金得到了廣泛的應(yīng)用。 一個國家的鋼鐵產(chǎn)量，從某種意義上可一個國家的鋼鐵產(chǎn)量，從某種意

7、義上可以代表一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平。以代表一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平。河北滄州鐵獅子河北滄州鐵獅子鑄造于公元鑄造于公元953年，距年，距今已有今已有1千余年的歷千余年的歷史，獅高史，獅高5.3 m，長，長6.5 m，寬，寬3 m，重，重約約40 t。合作探究：合作探究： 鋁的利用要比銅和鐵晚得多，這是為什鋁的利用要比銅和鐵晚得多，這是為什么？么？ 現(xiàn)在世界上鋁的產(chǎn)量已經(jīng)超過銅，而且現(xiàn)在世界上鋁的產(chǎn)量已經(jīng)超過銅，而且鋁制品得到了廣泛的應(yīng)用，這又是為什鋁制品得到了廣泛的應(yīng)用，這又是為什么？么？金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì)（2）有金屬光澤，大多數(shù)為銀白色。而銅為紫紅色，金）有金屬光澤，大多數(shù)為銀白色。而

8、銅為紫紅色，金為黃色。為黃色。（3）有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。）有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。（1）常溫下除汞外均為固體。）常溫下除汞外均為固體。物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性為導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性為100作標準）作標準） 銀銀 銅銅 金金 鋁鋁 鋅鋅 鐵鐵 鉛鉛優(yōu)優(yōu) 100 99 74 61 27 17 7.9 良良密度密度/（g cm-3） 金金 鉛鉛 銀銀 銅銅 鐵鐵 鋅鋅 鋁鋁大大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 小小熔點熔點/ 鎢鎢 鐵鐵 銅銅 金金 銀銀 鋁鋁 錫錫高高 3410 1535 1083 1064 962 660

9、232 低低硬度（以金剛石的硬度為硬度（以金剛石的硬度為10作標準）作標準） 鉻鉻 鐵鐵 銀銀 銅銅 金金 鋁鋁 鉛鉛大大 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 小小一些金屬的物理性質(zhì)的比較一些金屬的物理性質(zhì)的比較1 . 為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？不用鉛制？2 . 銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？用銅制而不用銀制？3 . 為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？情況？合作交流：合作

10、交流： 金屬的性質(zhì)決定它的用途金屬的性質(zhì)決定它的用途 考慮物質(zhì)的用途時，性質(zhì)不考慮物質(zhì)的用途時，性質(zhì)不是唯一因素，還需要考慮什么因素？是唯一因素，還需要考慮什么因素？是否美觀是否美觀價格價格廢料是否廢料是否易于回收易于回收使用使用是否便利是否便利資源資源對環(huán)境的對環(huán)境的影響影響1、地殼中含量最高的金屬元素：、地殼中含量最高的金屬元素：鋁鋁2、人體中含量最高的金屬元素、人體中含量最高的金屬元素：鈣鈣3、目前世界年產(chǎn)量最高的金屬：、目前世界年產(chǎn)量最高的金屬：鐵鐵4、導(dǎo)電、導(dǎo)熱最好的金屬：、導(dǎo)電、導(dǎo)熱最好的金屬：銀銀5、硬度最高的金屬：、硬度最高的金屬：6：熔點最高的金屬：熔點最高的金屬：7：熔點最

11、低的金屬：熔點最低的金屬：8：密度最大的金屬：密度最大的金屬：9：密度最小的金屬：密度最小的金屬：鉻鉻鎢鎢汞汞鋨鋨(Os)鋰鋰金屬之最二、合金二、合金 合金是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而得合金是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而得到的具有金屬特性或者超乎金屬特性的混合物。到的具有金屬特性或者超乎金屬特性的混合物。 生鐵和鋼是鐵的兩種合金，也是使用最多的金屬生鐵和鋼是鐵的兩種合金，也是使用最多的金屬材料。材料。 生鐵的含碳量為生鐵的含碳量為2%4.3%，鋼的含碳量為，鋼的含碳量為0.03%2%。 由于合金的很多性能與組成他們的純金屬不同，由于合金的很多性能與組成他們的純金屬不同，這就使得合

12、金更容易適合不同的用途。因此，日這就使得合金更容易適合不同的用途。因此，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。鋁合金鋁合金 鋁合金的突出特點是密度小、鋁合金的突出特點是密度小、強度高。強度高。Al-Mn、Al-Mg合金合金具有很好的耐蝕性，良好的具有很好的耐蝕性，良好的塑性和較高的強度，稱為防塑性和較高的強度，稱為防銹鋁合金，用于制造油箱、銹鋁合金，用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?。容器、管道、鉚釘?shù)取?新近開發(fā)的高強度硬鋁，強新近開發(fā)的高強度硬鋁，強度進一步提高，而密度比普度進一步提高，而密度比普通硬鋁減小通硬鋁減小15%，且能擠壓，且能擠壓成型，可用作摩托車

13、骨架和成型，可用作摩托車骨架和輪圈等構(gòu)件。輪圈等構(gòu)件。Al-Li合金可制合金可制作飛機零件和承受載重的高作飛機零件和承受載重的高級運動器材。級運動器材。 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認為是被認為是2121世紀的世紀的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易如熔點高、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，即使把它們放在腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈

14、、航天飛機、用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設(shè)備等。船舶、化工和通訊設(shè)備等。鈦金屬腕表鈦金屬腕表鈦合金鈦合金 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來制造，因此可用來制造人造骨人造骨 鈦合金烤瓷牙鈦合金烤瓷牙 形狀記憶合金形狀記憶合金 形狀記憶合金是具有形形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛應(yīng)用于做人造衛(wèi)星廣泛應(yīng)用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關(guān)，斷電的自動控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。料。比較黃銅片和銅片、焊錫和錫的光澤和顏色

15、；將它們互相比較黃銅片和銅片、焊錫和錫的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度?？虅?，比較它們的硬度。性質(zhì)性質(zhì)比較比較現(xiàn)現(xiàn) 象象黃銅黃銅銅銅焊錫焊錫錫錫光澤光澤和顏色和顏色硬度硬度結(jié)論結(jié)論硬度硬度_、熔點、熔點_、_性能也更性能也更好，故合金有更廣泛的應(yīng)用。好，故合金有更廣泛的應(yīng)用。合金的性質(zhì)和組成它的純金屬相比合金的性質(zhì)和組成它的純金屬相比變大變大變低變低抗腐蝕抗腐蝕認真分析表格內(nèi)的數(shù)據(jù)，你能得到什么啟示？認真分析表格內(nèi)的數(shù)據(jù)，你能得到什么啟示？ 純純 金金 屬屬 合合 金金 鉛鉛 鎘鎘 鉍鉍 錫錫 焊錫焊錫武德合金武德合金熔點熔點/0C327 321271232 183 70 啟示啟示

16、 你知道嗎你知道嗎?用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？ 直擊中考鈦和鈦合金是鈦和鈦合金是21世紀的重要金屬材料，它們具有優(yōu)良世紀的重要金屬材料，它們具有優(yōu)良的性能，如熔點高，密度小，可塑性好，機械性能好，的性能，如熔點高，密度小，可塑性好，機械性能好，抗腐蝕能力強，鈦合金與人體很好的抗腐蝕能力強，鈦合金與人體很好的“相容性相容性”。根。根據(jù)它們的主要性能，不合實際的用途是（）據(jù)它們的主要性能，不合實際的用途是（）A用于核潛艇設(shè)備的制造用于核潛艇設(shè)備的制造B用于制造航天設(shè)備用于制造航天設(shè)備C用來做保險絲用來做保險絲D可用來制造人造骨可用來制造人造骨c 1.金屬具有很多共同的物理性質(zhì)。例如，常溫下（除汞外）金屬具有很多共同的物理性質(zhì)。例如，常溫下（除汞外）均為固體；有金屬光澤，大多數(shù)為銀白色。而銅為紫紅色，均為固體；有金屬光澤，大多數(shù)為銀白色。而銅為紫紅色，金為黃色；有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。金為黃色；有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。 2.物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這不是物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這不是唯一的決定因素。我們在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮唯一的決定因素。我們在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易