第四節(jié)用途廣泛的金屬材料

第四節(jié)用途廣泛的金屬材料第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月合金的廣泛應(yīng)用第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一、金屬元素的概述1、金屬元素的種類2、金屬元素在周期表中的位置和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）位置：（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：最外層電子數(shù)：一般少于4個(gè)。第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月3、金屬單質(zhì)的物理通性狀態(tài)：汞是液體，其余為固體顏色：大多為銀白色，少數(shù)有特殊顏色，塊狀金屬有金屬光澤。密度、硬度、熔點(diǎn)：不同金屬差別較大有延性和展性，導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性金屬的化學(xué)性質(zhì)：

M-ne-=Mn+、(粉末狀的一般呈暗灰色或黑色）第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月4、金屬的差異性：金屬的密度、硬度和熔點(diǎn)等性質(zhì)的差別卻很大。5、金屬的分類：（1）重金屬和輕金屬；（2）常見金屬和稀有金屬；（3）有色金屬和黑色金屬。第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬黑色金屬有色金屬(通常包括鐵、錳、鉻以及它們的合金)應(yīng)用最廣的金屬1、重要的黑色金屬材料鋼鐵2、幾種有色金屬材料:金、銀、銅第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月金屬元素之最①密度最大的金屬是鋨（Os）；②硬度最大的金屬是鉻（Cr）；③熔點(diǎn)最高的金屬是鎢（W）；④熔點(diǎn)電低的金屬是汞（Hg）；⑤延性最好的金屬是鉑（Pt）；⑥展性最好的金屬是金（Au）；⑦地殼中含量最多的金屬是鋁；⑧殺菌能力最強(qiáng)的是銀；⑨最活潑的金屬是銫；最穩(wěn)定的是金。第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月我們很少使用純金屬，而主要使用合金。鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門鎖第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月二、常見合金的重要應(yīng)用1、合金：兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。

硬度大于各成分金屬

熔點(diǎn)低于各成分金屬一般來說，第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月銅合金所含主要元素

性能

用途

青銅

黃銅

白銅CuSnPbCuZnCuNiZn

硬而脆，強(qiáng)度大耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。不易生銅綠零件軸承齒輪

儀表日用品精密儀器裝飾品青銅是我國最早使用的合金

銅合金第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月１、銅合金：我國使用最早的合金青銅（含錫、鉛）司母戊鼎青銅：主要含銅和錫，有良好的強(qiáng)度和塑性、耐磨、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件如軸承、齒輪等。第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月黃銅：主要含銅和鋅，有良好的強(qiáng)度和塑性、易加工、耐腐蝕，主要用于制機(jī)器零件、儀表和日用品。第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月工業(yè)上常用銅合金來制造各種機(jī)械零件第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月馬踏飛燕麒麟斗牛象尊第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月鋼第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月2、鐵合金生鐵鋼（含碳量在2％～4.3％之間,還含硅、錳及少量硫、磷）碳素鋼{低碳鋼（含碳0.3％～0.6％）高碳鋼（含碳0.03％～0.3％）中碳鋼（含碳0.6％～2％）合金鋼：在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷等合金元素(如不銹鋼)鋼的含碳量越低，韌性越好，硬度越低；含碳量越高，韌性越差，硬度越高。鋼:用量最大,用途最廣的合金根據(jù)含碳量第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月鋁合金特點(diǎn)：密度小，強(qiáng)度大第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月其它幾種常見合金的組成、性質(zhì)和用途名稱組成主要性質(zhì)主要用途鋁合金含有10%~30%的鎂硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)硬鋁含銅4%、鎂0.5%、錳0.5%、硅0.7%硬度和強(qiáng)度都比純鋁和純鎂大火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)鈦合金含鋁6%、釩4%耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度用于飛機(jī)、宇航、化學(xué)工業(yè)金合金加入銀、銅、稀土元素等有光澤、易加工、耐磨耐腐蝕金飾品、電子元件、錢幣、筆尖第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）形狀記憶合金新型材料（2）儲(chǔ)氫合金（3）輕質(zhì)合金（4）超耐熱合金第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)視野：用途廣泛的稀土金屬

稀土元素是鑭系元素系稀土類元素群的總稱，包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu，共17個(gè)元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化，用途各異的新型材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素，和神奇的新材料寶庫。”我國稀土資源占世界稀土資源的80%，以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3600萬噸，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國稀土資源分南北兩大塊?！狈剑狠p稀土資源，集中在包頭白云鄂博特等地，以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素；——南方：中重稀土資源，分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省，以罕見的離子態(tài)賦存與花崗巖風(fēng)化殼層中，主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、

第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月釔和鑭、釹等元素。

稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料，如稀土永磁材料，稀土鎳氫電池材料，稀土熒光材料，稀土催化劑。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)，開發(fā)新能源，治理環(huán)保和國防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（釹鐵硼永磁）是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體，它被稱“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機(jī)，工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)備、儀器儀表。航天航空通訊，醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。稀土永磁材料用于電機(jī)，使設(shè)備小型化，輕型化，同等功率的電機(jī)，體積和重量減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī)，節(jié)電率可達(dá)12-15%，真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈，節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場(chǎng)、體育場(chǎng)館和第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)合型材料

能將全波段的紫外光(UV-A320-390nm、UV-B280-320nm、UV-C280nm以下)全部吸收，轉(zhuǎn)化為對(duì)生命體無害的綠光，及對(duì)植物生長(zhǎng)有利的藍(lán)、紅光。稀土高分子發(fā)光材料第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月其部分實(shí)物圖如下所示：吸收紫外光稀土高分子發(fā)光材料第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)視野：第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月不銹鋼拓展知識(shí)面：為了防銹又在合金中加入鉻和鎳，這種鋼稱為不銹鋼。不銹鋼通常是指含鉻量在12—30%的合金鋼。不銹鋼外觀呈微灰色或銀白色。結(jié)構(gòu)緊密，不易氧化生成氧化鐵，故有不銹之稱。不銹鋼是能抵抗酸、堿、鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱。在合金中以鉻為主，有的還加入鎳鉬、鈦等元素，以提高抗腐蝕性能。常見的鉻不銹鋼其含鉻量在12%以上，鎳鉻不銹鋼含鉻為18%，含鎳為8%，鎳鉻不銹鋼的抗蝕性能較鉻不銹鋼更好。第26頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月