2023學(xué)年完整公開(kāi)課版新1金屬材料

第二節(jié)金屬材料第1課時(shí)合金導(dǎo)入合金單一金屬（純金屬）合金鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門(mén)鎖學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)識(shí)合金的特征性質(zhì)，了解常見(jiàn)合金的分類、組成和用途；掌握鋁和氧氣反應(yīng)，鋁、氧化鋁和鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的現(xiàn)象、產(chǎn)物與原理通過(guò)通過(guò)物質(zhì)分類的基本模型，從微觀上辨析單一金屬、合金的區(qū)別和共同點(diǎn)，理解單一金屬、合金的異同固體

電和熱

延展銀白

紫紅

黃色液體

金屬

金屬

非金屬

大于

低于

注意合金概念的學(xué)習(xí)：由兩種或兩種以上的金屬與金屬（或非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)必定含有一種及以上的金屬元素例：工業(yè)生產(chǎn)中，常將兩種或多種（或金屬與非金屬）在同一容器中加熱使其熔合，冷凝后得到具有金屬特性的熔合物——合金，這是制取合金的常用方法。僅根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，不宜用上述方法制取的合金是A.Fe—Cu合金B(yǎng).Cu—Al合金C.Al—Na合金D.Cu—Na合金金屬NaKAlCuFe熔點(diǎn)/℃97.563.666010831535沸點(diǎn)/℃883774246725672750即一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另外一種金屬的沸點(diǎn)種類

含量

生成合金的條件結(jié)構(gòu)

硬度純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則摻雜其他原子形成合金微觀上原子的排列不同，導(dǎo)致了宏觀上金屬材料的性能不同認(rèn)識(shí)合金的常見(jiàn)誤區(qū)

（1）誤認(rèn)為合金全部是由金屬構(gòu)成的。事實(shí)上，凡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的物質(zhì)都是合金；盡管合金的許多性能都優(yōu)于純金屬，但并不是說(shuō)其所有性能都比純金屬要好，要根據(jù)實(shí)際需要，靈活選擇使用純金屬或合金。

（2）以為金屬材料都是由金屬單質(zhì)制成的。實(shí)際上，很多金屬材料都是合金，合金具有較純金屬更廣闊的應(yīng)用范圍。

（3）合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。易錯(cuò)警示2%～4.3%0.03%～2%碳素鋼

合金鋼

鐵、碳低碳鋼

中碳鋼

高碳鋼

在碳素鋼里加入一種或幾種合金元素強(qiáng)度硬度

可塑性韌性耐磨

耐腐蝕鎳(Ni)鉻(Cr)抗腐蝕化合物

銀白

小

4Al＋3O2===2Al2O3氧化鋁

資料卡鋁制品的表面處理在空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強(qiáng)。為了使鋁制品適應(yīng)于不同的用途，常采用化學(xué)方法對(duì)鋁的表面進(jìn)行處理，如增加膜的厚度，對(duì)氧化膜進(jìn)行著色等。例如，化學(xué)氧化（用鉻酸做氧化劑）可以使氧化膜產(chǎn)生美麗的顏色。市場(chǎng)上有不少鋁制品是經(jīng)過(guò)這種方法處理的。2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO2－＋3H2↑難

高

Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－===2AlO2－＋H2O

與酸反應(yīng)生成鹽和水與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物為什么生活中很少見(jiàn)到以純鋁為材料的制品？純鋁的硬度和強(qiáng)度都比較小，不適合作為生產(chǎn)生活中的材料使用，使用較多的是具有不同組成和性質(zhì)的鋁合金。硬鋁硬鋁中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它密度小、強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。小

高

抗腐蝕飛機(jī)宇宙飛船

小

新型合金它們都采用新型合金為材料氫氣燃燒：2H2+O2====2H2O點(diǎn)燃?xì)錃庖兹家妆ㄖ迫『蛢?chǔ)存利用的兩大難題一般情況下，H2采用氣態(tài)或液態(tài)存儲(chǔ)，例如在高壓下把H2壓入鋼瓶不安全不方便儲(chǔ)氫合金鈦鐵合金、鑭鎳合金大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物儲(chǔ)氫合金在室溫下，它的吸、放氫氣的速率快通過(guò)加熱，金屬氫化物分解即可得到氫氣新型合金新型合金鐵、鎳、鈷和碳組成的鎳鈷合金是一種耐熱合金，能夠承受住1100℃的高溫，并能在高溫下長(zhǎng)期工作需要高強(qiáng)度、抗壓性能好鈦合金強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，耐熱性高稀土金屬用途廣泛的稀土金屬~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，他們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71（從鑭至镥，稱為鑭系元素）的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土元素在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽(yù)為新材料的寶庫(kù)。

稀土金屬既可單獨(dú)使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬?gòu)V泛應(yīng)用在冶金、石油化工、材料工業(yè)（電子材料、熒光材料、發(fā)光材料、永磁材料、超導(dǎo)材料、染色材料、納米材料、引火合金和催化劑等）、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。我國(guó)是稀土資源大國(guó)。到目前為止，我國(guó)的稀土儲(chǔ)量、稀土產(chǎn)量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。我國(guó)化學(xué)家徐光憲院士與其研究團(tuán)隊(duì)在稀土元素