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专题9 金属与人类文明
第三单元 金属材料的性能及应用
化学　
2
1、通过金属材料和合金应用案例的分析，初步认识金属的组成与其性能的关系；
2、认识化学发展对人类社会可持续发展的重要贡献。
金属材料有哪些性能？
生活中常见的金属是纯金属吗？
合金有哪些特性？
金属材料因其优良的性能，在改善人类生活、促进生产力发展的过程中发挥了巨大的作用，有力地推动了人类文明的进程。
金属材料的性能
1、力学性能：如延展性、硬度、塑性等。
2、物理性能：如密度、熔点、导电性、导热性等。
3、化学性能：如耐酸碱性、抗氧化性等。
合金
1、定义：将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）共熔所制得的金属材料。
2、特点：①硬度大；②熔点低；③导电性和导热性差；④化学性质不变。
目前用量最大的合金为铁合金，其种类繁多，用途广泛。而铝合金也由于其优异性能，使用量仅次于钢，发展前景广阔。
1、铝合金有哪些优点？
优点：密度小、强度高、塑性好、制造工艺简单、成本低、抗腐蚀能力强。
2、铝合金可用在哪些方面？
用途：在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中都得到广泛的应用。
传统无机非金属材料
陶瓷
玻璃
原料：石英砂、石灰石、纯碱
成分：Na2O·CaO·6SiO2
水泥
新型无机非金属材料
半导体材料——硅
1、存在形式：硅在自然界中主要以化合态存在(如硅酸盐或二氧化硅)，在地壳中仅次于氧。
2、物理性质：晶体硅为灰黑色、硬而有金属光泽的固体，具有较高的熔点和密度。
①Si+2F2=SiF4
②Si+4HF=SiF4 ↑+2H2↑
③Si+ 2NaOH + H2O = Na2SiO3 +2H2↑
3、化学性质
⑵高温下，能与氧气、卤素、氮、碳等非金属作用，也能同某些金属作用。
⑴常温下，化学性质稳定，只与强碱、氟化氢、氟气反应
4、硅的用途：硅的导电性介于导体与绝缘体之间，常用作半导体材料。也可用于制作太阳能电池板。
光导纤维——二氧化硅
光导纤维做成的光缆可用于通信，它的传导性能良好，传输信息容量大，可代替普通金属通信电缆，节约大量有色金属。
1、二氧化硅的存在形式
2、二氧化硅的性质
①物理性质：固体，熔沸点高，硬度大，不溶于水。
②化学性质：酸性氧化物
Ⅰ与强碱反应：
SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3（工业粘合剂）+ H2O
Ⅱ与碱性氧化物反应:
高温
SiO2+CaO === CaSiO3
Ⅲ 与HF的反应（雕刻玻璃）：
SiO2+4HF = SiF4↑+2H2O
Ⅳ与碳酸钠、碳酸钙反应（制玻璃的反应原理）：
Na2CO3+ SiO2 === Na2SiO3+CO2↑ CaCO3 + SiO2 === CaSiO3+CO2↑
高温
高温
3、二氧化硅的用途——硅的制备
新型陶瓷材料
高温结构陶瓷
Al2O3陶瓷
Si3N4陶瓷
功能陶瓷
压电陶瓷
典型例题

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