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(共43张PPT)
课题1 金属材料
目录
CONTENTS
新知学习
3
新课引入
2
随堂练习
5
学习目标
1
课堂小结
4
1.了解金属发展史，知道金属、金属材料在人类生产生活和社会发展中的重要作用，形成合理使用金属材料的观念
2.知道金属具有一些共同的物理性质，认识金属的性质与用途的关系，建立物质性质决定物质用途的化学观念
3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能
重难点
重点
学习目标
新课引入
鸟巢
港珠澳大桥
奋斗者号载人潜水器
神舟十八载人飞船
金属材料对促进社会发展、改善人类生活发挥了巨大的作用。
三星堆出土的青铜大面具
(距今已有3 000余年的历史)
山西永济黄河铁牛
(铸造于724年)
铝制品
(铝的使用在100多年前)
新知学习
观察下列图文信息，你发现了什么？
人类使用金属材料的历史十分悠久。
人类利用金属的先后顺序：铜→铁→铝。
人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用为标志的。
石器时代
1
三星堆出土的青铜大面具
青铜器时代
2
山西永济黄河铁牛
3
铁器时代
打制石器
1.说一说你身边的金属制品
小组讨论：
不锈钢汤勺
铝制蒸锅
扳手、铁锤
铝合金门窗
充电器接口
水龙头
不锈钢菜刀
自行车车架
2.你能说出它们的材质吗？
小组讨论：
铝
铁
铜
不锈钢
小贴士：
有些物质虽然含有金属元素，但不是金属材料，如Fe3O4、MnO2、NaCl等，因为它们不具有金属的物理特性。金属材料中至少含有一种金属单质。
金属材料是指用纯金属或合金等制成的材料。
观察下列金属及其制品，它们的外观有什么异同？
铜(Cu)
金(Au)
铁(Fe)
银(Ag)
金属有颜色、有光泽
汞(Hg)
Ⅰ 常见金属的物理性质
铜、铁、银、金为固体；汞为液体
相同点
不同点
金属的光泽在生活中有什么用途？
用途：制首饰、金属纽扣、“金粉”对联等。
性质
用途
决定
体现
铁、铝、铜可制导线，这说明了金属具有什么性质？
铁导线
铝芯线
铜电缆
金属能够导电
性质
用途
体现
决定
铁锅、铝锅、铜火锅可以用来炒菜、烧水、涮肉，这说明了金属具有什么性质？
金属能够导热
性质
用途
体现
决定
铁、铜、铝能拉成丝，也能展成薄片，这说明了金属具有什么性质？
金属有延展性
性质
用途
体现
决定
金属的物理性质(共性)
常温下，大多数金属为固体
有颜色、具有金属光泽
大多数金属具有良好的导电性、导热性、延展性
总结：金属的物理性质(共性)
一些金属物理性质的比较
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导 电性为100作标准) 银 铜 金 铝 铁 锌 铅
(优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良)
密度/(g·cm-3) 金 铅 银 铜 铁 锌 铝
(大) 19.3 11.3 10.5 9.0 7.9 7.1 2.7 (小)
熔点/℃ 钨 铁 铜 金 银 铝 锡
(高) 3 414 1 538 1 085 1 064 962 660 232 (低)
硬度(以金刚石的 硬度为10作标准) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅
(大) 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 (小)
铝 Al
地壳中含量最高的金属元素 　
钙 Ca
人体中含量最高的金属元素
银 Ag
导电、导热性最好的金属
铬 Cr
硬度最大的金属
铁 Fe
目前世界年产量最高的金属
汞 Hg
熔点最低的金属
钨 W
熔点最高的金属
不同金属的物理
性质有差异！
金属之最
常温下，大多数金属为固体，但汞是液体
大多数金属呈银白色，
但铜(Cu)呈紫红色，金(Au)呈黄色
不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别较大
金属的物理性质(特性)
颜色不同
状态不同
不同金属同一
物理性质有差异
总结：金属的物理性质(特性)
金属的物理性质 金属的用途
有金属光泽 制装饰品(项链、戒指)
易导电 制电线、电缆
易导热 制炊具
有良好的延展性 拉成丝、制成箔
性质
用途
决定
体现
总结：金属的性质和用途
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
2.银的导电性比铜的好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
因为铁的硬度大于铝。铝的硬度较小，若菜刀用铝制，容易卷刃，而锤子用铝制，很易变形。
银的价格比铜的价格贵。
思考：
3. 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制，可能会出现什么情况？
灯泡里的灯丝用钨制是由于钨有较高的熔点，且易导电。如果用锡制，通电后灯丝易因温度升高而熔断。
总结：决定物质用途的因素
决定和影响金属用途的因素
价格高低
资源是否丰富
是否美观
使用是否便利
废料是否易于回收
对环境的影响
决定因素
金属的性质
影响因素
“神舟十七号”发射
发射火箭时，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。并且发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受四千摄氏度以上的高温。仅有的纯金属材料已经远远不能满足航空航天技术的需求。因此合金材料广泛应用于航空航天。
Ⅱ 合金
在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金。
至少含有一种金属
物理变化
纯金属
金属
合金
金属
其他金属或非金属
纯金属和合金的性质有什么差异呢？
比较合金和纯金属的硬度
实验
8-1
性质比较 现象
黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和颜色
硬度
结论
合金与组成金属的物理性质有差异，一般合金的硬度大于其组分金属的硬度
黄铜的硬度比铜的大
硬铝的硬度比铝的大
有光泽，黄色
有光泽，紫红色
有光泽，银白色
有光泽，银白色
根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
纯金属或合金 纯金属 合金
铅 铋 锡 镉 焊锡 伍德合金
熔点/℃ 327 271 232 321 183 70
启示
合金的熔点一般低于组成它们的纯金属的熔点
你都知道哪些合金呢？
含碳量为0.03% ～ 2%
不锈钢中还含有铬、镍等
含碳量为2% ～ 4.3%，还含有硅、锰等
生铁
钢
铁合金
常见的合金
自行车钢材车架
铸铁锅
你还知道其他的铁合金吗？
容器
医疗器械
炊具
其他的铁合金
不锈钢的主要用途
锰钢的主要用途
钢轨
挖掘机铲斗
坦克装甲
合金 主要成分 主要性能 主要用途
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机械零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机械零件，如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
黄铜
青铜
白铜
铜合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船
铝合金
火箭
飞机
轮船
合金 主要成分 主要性能 主要用途
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品
其他几种常见的合金
金饰品
锡焊
锡焊
钛和钛合金熔点高、密度小(钛的密度仅为4.5 g/cm3)、可塑性好、机械性能好等。其抗腐蚀性能远优于不锈钢。
钛和钛合金
航天器
火箭
钛合金反应釜
钛和钛合金
用来制造人造骨
钛合金与人体具有很好的相容性，用来制造人造骨。
与组成它们的纯金属相比
与组成它们的纯金属相比
合金的性能
强度和硬度更高
抗腐蚀性更强
熔点低
三增
一降
合金的性能
总结
超薄不锈钢精密箔材
焊接火箭发动机喷管
我国多项重点工程的成功建设离不开金属材料的贡献。除此之外，也凝聚了无数劳动者的智慧和努力。这些成就体现了大国工匠们的精湛技艺和深厚的工匠精神。
箔材厚度仅为0.015mm
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正器等医疗器械。
形状完全恢复
将天线揉成团
形状开始恢复
制成天线
降温
升温
升温
用钛镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
课堂小结
纯金属
金属材料
合金
大多数为固体
具有金属光泽
具有良好的导电性、导热性、延展性
共性
+特性
颜色不同
状态不同
导电性、导热性、延展性等不同
性质
用途
决定
体现
作首饰
作导线
作厨具
制铝箔
概念
铁合金
在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金
生铁：含碳量为2%~4.3%
种类
钢：含碳量为0.03%~2%
其他合金，如铝合金、铜合金、钛合金等
性质
合金的强度和硬度一般比组成他们的成分金属高，抗腐蚀性能更好
合金的熔点比组成它的纯金属低
合金
随堂练习
1. (2023江苏苏州)中华文明源远流长，文物承载着文明的记忆。下列苏州博物馆馆藏文物中主要由金属材料制成的是
(　　)
C
中华优秀传统文化
2. (2023江西)大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01 mm铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有(　　)
A. 密度小 B. 导电性
C. 导热性 D. 延展性
D
3.科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是(　　)
A
熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性
2500 ℃ 3g/cm3 与钢相似 良好 良好 优异
A. 用于焊接金属 B．制造航天飞机
C. 制外科手术刀 D．用于通信设备
4. (教材P5图改编)合金是重要的金属材料。
(1)如图，将黄铜(铜锌合金)和纯铜片相互刻画，发现在M金属片上划痕较浅，N金属片上划痕较深，则属于黄铜的是________(填“M”或“N”)。
(2)“神舟十五号”载人飞船的建造使用了大量的高强度钛合金，钛合金的硬度___(填“＞”或“＜”)金属钛的硬度。
(3)自行车的支架一般用钢制而不用纯铁制的原因是__________________。
M
＞
钢的硬度大于纯铁
5. 《天工开物》是我国明朝著名科学家宋应星编写的一部综合性的科学技术著作，其中很多内容与金属有关。阅读下列文字片段，回答问题：
(1)“每红铜六斤，入倭铅四斤，先后入罐熔化，冷定取出，即成黄铜。”由此可知黄铜的硬度比铜______，熔点比“倭铅”______。
大
低
中华优秀传统文化
(2)“凡铁分生、熟，出炉未炒则生，既炒则熟。生熟相和，炼成则钢。”将生铁炼成钢的过程，主要是降低了生铁中的________。
(3)“其器冶铁锥……其尖使极刚利”，“铁锥”为开挖盐井的工具，利用了铁的物理性质是_________；所取盐井水“入于釜中煎炼，顷刻结盐”，“釜”指生铁制作的铁锅，生铁属于________(填“金属”或“非金属”)材料，“煎炼”过程中利用了铁的________性。
含碳量
硬度大
金属
导热

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