资源简介

(共18张PPT)
第二节 金属材料
第三章 铁 金属材料
第1课时：铁合金　铝和铝合金　新型合金
金属材料的发展历史
任务一 金属材料 铁合金
思考1：日常使用的金属材料为什么大多数都属于合金？
合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热熔合而成的具有
金属特性的物质。
合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素
2.定义
物理变化，并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金
具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性等
纯净物，只有一种金属
混合物，由金属与其他金属或非金属组成
纯金属
合金
1.金属材料
任务一 金属材料 铁合金
3.合金的性能：
具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬 度、熔点不同于其成分金属。
不锈钢护栏
铁制护栏
①具有金属通性
④硬度大于各成分金属
③熔点低于各成分金属
②导电性和导热性低于各成分金属
⑤其抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属
合金的物理性质通常不同于它的成分金属！
合金的化学性质通常相同于它的成分金属！
任务一 金属材料 铁合金
思考2：合金的硬度为什么会大于成分金属，熔点低于成分金属呢？
宏观性质
微观结构
决定
决定
用途
任务一 金属材料 铁合金
4.铁合金：指铁（含量高）与其他金属或非金属熔合而成的一类合金。
生铁
钢
铁合金
含碳量不同
含碳量在2％～4.3％之间
含碳量在0.03％～2％之间
硬度大、性脆、抗压、可以铸造成型、几乎不可可以锻轧
塑性好、强度高、韧性好、机械性能好、抗冲击力强，
可以锻轧和铸造
钢是用量最大、最广的合金
制造机座、管道的重要材料
广泛用于制造机械和交通工具
任务一 金属材料 铁合金
含碳量越低，韧性越好，硬度越低；
含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
钢
碳素钢
合金钢
(特种钢)
低碳钢
（含碳量低于0.3%）
中碳钢
（含碳量为0.3%-0.6%）
高碳钢
（含碳量高于0.6%）
钢丝（低碳钢）
钢轨（中碳钢）
刀具（高碳钢）
不锈钢是最常见的合金钢，其合金元素是Cr和Ni
任务二 铝和铝合金
1.铝的原子结构
易失去3个电子
Al3+
还原性
Al
铝是地壳中含量最多的金属元素。铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的氧化铝(俗称刚玉)薄膜，保护内部金属不受腐蚀。
问题：铝较活泼，为什么生活中广泛使用铝合金制品？
任务二 铝和铝合金
2.铝和氧化铝的性质
在一支试管中加入5 mL盐酸，再向其中放入一小块铝片，观察现象。一段时间后，将点燃的木条放在试管口，你观察到什么现象
实验现象
化学方程式
结论
铝片逐渐溶解，有无色气泡冒出，将点燃的木条放在试管口有爆鸣声
Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O
2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑
Al2O3和铝均能与盐酸发生反应
任务二 铝和铝合金
2.铝和氧化铝的性质
在两支试管中分别加入少量NaOH溶液，然后向其中一支试管中放入一小块铝片，向另一支试管中放入用砂纸仔细打磨过（除去表面的氧化膜）的一小块铝片。观察现象。一段时间后，将点燃的木条分别放在两支试管口，你观察到什么现象
实验现象
化学方程式
结论
试管①中铝片逐渐溶解，一开始无气泡，一段时间后，有无色气泡冒出，试管②中铝片逐渐溶解，立即产生无色气泡，将点燃的木条放在试管口，都有爆鸣声
Al2O3＋2NaOH＋3H2O=2Na[Al(OH)4]
2Al＋2NaOH＋6H2O=2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Al2O3和铝均能与NaOH溶液发生反应
任务二 铝和铝合金
Al2O3：两性氧化物
既能与酸反应生成盐和水，又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。
Al2O3＋2NaOH＋3H2O==2Na[Al(OH)4]
Al2O3＋6HCl==2AlCl3+3H2O
问题：铝制餐具为何不易用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食品？
Al和Al2O3均能与酸、碱反应，因此铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。
问题：为什么生活中很少见到以纯铝为材料的制品？
纯铝的硬度和强度都比较小，不适合作为生产生活中的材料使用，使用较多的是具有不同组成和性质的铝合金。
任务二 铝和铝合金
3.铝合金
“会飞的金属”
向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
任务三 新型合金
1.储氢合金
能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。
储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。
Ti-Fe合金
La-Ni合金
2.钛合金
钛合金强度高、好、高。主要用于制作飞机发动机压气机，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
任务三 新型合金
3.耐热合金
高温使用环境条件下，具有组织稳定和优良力学、物理、化学性能的合金。包括耐热钢、耐热铝合金、耐热钛合金、高温合金、难熔合金等。耐热合金在高温下具有一定拉伸、蠕变、疲劳性能等。
4.记忆合金
组成：镍（Ni）-钛(Ti)；性能：形变后遇高温（或低温）恢复形状。
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)合金中不可能含有非金属元素。(　　)
(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。(　　)
(3)合金中各元素的含量一定，所以合金是纯净物。(　　)
(4)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。(　　)
(5)两性氧化物是既有酸性又有碱性的氧化物。(　　)
(6)等质量的Al与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应，生成的H2的物质的量相同。(　　)
(7)等物质的量的盐酸、NaOH溶液与足量Al充分反应，生成的H2的物质的量相同。(　　)
课堂练习
×
×
×
√
×
√
×
课堂练习
纯铁的熔点为1 535 ℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在 1200 ℃左右就熔化了，这是因为
A．铁的纯度越高，熔点越低
B．合金的熔点一般比其成分物质的熔点低
C．形成了铁碳合金，所以熔点变高
D．在高炉内熔化的过程中发生了化学反应
B
课堂练习
关于铝及其合金的说法正确的是
A. 常温下铝具有较强的抗腐蚀性主要原因是铝不活泼
B. 镁铝合金的密度大、强度高,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料
C. 铝单质在化学反应中容易失去电子,表现出还原性
D. 向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
C
课堂练习
下列关于新型合金材料说法不正确的是
A. 镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
B. 钛合金生物相容性好,强度大,可作人造骨骼
C. 形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状
D. 利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金
D

展开更多......

收起↑