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第一单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
一、金属
1、金属材料：纯金属（90多种）、合金（几千种）
2、人类应用金属的先后顺序：铜-铁-铝
3、金属年产量排序：铁、铝、铜。（铝的利用要比铜和铁晚得多，但由于铝的额密度小，具有优良的抗腐蚀等性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜位于铁之后，居第二位）
4、金属的物理性质：
共性：金属在常温下为固体、有金属光泽、有导电性、导热性、延展性、密度较大、熔点较高。
特性：常温下汞为液体，大多数金属呈银白色（但铜为紫红色，金呈黄色，铁粉为黑色）。
5、金属之最
（1）地壳中含量最高的金属元素：铝
（2）硬度最高的金属：铬（Cr）
（3）目前世界年产量最高的金属：铁
（4）导电、导热性最好的金属：银（Ag）
（5）人体中含量最高的金属元素：钙
（6）熔点最高的金属：钨
（7）熔点最低的金属：汞
（8）密度最大的金属：锇
（9）密度最小的金属：锂
（10）人类使用最早的金属：铜
（11）人类使用最早的金属材料：青铜
（12）体温计中填充的金属：汞
（13）暖气片的表面刷的“银粉”实际上是金属：铝
（14）21世纪重要的金属材料：钛（Ti）和钛合金
6、简单题涉及到的知识点：
（1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
铁的硬度比铝大。
（2）银的导电性比铜好，为什么一般电线用铜制而不用银制？
铜也有良好的导电性，而银的价格比铜高且银的密度大不易架设。
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
钨的熔点比锡高，用钨丝不易熔化。如果用锡制的话，灯丝会熔化。
（4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎么样？
铬的硬度比铁大、耐磨、美观又防锈，可延长水龙头的使用寿命。金比铬的成本高且金硬度小，不耐磨。
（5）很多宝石为什么绚丽多彩？很多宝石内含有某些金属离子，才使它们变得更加绚丽多彩。
二、合金
1、定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的混合物。
注意：合金一定是混合物，合金中一定含有金属，可能含有非金属。
2、合金与纯金属性能的比较
（1）合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。
（2）合金的强度和硬度一般要比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好。
3、合金比纯金属应用广泛的原因：
合金的硬度和强度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能更好。
4、不锈钢与纯铁相比的优良性能
不锈钢比纯铁硬，且比纯铁抗腐蚀性能好。
5、家庭小实验
淬火和回火是金属热处理中常用的两种方法，经过淬火后的钢，其硬度和耐磨性增强，塑性和韧性却降低。淬火后的钢针不能弯曲，淬火后的钢经过回火后，其韧性可部分恢复，可弯曲。
6、常见的合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
生铁 含碳量2%-4.3% 注：生铁和钢的主要区别是含碳量不同
钢 含碳量0.03%-2%
不锈钢 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具
焊锡 Sn、Pb 熔点低 焊接金属
黄铜 Cu、Zn 强度高、耐腐蚀 机器零件、仪表
青铜 Cu、Sn 强度高、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 Cu、Ni 光泽好、耐磨、耐腐蚀 钱币、代替银做饰品
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
18K黄金 金（75%）、银、铜 14K黄金表示含量达到58.3%；24K黄金可看做纯金属，属于纯净物
武德合金 铅、镉、铋、锡 熔点低 制作电路的保险丝
钛合金 钛 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好 人造骨骼-钛合金
注：（1）形状记忆合金：钛、镍合金 （2）用来铸造硬币合金

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