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(共46张PPT)
第1课时 合金
第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
人教版化学必修第一册
商朝
后母戊鼎
东汉
马踏飞燕
春秋
铜柄铁剑
新课导入
鸟巢体育馆
神舟十六
“奋斗者”号载人潜水器
新课导入
截止2023年1月22日，“奋斗者”号载人潜水器累计下潜159次，其中万米级下潜25次。
2023年3月11日，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务。从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜载人潜水器不断挑战洋底最深处的极限。
人教版《九年级下册化学》第4页
如果在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可
以制得金属特征的合金。
【思考】已知铜的熔点为1083 ℃，钠的沸点为883 ℃，
请问铜与钠能否形成合金？
合金的定义：两种或两种以上的金属或金属跟非金属熔合而成具有金属特性的物质。
当一种金属的熔点超过另一种金属的沸点时，不可能
形成合金。
特点：硬度会比其成份金属大，熔点一般比成份金属低。
问题1：结合结构模型解释合金的硬度为什么比纯金属大？
纯金属结构模型
合金结构模型
初步认识
合金的结构、性质和应用
宏观性质
硬度
熔点
……
微观结构
原子
大小和排列
用途
决定
决定
【任务1】列举常见的金属材料，想一想其性能与应用。
铁合金、铝合金、铜合金……
生铁和钢的应用
【任务2】请结合数据分析生铁和钢的含碳量与性能的关系。
铁合金 含碳量 性能
生铁 2%～4.3% 硬度大，抗压，性脆，可铸造
钢 0.03%～2% 良好的延展性，机械性能好，可锻造
含碳量
性能
【任务3】分别用于制作钢丝和钢轨的钢含碳量有差异吗？请查看课本分析哪一种含碳量高？
ω(C) 0.3%
0.3%<ω(C)<0.6%
了解碳素钢的类型
低碳钢（ω(C) 0.3%）
中碳钢（ω(C) 0.3%～0.6%）
高碳钢（ω(C) >0.6%）
碳素钢
（Fe、C）
含碳量
【任务4】请结合数据分析碳素钢的含碳量与性能的关系。
低碳钢 ω(C) 0.3% 韧性、焊接性好，
强度低
中碳钢 ω(C) 0.3%～0.6% 强度高，韧性及
加工性好
高碳钢 ω(C) >0.6% 硬而脆，热处理
后弹性好
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
【问题2】用于制作防护网的钢丝和制作捕鱼网兜的钢丝含碳量有差异吗？如果有差异，哪一种含碳量高呢？
防护网钢丝
鱼网钢丝
ω(C) 0.3%
ω(C) 0.25%
降低
含碳量
进一步认识
合金的结构、性质和应用
宏观性质
韧性
强度
微观结构
元素
组成与含量
用途
决定
决定
各种各样性能的钢
不锈钢炊具
锰钢铁轨
钨钢钻头
……
了解合金钢
不锈钢（Cr 18％、Ni 8％）
锰钢（Mn 12％、Si 0.7％）
钨钢（W 18％）
合金钢
（特种钢）
碳素钢
添加
元素
钢中合金元素的主要作用
资料卡片
铁合金的分类
生铁
2％～4.3％
钢
0.03％～2％
铁
合
金
碳素钢
低碳钢 0.3%
中碳钢 0.3%～0.6%
高碳钢 >0.6%
合金钢
不锈钢
锰钢
钨钢
……
含碳量
元素
组成
含碳量
元素
组成
“硬铝”（含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%）
带翼的金属 —— 硬铝（一种铝合金）
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。
【问题3】为什么铁合金、铝合金是生活、生产中使用最广
泛的金属材料？能否从原料来源的角度进行解释？
金属单质
自然资源
（金属矿物）
合金
应用
调整组成
熔和
分离
转化
深入认识
合金的结构、性质和应用
性质
熔合条件
组成结构
用途
决定
决定
物理、
化学、
机械性能
元素
种类、含量
相应
应用领域
时间、温度等
金属材料的发展——新型合金
储氢合金、钛合金、耐热合金、记忆合金……
【任务5】请阅读课本83页，看看介绍了哪些新型合金？
储氢合金
（1）氢能的利用关键要解决什么问题？
（2）储氢合金的储氢原理是什么
安全储存和运输问题。
能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，受热又会分解放出氢气。
氢气与汽油两用车上的储氢装置
Ti- Fe合金、La-Ni合金等
了解储氢合金工作原理
储氢合金
金属氢化物
常温、常
压吸收H2
升温或减
压释放H2
人造骨头
“蛟龙”号
“奋斗者”号
钛合金
钛合金强度高、耐腐蚀性好、耐热性高。生物相容性好。
钛合金主要用于制作飞机发动机及压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。
钛：银白色金属光泽，密度4.5g/cm3，熔点1725℃，沸点3260℃。具有良好的延展性。在常温下，钛的外形很像钢铁，但远比钢铁坚硬，而重量只有同样大小的钢铁的一半。安然无恙“躺”在各种强酸、强碱中；连最凶猛的酸—王水，也不能腐蚀它。
目前，钛合金70%用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。这是因为钛的冶炼比较困难，冶炼钛要在高温条件下，而高温时钛的化学性质变得活泼，需用惰性气体保护，还要使用不含氧的材料，工艺要求，冶炼成本高于铁或铝。
耐热合金
在高温下具有高的抗氧化性与持久强度的合金，也叫高温合金。
喷气式飞机的发动机叶片
由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金，能承受1100℃的高温。
神奇的形状记忆合金
形状记忆合金
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，以及牙齿矫正等医疗材料。
稀土金属(冶金工业的维生素)p84
范围：元素周期表中原子序数从57～71（镧系元素）
和钪、钇，共17种元素。
课堂练习
1.判断正误
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物(　　)
(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高(　　)
(3)青铜比纯铜的硬度低(　　)
(4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同(　　)
(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(　　)
课堂练习
2．下列关于合金的说法中，正确的是 (　　)
A．合金的熔点一定比各成分金属的低
B．在我国使用最早的合金是钢
C．生铁的含碳量为0.03%～2%
D．稀土金属可以用于生产合金
课堂练习
3．目前用量最大、用途最广的合金是___，根据其化学成分，可分为___和___两大类。不锈钢在空气中比较稳定，不易生锈，有很强的抗腐蚀能力，其合金元素主要是___。
课堂练习
4. 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
课后作业
2、完成课后巩固练习题。
1、自我梳理本节课知识点，根据知识清单，整理笔记。
CONTENTS
PART 1 铁合金
PART 2 铝和铝合金
PART 3 新型合金
PART 4 物质的量在化学方程式
计算中的应用
课时安排
第一课时 合金
第二课时 铝及其化合物
第三课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
人教社化学答疑
教学目标
1.通过合金的学习培养学生深刻认识化学对人类美好生活的重大贡献，培养学生强大的社会责任感。
2.从结构角度认识合金及其性能，理解结构决定性质，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。
1.认识纯金属与它们的合金在性能上的主要差异。
2.知道生活、生产中常见合金如铁合金的主要成分、性能及用途。
3.了解新型合金的成分及用途。
核心素养
谢谢聆听

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