課題課題1 1 金屬材料金屬材料聰明靠努力學(xué)習(xí)，聰明靠努力學(xué)習(xí)，知識靠平日積累。知識靠平日積累。 金屬材料金屬材料純金屬純金屬合合 金金 司母戊鼎司母戊鼎是中國目是中國目前已發(fā)現(xiàn)的最重的前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器。司母戊鼎青銅器。司母戊鼎含銅含銅84.7784.77、錫、錫11.6411.64、鉛、鉛27.927.9。充分顯示出商代青充分顯示出商代青銅鑄造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)銅鑄造業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)水平。模和技術(shù)水平。 秦陵銅車馬秦陵銅車馬嚴(yán)格按真車馬的制作嚴(yán)格按真車馬的制作 。造型精美，比例恰當(dāng)，裝飾華麗，工藝精造型精美，比例恰當(dāng)，裝飾華麗，工藝精湛，形體龐大，所以很多專家學(xué)者把它稱湛，形體龐大，所以很多專家學(xué)者把它稱之為之為“青銅之冠青銅之冠”。 秦陵銅車馬秦陵銅車馬 中國雕塑史上的不朽之作。中國雕塑史上的不朽之作。 19841984年，定為中國旅游標(biāo)志圖形。年，定為中國旅游標(biāo)志圖形。 20022002年，年， “馬踏飛燕馬踏飛燕”的仿制品作為的仿制品作為國禮贈布什。國禮贈布什。 鐵耙鐵耙 兩漢時期兩漢時期 西漢農(nóng)具西漢農(nóng)具一架波音一架波音767767大型大型飛機(jī)約由飛機(jī)約由70%70%的鋁的鋁及其合金構(gòu)成。及其合金構(gòu)成。2020世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用可作人造骨的鈦合金可作人造骨的鈦合金常見的金屬：常見的金屬：鐵、銅、鋁、鋅、金、汞、鎢等鐵、銅、鋁、鋅、金、汞、鎢等 銅和鐵是人類使用較早的金屬，我國勞動銅和鐵是人類使用較早的金屬，我國勞動人民在人民在商代商代就制造出精美的就制造出精美的青銅器青銅器，春秋戰(zhàn)春秋戰(zhàn)國國時期就會時期就會冶鐵和煉鋼冶鐵和煉鋼。鋁的利用要比銅和。鋁的利用要比銅和鐵晚得多，那僅僅是鐵晚得多，那僅僅是100100多年前的事情。但由多年前的事情。但由于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)于鋁的密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，現(xiàn)在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過了銅，位于鐵之在世界上鋁的年產(chǎn)量已超過了銅，位于鐵之后，居第二位。后，居第二位。 炊具、餐具：炊具、餐具：鍋、鏟、刀、勺、叉、壺、舀鍋、鏟、刀、勺、叉、壺、舀 飯盒、飯缽等；飯盒、飯缽等；農(nóng)具：農(nóng)具：鋤、鈀、鍬、犁等；鋤、鈀、鍬、犁等；生活用品：生活用品：水龍頭、水管、水池、臉盆、茶缸、水龍頭、水管、水池、臉盆、茶缸、 鐵錘、剪、鉗、斧、螺絲、鐵釘、鐵錘、剪、鉗、斧、螺絲、鐵釘、 把手、鎖、鑰匙等；把手、鎖、鑰匙等；辦公學(xué)習(xí)用品：辦公學(xué)習(xí)用品：回形針、鋼筆、鋼尺、小刀、回形針、鋼筆、鋼尺、小刀、 圓規(guī)、文具盒、文件柜等；圓規(guī)、文具盒、文件柜等；飾品：飾品：戒指、項鏈、耳墜等；戒指、項鏈、耳墜等；其它：其它：家用電器、電線電纜、器械、橋梁、家用電器、電線電纜、器械、橋梁、 建筑、交道工具等。建筑、交道工具等。金屬制品：金屬制品：大多數(shù)金屬為大多數(shù)金屬為銀白色銀白色大多數(shù)金屬在常溫下是大多數(shù)金屬在常溫下是固體固體具有金屬具有金屬光澤，不透明光澤，不透明大多數(shù)金屬大多數(shù)金屬熔沸點高熔沸點高大多數(shù)金屬是大多數(shù)金屬是電和熱的良導(dǎo)體電和熱的良導(dǎo)體銅銅（紫紅色（紫紅色）金金（黃色）（黃色）汞汞（液態(tài)）（液態(tài)）顏色：顏色：狀態(tài)：狀態(tài)：光澤：光澤：導(dǎo)電導(dǎo)熱：導(dǎo)電導(dǎo)熱：熔沸點：熔沸點：延展性：延展性：具有具有良好的延展性良好的延展性金屬的共同物理性質(zhì)金屬的共同物理性質(zhì)金屬的特性金屬的特性以下鐵的用途，涉及了那些鐵的性質(zhì)？以下鐵的用途，涉及了那些鐵的性質(zhì)？（1 1）燒菜用的鏟子是鐵制的，一般都）燒菜用的鏟子是鐵制的，一般都 要裝上木柄；要裝上木柄；（2 2）鐵塊可以制成鐵絲或鐵鏟；）鐵塊可以制成鐵絲或鐵鏟；（3 3）油罐車行駛時罐內(nèi)石油振蕩產(chǎn)生）油罐車行駛時罐內(nèi)石油振蕩產(chǎn)生 靜電，易發(fā)生火險，因此，車尾靜電，易發(fā)生火險，因此，車尾 有一條拖地的鐵鏈。有一條拖地的鐵鏈。鐵有良好的導(dǎo)熱性鐵有良好的導(dǎo)熱性鐵具有延展性鐵具有延展性鐵具有導(dǎo)電性鐵具有導(dǎo)電性物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性（以銀的導(dǎo)電性為為100100作標(biāo)準(zhǔn)）作標(biāo)準(zhǔn)）密度（密度（g gcmcm-3-3）熔點熔點()()硬度硬度（以金剛石的硬（以金剛石的硬度為度為1010作標(biāo)準(zhǔn)）作標(biāo)準(zhǔn)）銀銀銅銅金金鋁鋁鋅鋅鐵鐵鉛鉛10099746127177.9（優(yōu)）（優(yōu)）（良）（良）金金 鉛鉛 銀銀 銅銅 鐵鐵 鋅鋅 鋁鋁 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 （大）（大）（?。ㄐ。╂u鎢 鐵鐵 銅銅 金金 銀銀 鋁鋁 錫錫 3410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（高）（低）（低）鉻鉻 鐵鐵 銀銀 銅銅 金金 鋁鋁 鉛鉛 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 （大）（大）（?。ㄐ。┮恍┙饘傥锢硇再|(zhì)的比較一些金屬物理性質(zhì)的比較1 1、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不 用鉛制？用鉛制？ 2 2、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用 銅制而不用銀制？銅制而不用銀制？ 根據(jù)你的生活經(jīng)驗和表根據(jù)你的生活經(jīng)驗和表8 81 1所提供的所提供的信息，思考下列問題：信息，思考下列問題： 4 4、為什么有的鐵制品如水籠頭等要鍍、為什么有的鐵制品如水籠頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？鉻？如果鍍金怎么樣？ 3、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫、為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？情況？ 使用使用是否便利是否便利資源資源廢料是否廢料是否易于回收易于回收價格價格是否是否美觀美觀對環(huán)境對環(huán)境的影響的影響 考慮物質(zhì)的用途時，首考慮物質(zhì)的用途時，首先要考慮物質(zhì)的先要考慮物質(zhì)的性質(zhì)，性質(zhì)，還需要考慮的因素有：還需要考慮的因素有： 由于科學(xué)技術(shù)的日新月異，僅有由于科學(xué)技術(shù)的日新月異，僅有的這些金屬已經(jīng)不能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的這些金屬已經(jīng)不能滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防技術(shù)現(xiàn)代化的需求。如制造飛和國防技術(shù)現(xiàn)代化的需求。如制造飛機(jī)機(jī)翼的金屬要求質(zhì)輕而堅硬，純金機(jī)機(jī)翼的金屬要求質(zhì)輕而堅硬，純金屬鋁雖然質(zhì)輕但較軟，如果向鋁中加屬鋁雖然質(zhì)輕但較軟，如果向鋁中加入如銅、鎂、錳等金屬，就能制得既入如銅、鎂、錳等金屬，就能制得既質(zhì)輕又堅硬的硬鋁。就像廚師在炒菜質(zhì)輕又堅硬的硬鋁。就像廚師在炒菜時那樣，常常在菜里加入各種調(diào)料，時那樣，常常在菜里加入各種調(diào)料，以改善菜的色、香、味，并使菜的營以改善菜的色、香、味，并使菜的營養(yǎng)價值更高。養(yǎng)價值更高。1 1、定義：、定義： 合金是在金屬中合金是在金屬中加熱熔合加熱熔合某些金屬某些金屬（或非金屬）而制得的具有（或非金屬）而制得的具有金屬特金屬特征征的物質(zhì)。的物質(zhì)。 由于在純金屬中熔合了一定量的其它金由于在純金屬中熔合了一定量的其它金屬（或非金屬），這種屬（或非金屬），這種組成的改變組成的改變，使得合，使得合金的金的性能也隨之改變性能也隨之改變。（含碳量不同含碳量不同）純鐵純鐵鐵的合金鐵的合金生鐵生鐵 2% 4.3%鋼鋼 0.03%2%（硬度比純鐵硬）（硬度比純鐵硬）（硬度、抗腐蝕性能增強(qiáng)（硬度、抗腐蝕性能增強(qiáng) ）含碳量含碳量 含其它含其它合金元素合金元素性能性能生鐵生鐵2%4.3%硅、錳硅、錳比純鐵比純鐵硬硬鋼鋼不銹鋼不銹鋼0.03% 2%鉻、鎳鉻、鎳比純鐵比純鐵硬硬且且抗腐抗腐蝕性能蝕性能也比純鐵也比純鐵好好得多得多錳鋼錳鋼錳錳韌性好，韌性好，硬度大硬度大鎢鋼鎢鋼鎢鎢導(dǎo)磁性好導(dǎo)磁性好硅鋼硅鋼硅硅耐高溫，耐高溫，硬度大硬度大生鐵和鋼的比較生鐵和鋼的比較【實驗【實驗8-18-1】比較】比較黃銅黃銅片（片（銅鋅合金銅鋅合金）和銅片、）和銅片、焊錫焊錫（錫鉛合金錫鉛合金）和錫的光澤和顏色；將它們）和錫的光澤和顏色；將它們互相刻劃，比較它們的硬度?；ハ嗫虅?，比較它們的硬度。性質(zhì)性質(zhì)比較比較現(xiàn)現(xiàn) 象象黃銅黃銅銅銅焊錫焊錫錫錫光澤光澤和顏色和顏色硬度硬度結(jié)論結(jié)論2 2、合金的特征：、合金的特征：圖圖8 85 5 比較合金和比較合金和 純金屬的硬度純金屬的硬度合金與組分金屬的合金與組分金屬的物理性質(zhì)有差異物理性質(zhì)有差異暗暗黃色黃色亮亮紫紅色紫紅色暗暗灰白色灰白色亮亮銀白色銀白色黃銅比銅硬黃銅比銅硬 焊錫比錫軟焊錫比錫軟純金屬純金屬合金合金鉛鉛鎘鎘鉍鉍錫錫焊錫焊錫武德合武德合金金熔點熔點/32732127123218370啟啟 示示 根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，你能得到什么啟示？根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)，你能得到什么啟示？合金的性質(zhì)和組成它的純金屬合金的性質(zhì)和組成它的純金屬相比硬度相比硬度_、熔點、熔點_、_性能更好，故合金具性能更好，故合金具有更廣泛的用途。有更廣泛的用途。變大變大變低變低抗腐蝕抗腐蝕表表82 常見合金的主要成分、性能和用途常見合金的主要成分、性能和用途合金合金主要成分主要成分主要性能主要性能主要用途主要用途球墨鑄球墨鑄鐵鐵鐵、碳、鐵、碳、硅、錳硅、錳機(jī)械強(qiáng)度好機(jī)械強(qiáng)度好在某些場合可代在某些場合可代替鋼替鋼錳鋼錳鋼鐵、錳、鐵、錳、碳碳 韌性好、韌性好、 硬度大硬度大鋼軌、挖掘機(jī)鏟鋼軌、挖掘機(jī)鏟斗、坦克裝甲、斗、坦克裝甲、自行車架自行車架不銹鋼不銹鋼鐵、鉻、鐵、鉻、鎳鎳搞腐蝕性好搞腐蝕性好醫(yī)療器械、炊容醫(yī)療器械、炊容器、反應(yīng)釜器、反應(yīng)釜黃銅黃銅銅、鋅銅、鋅強(qiáng)度高、可塑強(qiáng)度高、可塑性好、易加工、性好、易加工、耐腐蝕耐腐蝕機(jī)器零件、儀表、機(jī)器零件、儀表、日用品日用品合金合金主要成分主要成分主要性能主要性能主要用途主要用途青銅青銅銅、錫銅、錫強(qiáng)度高、可塑性好、強(qiáng)度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕耐磨、耐腐蝕機(jī)器零件如軸機(jī)器零件如軸承、齒輪等承、齒輪等白銅白銅銅、鎳銅、鎳光澤好、耐磨、耐光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工腐蝕、易加工錢幣、代替銀錢幣、代替銀做飾品做飾品焊錫焊錫錫、鉛錫、鉛熔點低熔點低焊接金屬焊接金屬硬鋁硬鋁鋁、銅、鋁、銅、鎂、硅鎂、硅強(qiáng)度和硬度好強(qiáng)度和硬度好火箭、飛機(jī)、火箭、飛機(jī)、輪船等制造業(yè)輪船等制造業(yè)18K黃金黃金金、銀、金、銀、銅銅光澤好、耐磨、易光澤好、耐磨、易加工加工金飾品、錢幣、金飾品、錢幣、電子元件電子元件18K白金白金金、銅、金、銅、鎳、鋅鎳、鋅光澤好、耐磨、易光澤好、耐磨、易加工加工金飾品金飾品表表82 常見合金的主要成分、性能和用途常見合金的主要成分、性能和用途 合金的很多性能與組成它們的合金的很多性能與組成它們的純金屬不同（如合金的強(qiáng)度和硬度純金屬不同（如合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等更好，熔點更低等），腐蝕性能等更好，熔點更低等），使合金更容易適合于不同的用途。使合金更容易適合于不同的用途。因此，日常使用的金屬材料，大多因此，日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。盡管目前已制得的純數(shù)屬于合金。盡管目前已制得的純金屬只有金屬只有9090余種，但由這些純金屬余種，但由這些純金屬按一定組成和質(zhì)量比制得的合金已按一定組成和質(zhì)量比制得的合金已達(dá)幾千種。達(dá)幾千種。醫(yī)療器械醫(yī)療器械 不銹鋼反應(yīng)釜不銹鋼反應(yīng)釜 黃銅壁燈黃銅壁燈 黃銅打火機(jī)黃銅打火機(jī) 黃銅燭臺黃銅燭臺 黃銅水嘴黃銅水嘴 錳鋼錳鋼 世界鋁的年產(chǎn)量僅次于鐵，居第二位。世界鋁的年產(chǎn)量僅次于鐵，居第二位。鋁有較好的延展鋁有較好的延展鋁箔，用于包裝香煙、糖果鋁箔，用于包裝香煙、糖果；鋁的鋁的密度小和具有抗腐蝕密度小和具有抗腐蝕等優(yōu)良性能，可制等優(yōu)良性能，可制成成0.01mm0.01mm的鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛的鋁及其合金在電線電纜工業(yè)、飛機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途。機(jī)、汽車等制造業(yè)有廣泛的用途。 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來制造，因此可用來制造人造骨等人造骨等 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認(rèn)為是被認(rèn)為是2121世紀(jì)的重要世紀(jì)的重要金屬材料，它們具有很多優(yōu)良的性能，如金屬材料，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如初，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因亮如初，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、船舶、化工和通訊設(shè)備等。舶、化工和通訊設(shè)備等。鈦金屬腕表鈦金屬腕表圖圖8 87 7 用鈦用鈦- -鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 形狀記憶合金形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關(guān)，以及系統(tǒng)、防火門和電路斷電的自動控制開關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。例如，人造衛(wèi)星和宇宙飛牙齒矯正等醫(yī)療材料。例如，人造衛(wèi)星和宇宙飛船上的天線是由鈦船上的天線是由鈦鎳形狀記憶合金制造的，它鎳形狀記憶合金制造的，它具有形狀記憶功能。具有形狀記憶功能。1 1、在鐵、鋁、銅、鋅、鈦五種金屬中：、在鐵、鋁、銅、鋅、鈦五種金屬中： (1)(1)常用于電鍍和作干電池電極的常用于電鍍和作干電池電極的 金屬是金屬是_； (2)(2)生鐵和鋼是的合金；生鐵和鋼是的合金； (3)(3)包裝糖果、香煙的銀白色金屬包裝糖果、香煙的銀白色金屬 材料是材料是； (4)(4)常用于制造電線和電纜的金屬常用于制造電線和電纜的金屬 是是； (5)(5)常用于航空工業(yè)作制造飛機(jī)等常用于航空工業(yè)作制造飛機(jī)等 材料的金屬材料的金屬。鋅鋅鐵鐵鋁鋁銅銅鋁鋁鈦鈦鋁鋁密度密度硬度硬度制造飛機(jī)制造飛機(jī)制造機(jī)器底座制造機(jī)器底座小小大大大大大大導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熔點高導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熔點高4 4、用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？、用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？ 資源豐富、無毒輕便、耐磨、耐資源豐富、無毒輕便、耐磨、耐腐蝕、美觀、易加工。腐蝕、美觀、易加工。5 5、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新金屬，它的一些性質(zhì)熔點熔點2500密度密度3g/cm3強(qiáng)度強(qiáng)度與鋼相似與鋼相似導(dǎo)電性導(dǎo)電性良好良好導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性良好良好抗腐蝕性抗腐蝕性優(yōu)異優(yōu)異 這種金屬的表這種金屬的表面有一層氧化物保面有一層氧化物保護(hù)層，試設(shè)想這種護(hù)層，試設(shè)想這種金屬的可能用途。金屬的可能用途。 物以稀為貴，在物以稀為貴，在100100多年前，鋁曾是一種稀有的貴重多年前，鋁曾是一種稀有的貴重金屬，被稱為金屬，被稱為“銀色的金子銀色的金子”，比黃金還珍貴。法國皇，比黃金還珍貴。法國皇帝拿破侖，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己帝拿破侖，為顯示自己的富有和尊貴，命令官員給自己制造一頂比黃金更名貴的王冠制造一頂比黃金更名貴的王冠鋁王冠。他戴上鋁王鋁王冠。他戴上鋁王冠，神氣十足地接受百官的朝拜，這曾是轟動一時的新冠，神氣十足地接受百官的朝拜，這曾是轟動一時的新聞。拿破侖三世在舉行盛大宴會時，只有他使用一套鋁聞。拿破侖三世在舉行盛大宴會時，只有他使用一套鋁質(zhì)餐具，而他人只能用金制、銀制餐具。即使在化學(xué)界，質(zhì)餐具，而他人只能用金制、銀制餐具。即使在化學(xué)界，鋁也被看成最貴重的。英國皇家學(xué)會為了表彰門捷列夫鋁也被看成最貴重的。英國皇家學(xué)會為了表彰門捷列夫?qū)瘜W(xué)的杰出貢獻(xiàn)，不惜重金制作了一只鋁杯，贈送給對化學(xué)的杰出貢獻(xiàn)，不惜重金制作了一只鋁杯，贈送給門捷列夫。俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基曾在他的小說門捷列夫。俄羅斯作家車爾尼雪夫斯基曾在他的小說怎么辦怎么辦中寫到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可中寫到：終有一天，鋁將代替木材，甚至可能代替石頭。看，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。能代替石頭?？?，這一切是多么奢侈，到處都是鋁。18861886年，美國的豪爾和法國的海朗特，分別獨立地電解年，美國的豪爾和法國的海朗特，分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石的混合物制得了金屬鋁，奠定了熔融的鋁礬土和冰晶石的混合物制得了金屬鋁，奠定了今天大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)。今天大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)。