金属及其化合物(8).ppt

第三章金属及其化合物,第三节用途广泛的的金属材料,一、合金的概念及特性,合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成的,具有金属特性的物质。,1、合金的概念,2、合金的物理性质,1）一般情况下，合金比纯金属硬度大2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有优良的物理、化学或机械的性能4）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都比纯铝大。,注意①合金中一定含有金属元素②合金中也可能含有非金属元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影响合金的性质。,使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。,二、常见的合金及用途,不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。,①青铜的主要成分铜和锡我国1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。,,1、铜合金,铜合金的种类很多，常见的有青铜、黄铜、白铜和锰铜,青铜是我国使用最早的合金。,②黄铜（CuZn，Zn2036）,古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金,③白铜（Cu和镍）不易生铜绿④铜锰合金，具有极高的电阻。,2、钢,①生铁和钢就是铁的合金，其中钢使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为2∽4.3之间；钢的含碳量在0.03∽2之间。,②根据化学成分，把分为两大类,碳素钢,合金钢,低碳钢,中碳钢,含碳量低0.3,0.30.6,高碳钢,含碳量高于0.6,钢,合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。,,,,3、铝合金,硬铝Cu4、Mg0.5、Mn0.5、Si0.7,特点密度小、强度高、抗腐蚀用途制造飞机和宇宙飞船,铝“有翼的金属”“会飞的金属”,铝的重要用途主要有,⑴延展性---制作铝线、铝箔、多种仪器。,⑶导热性---做热的导体。,⑸银白色、有金属光泽---做涂料（俗称银粉、银漆）,⑵导电性---做电的导体。铝的导电性仅次于铜，是优良的、常用的导体。,⑷不透明---做忌光物（如胶卷）包装材料,⑹铝可以制作合金。,例如含有硅、铜、锌、锰等元素的镁铝合金就具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。,新型合金,,储氢合金TiFe,LaNi钛合金Ti，V，Fe，Al等，飞机起落架耐热合金喷气式飞机的发动机叶片记忆合金泡沫合金,记忆金属,随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。,稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17个元素。稀土元素能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被称为“现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。”,我国稀土资源占世界稀土资源的80，以氧化物REO计达3600万吨，远景储量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两大块。北方轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；,南方中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。,稀土作为基体元素能制造出具有特殊“光电磁”性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。,例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。,稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少30以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可达12-15，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到80。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但,三、正确选用金属材料选择材料时，常常要考虑几个方面,主要用途,外观,物理性质,化学性质,价格,加工难度,日常维护,对环境的影响,常见金属之最,①密度最大的是；②硬度最大的是；③熔点最低的是；④熔点最高的是；⑤延性最好的是；⑥展性最好的是；⑦导电性最好的是；⑧地壳中含量最多的金属元素是；,Os,Cr,Hg,W,Pt,Au,Ag,Al,向一铝制易拉罐中充满CO2后，再往罐中注入足量的质量分数为20的NaOH溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。（1）易拉罐开始变瘪的原因是______________，______________________________反应的化学方程式为_____________________。（2）易拉罐又鼓胀起来的原因是__________________________________________________其反应的离子方程式为,NaOH与CO2反应，,罐内压强减小，大气压将易拉罐压瘪。,2NaOHCO2Na2CO3H2O,NaOH溶液与Al反应，,产生H2，使罐内压强增大。,2Al2OH－2H2O2AlO2－3H2↑,