应用广泛的金属材料.ppt

第一单元 应用广泛的金属材料,专题3 丰富多彩的生活材料,绚丽多彩的金属世界,下列金属制品通常是用哪些金属材料制成的?各利用了金属的哪些性质?,表31 组成金属制品的成分及其性质,地壳中元素含量示意图,金属的共同物理性质,金属的导电性、导热性 导电性：由于自由电子在外加电场的作用下产生定向移动形成电流。故金属容易导电。 导热性：自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整块金属达到同样的温度。,一、金属性质及其应用,绝大多数金属有延展性： 当金属受到外力时，金属内原子层之间容易作相对位移，而金属离子和自由电子仍保持着金属键的结合力，金属发生变形而不易断裂，因此金属具有良好的延展性。,金属的共同物理性质,少数金属，如锑、铋、锰等性质较脆， 没有延展性。,最细的白金丝直径不过1/5000mm,最薄的金箔只有1/10000mm厚,（1）状态：_；特殊的是_。 （2）颜色：_；特殊的是 。 （3）_（有或无）延展性，_的延展性最好。 （4）金属一般是_的导体，其中_的 导电性最好。,固体,汞,银白色,金、铜、铋,有,金,热和电,银和铜,金属的共同物理性质,金属一般具有哪些化学性质,金属具有还原性,与非金属反应 与水反应 与酸反应 与盐反应,金属之最,地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 密度最大的金属 密度最小的金属,铝,钙,铁,银,铬,钨,汞,锂,锇(22.48 克/立方厘米),金属铝的性质,交流与讨论： 、铝是一种活泼金属，为什么可用 它制作铝锅，使用时应注意什么问题?,、为什么铝制容器可盛装浓硫酸 和浓硝酸?,实验记录,活动与探究,铝片表面无明显现象,铝片表面出现气泡,铝片表面附着一层红色的铜,铝片表面无明显现象,铝箔熔化，失去光泽，熔化的 铝并不滳落，好象有一层膜兜着,铝是一种比较活泼的金属 具有两性，能与酸、强碱溶液反应 表面的铝能与空气中的氧气反应形成一层致密的氧化膜，具有一定的抗腐蚀能力 常温下，与强氧化剂接触时，表面会钝化 （如浓硫酸、浓硝酸） 铝、氧化铝、氢氧化铝都具有两性，能与酸或强碱反应，请写出反应方程式。,铝的性质,铝的应用,由于具有良好的延展性而被制成铝箔，用于包装食品 导电性好，用于电线 耐腐蚀、导热，用于炊具 制各种铝合金 做涂料 注意： 铝制炊具不能用来装酸性或碱性食品，不能长期用于存放含食盐的食品 洗涤时不宜用酸性或碱性洗涤剂,二、合 金,表33 生活中常见的合金,认识合金 合金是由两种或两种以上金属或非金属融合而成的具有金属特性的物质。,合金与纯金属的比较,相对高,相对低,较软,相对硬,良好,一般相对差,小资料：金属钾、钠在常温下均为固态，但它们的合金在常温呈液态，具有良好的导热性，可作为原子反应队的导热剂。,纯金属和合金的结构不同,使用合金,铁合金,生铁（铁碳合金，含碳2%4.3%，硬度大、抗压性强、性脆，用于制造机座、管道）,钢,含碳0.03%2%，延展性、机械性能好，用于制造机械和交通工具。,碳素钢,高碳钢（硬度较大） 中碳钢 低碳钢（韧性较好）,合金钢,不锈钢（Cr18%,Ni8%）,锰钢（增加强度和韧性）,铝合金,硬铝：Cu 4%、Mg 0.5%、 Mn 0.5%、Si 0.7%,特点：密度小、强度高、抗腐蚀 用途：制造飞机和宇宙飞船,铜合金,铜合金,黄铜（CuZn，Zn20%36%）,青铜（CuSn，Sn10%30%）,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？,24K金和18K 金,金合金,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：,铁锈斑斑,四川省宜宾市城区的南门大桥,钢铁生锈造成大桥断裂！,断裂,铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,金属的腐蚀和防护,金属的腐蚀现象非常普遍：,1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O 2、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3,左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,升温可加快金属腐蚀,温度对化学腐蚀的影响：,升温加快金属腐蚀 降温减慢金属腐蚀,1、定义： 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。,一、金属的腐蚀,2、分类 1）、化学腐蚀 金属跟接触到的物质 (如O2、Cl2 、 SO2等) 直接发生化学反应而引起的腐蚀。,不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀，叫做电化学腐蚀,2）、电化学腐蚀（电化腐蚀）,海边的铁制品比较容易生锈，为什么？,原电池反应可加快金属腐蚀,原电池反应对化学腐蚀的影响：,加快金属腐蚀,1、化学腐蚀,金属跟接触到的物质直接发生化学 反应而引起的腐蚀,原理：,氧化还原反应,例如：,铁与氯气直接反应,钢管被原油中的含硫 化合物腐蚀,2、电化学腐蚀,不纯的金属(或合金)跟电解质溶液 接触时，会发生原电池反应，比较 活泼的金属失去电子而被氧化的反应,原理：,原电池反应,本质：,氧化还原反应,例如：,钢铁在潮湿的空气中被腐蚀,复习：原电池反应原理,条件：1、有电解质溶液 2、有活泼性不同的两种金属 或其中一种是非金属 3、闭合电路,电极判断：,比较活泼的一极是负极,比较不活泼的是正极,讨论：钢铁的腐蚀,钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀,原因：,空气中溶解CO2的水分 酸性增强（形成电解质溶液）,Fe和C构成原电池的两极,Fe：负极,C：正极,金属腐蚀的危害,金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据70年代美国的一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。当前，世界各国都有许多优秀的科学家，从事金属腐蚀理论及防护方法的研究工作。有志者可选择这方面的课题研究，一定会大有作为；一旦有新的突破，产生的经济效益和社会影响，必将是巨大的。,二.金属防护,1.影响金属腐蚀的两个因素,金属本性 介质,金属是否活泼，纯净,金属与哪些物质共存,2.金属腐蚀的本质,金属原子失去电子成为阳离子的过程,(三) 、金属的防护方法 P56,将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢,1、改变金属的内部组织结构， 例如：,思考与交流 P89,讨论自行车不同构件的防锈措施,自行车如何防生锈？,是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,自行车的车把、车辐条、钢圈和车铃防锈措施是什么？,健身器材如何防锈？,刷油漆,衣架和电线如何防锈？,外面包上一层塑料层,某些工具的“机械传动部位” ，能用油漆来防锈吗？,不能用油漆来防锈，而是选用油脂,应选用什么呢？,船身如何防腐蚀的？,用牺牲锌块的方法来保护,船身上装锌块,如何防止地下钢铁管道的腐蚀？,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换,使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一釐米的錫,可隔絕空氣與水,在金属表面烤漆,(1)、改变金属的内部组织结构，如 (2)、在金属表面覆盖保护层，如 (3)、电化学保护法 （消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法） 在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或合金 P57,不锈钢,覆盖油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的气化膜等,(三)、金属防护的方法,知识总结,