现代化的交通工具
建筑材料
一、几种重要的金属──铜
• 铜是人类认识并应用最早的金属之一。
人类从石器时代以后就进入了青铜器时
代。
• 我国是最早使用铜器的国家之一。到目
前为止,发现的中国最早的青铜器出自
新石器时代后期,相当于中原夏代的一
些文化遗址中。
• 青铜器除了礼器等外,更多是用于制造
兵器,此外也有一些青铜农具出土。
一、几种重要的金属──铜
• 战国时期,齐国工匠已了解到随着用途
不同,青铜器材料的性能也应有所变化,
为此可以改变青铜中各种金属成分的比
例。
• 我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜
能被铁取代,从而发明了“湿法炼铜”
的新途径,这一方法以我国为最早,是
湿法冶金技术的起源,在世界化学史上
是一项重大贡献。
一、几种重要的金属──铜
• 在现代,铜仍旧有着极其广泛的用途。
铜的导电性仅次于银,居金属中的第二
位,大量用于电气工业。
• 铜易与其他金属形成合金,铜合金种类
很多,例如,青铜质坚韧,硬度高,易
铸造;黄铜广泛用于制作仪器零件;
白铜主要用作刀具。
一、几种重要的金属──铁
• 人类从石器时代进入青铜器时代,继而
进入铁器时代,铜和铁作为金属材料一
直被广泛地应用着。
• 现代社会,尤其在建筑业和制造业等领
域,铁及其铁合金得到了广泛的应用。
• 一个国家的钢铁产量,从某种意义上可
以代表一个国家的经济发展水平。
河北沧州铁狮子
铸造于公元953年,距
今已有1千余年的历
史,狮高5.3 m,长
6.5 m,宽3 m,重
约40 t。
一、几种重要的金属──铝
• 铝的利用要比铜和铁晚得多,这是为什
么?
• 现在世界上铝的产量已经超过铜,而且
铝制品得到了广泛的应用,这又是为什
么?
金属的物理性质
(2)有金属光泽,大多数为银白色。而铜为紫红色,金
为黄色。
(3)有良好的导电性、导热性和延展性;密度较大;熔
点较高。
(1)常温下除汞外均为固体。
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电性为
100作标准)
银 铜 金 铝 锌 铁 铅
优 100 99 74 61 27 17 7.9 良
密度/(g cm-3) 金 铅 银 铜 铁 锌 铝
大 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 小
熔点/℃ 钨 铁 铜 金 银 铝 锡
高 3410 1535 1083 1064 962 660 232 低
硬度(以金刚石的硬度为
10作标准)
铬 铁 银 铜 金 铝 铅
大 9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5 小
一些金属的物理性质的比较
金属的性质决定它的用途
考虑物质的用途时,性质不
是唯一因素,还需要考虑什么因素?
是否美观
价格
废料是否
易于回收
使用
是否便利
资源
对环境的
影响
1、地壳中含量最高的金属元素: 铝
2、人体中含量最高的金属元素: 钙
3、目前世界年产量最高的金属: 铁
4、导电、导热最好的金属: 银
5、硬度最高的金属:
6:熔点最高的金属:
7:熔点最低的金属:
8:密度最大的金属:
9:密度最小的金属:
铬
钨
汞
锇(Os)
锂
金属之最
二、合金
• 合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得
到的具有金属特征的混合物。
• 生铁和钢是铁的两种合金,也是使用最多的金属
材料。
• 生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为
0.03%~2%。
• 由于合金的很多性能与组成他们的纯金属不同,
这就使得合金更容易适合不同的用途。因此,日
常使用的金属材料,大多数属于合金。
合金
1、概念:P4
2、铁的合金:生铁和钢
3、区别:含碳量不同。
钛和钛合金被认为是21世纪的
重要材料,它具有很多优良的性能,
如熔点高、密度小、可塑性好、易
于加工、机械性能好等。尤其是抗
腐蚀性能非常好,即使把它们放在
海水中数年,取出后仍光亮如新,
其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因此
被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、
船舶、化工和通讯设备等。
钛金属腕表
钛合金
钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨
钛合金烤瓷牙
形状记忆合金
• 形状记忆合金是具有形
状记忆效应的合金,被
广泛应用于做人造卫星
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。
比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色;将它们互相
刻划,比较它们的硬度。
性质
比较
现 象
黄铜 铜 焊锡 锡
光泽
和颜色
硬度
结论
硬度_____、熔点_____、________性能也更
好,故合金有更广泛的应用。
合金的性质和组成它的纯金属相比
变大 变低 抗腐蚀
认真分析表格内的数据,你能得到什么启示?
纯 金 属 合 金
铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/0C 327 321 271 232 183 70
启示
你会吗?
【例1】有些不法分子常常以黄铜冒充
黄金进行诈骗活动,因为黄铜(铜、锌
合金)单纯从颜色、外形上看,与黄金
极为相似,所以很难区分,你能想办法
用简易的方法鉴别吗?
【例2】金属材料在人类活动中已得到越来越
广泛的应用。下列性质不属于金属共性的
是 ( )
A.硬度很大、熔点很高
B.有良好的导电性、传热性
C.是银白色的固体
D.易与酸反应产生氢气
课后思考
【例3】人类的生产生活离不开金属,下列
三种金属被发现、使用的先后顺序依次为:
铜、铁、铝。金属大规模被使用的先后顺
序跟_____________(填序号)选项关系最
大。
①地壳中金属元素的含量;②金属的导电性;
③金属的活动性。
• 1.金属具有很多共同的物理性质。例如,常
温下(除汞外)均为固体;有金属光泽,大
多数为银白色。而铜为紫红色,金为黄色;
有良好的导电性、导热性和延展性。
• 2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用
途,但这不是唯一的决定因素。我们在考虑
物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是
否美观、使用是否便利,以及废料是否易于
回收和对环境的影响等多种因素。
课题小结
• 3.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。
在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得
的合金,其性能会发生改变。合金的强度和
硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀
性能会更好,因此,合金具有更广泛的用途。
课题小结