金属的结构与结晶 教案

《汽车材料》教案任课教师：课程名称：课程代码：上课班级：专业：总学时：周学时：学期：202 ～202 学年第学期汽车材料教案教学活动过程一、组织教学二、复习前课知识1、两种晶粒长大方式；2、细化晶粒的三种方式。

三、导入新课无论是平常生活中还是在企业生产中，合金用得多还是纯金属用得多？为什么合金比纯金属的强度高，而塑性较低？导出：合金使用最多，纯金属用得很少；合金的结构与纯金属有较大差异，所以其力学性能差别较大。

四、新授课第六节固溶体1．合金的基本概念合金：指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的具有金属特征的物质。

组元：组成合金的独立的最基本单元。

例如：元素、稳定化合物。

如：Fe-C合金中，Fe、C均为组元。

相：化学成分和晶体结构相同，且有界面与其它部分分开的均匀组成部分。

组织：光学显微镜下观察到的材料内部的形态结构点名，记考勤（1min）教师提问引导学生回答（2 min ）让学生相互讨论或查阅资料，找两名同学简要回答（2 min ）图片展示视频演示（2 min ）2．固态合金的相结构合金中有两类基本相——固溶体和化合物固溶体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。

（1）间隙固溶体溶质原子占据溶济晶格间隙所形成的固溶体称为间隙固溶体。

从元素性质看，过渡族金属元素与H、B、C等非金属元素结合时可形成间隙固溶体。

例如，钢中的碳溶于α-Fe或γ-Fe中形成间隙固溶体。

由于晶格中空隙位置是有限的，因此间隙固溶体是有限固溶体，并且要求溶质原子直径与溶剂原子直径比值不大于0.59。

（2）置换固溶体溶质原子占据晶格结点位置而形成的固溶体叫置换固溶体。

Fe、Mn、Ni、Cr、Si、Mo等元素都可以相互形成置换固溶体。

在置换固溶体中，溶质在溶剂中的溶解度主要取决于两者原子半径的差别以及它们在周期表中的相互位置和晶格类型。

当两组元在元素周期表中位置越靠近，且晶格类型相同，原子半径相近时，往往可以以任何比例无限互相溶解，形成无限置换固溶体。

分析纯铁的晶体结构与结晶过程一、学习目标知识目标：·了解晶体、晶格、晶胞、晶粒的概念及常见的三种晶格类型；·明确金属实际晶体结构；·掌握纯铁的同素异晶转变；·熟悉合金的概念及合金的相结构；·了解金属与合金的结晶过程。

能力目标：·熟悉金属或合金的结晶过程及规律，能有效控制金属的结晶过程，改善金属材料的组织和性能。

二、任务引入纯铁是由铁矿石经冶炼而成的，先得到温度较高的铁水，铁水经冷却后形成高温固态铁，然后在逐渐冷却到室温。

液态铁水经过什么变化形成固态铁，高温固态铁冷却过程中铁的结构是否发生变化？三、相关知识材料的性能取决于材料的组织结构，而材料的组织结构由它的化学组成和加工工艺决定的。

也就是说不同的金属材料具有不同的性能，即使是同一种金属材料，在不同的加工条件下其性能也是不同的。

金属性能的这些差异，从本质上来说，是由其内部结构所决定的。

（一）常见的金属晶格类型1.晶体与非晶体自然界中的固态物质都是由原子组成的，根据原子排列的状况不同，可以将物质分为晶体和非晶体两大类。

（1）晶体物质的原子都是按一定几何形状有规则地排列的称为晶体，如金刚石、石墨及固态金属和合金。

（2）非晶体在物质内部，凡是原子呈无规则、杂乱地堆砌在一起的称为非晶体，如松香、普通玻璃、沥青、石蜡等。

晶体与非晶体因原子排列方式不同，它们的性能也有差异。

晶体具有固定的熔点，其性能呈各向异性，而非晶体没有固定的熔点，呈各向同性。

2.晶格与晶胞晶体内部的原子是按照一定规则排列的。

为了便于理解，将金属晶体中原子看成一个小球，图1-7（a）是金属晶体中原子在空间作有规则排列的简单模型。

为了说明排列的方式，人为地把原子看成一个点，用假想的线将各原子的中心连结起来，这样就得到一个抽象化了的空间格架，见图1-7（b）。

这种用于描述原子在晶体中排列规律的空间格架称为晶格。

（a）晶体的原子排列模型（b）晶格（c）晶胞图1-7 晶体、晶格和晶胞示意图由上图可见，晶格是由许多形状、大小相同的最小几何单元重复堆积而成的。

金属晶体教案教案主题：金属晶体的形成和结构一、教学目标1. 了解金属晶体的基本概念和特点。

2. 掌握金属晶体形成的原因和过程。

3. 认识金属晶体的结构特点，了解常见的金属晶体结构类型。

4. 学会绘制和解析金属晶体的晶体结构图。

二、教学重点1. 金属晶体的形成原因和过程。

2. 不同金属晶体的结构特点和常见结构类型。

三、教学难点1. 金属晶体结构类型的解析和分析。

四、教学过程1. 导入（5分钟）通过展示一些金属制品，如铁锅、铜器等，引导学生思考金属是如何组成的，以激发学生对金属晶体的兴趣。

2. 提出问题（5分钟）提问学生：金属晶体是如何形成的？为什么金属晶体具有特殊的物理和化学性质？3. 探究讨论（15分钟）通过讲解和讨论，引导学生了解金属晶体的形成过程和原因，并结合微观层面的粒子排列现象，分析金属晶体的结构特点。

4. 学习和总结（20分钟）讲解金属晶体的结构类型，包括面心立方、体心立方和简单立方，介绍不同结构类型的特点和应用领域。

5. 练习和巩固（15分钟）让学生根据所学内容，绘制铁、铜、铝等金属晶体的晶体结构图，并解析其结构特点。

6. 拓展应用（10分钟）引导学生思考：除了金属，还有哪些物质可以形成晶体结构？为什么晶体结构具有稳定性和规律性？7. 总结与展望（5分钟）总结金属晶体的形成原因、结构特点以及与其他晶体的联系，展望金属晶体结构的研究和应用前景。

五、教学辅助手段1. 多媒体投影仪和电脑。

2. 金属图样和实物展示。

3. 学生练习册和作业本。

六、教学评估1. 教师观察学生在讨论和练习过程中的表现。

2. 学生完成练习册和作业本中的题目。

七、教学反思通过本节课的教学，学生能够了解金属晶体的形成原因和特点，并掌握不同金属晶体结构类型的解析和绘制。

但是，在讲解金属晶体结构类型时，可能存在学生难以理解的情况，可以通过举例和多次训练加深学生的理解和掌握程度。

金属晶体教案金属晶体教案一一、学习目标1.使学生了解金属晶体的模型及性质的一般特点。

2.使学生理解金属晶体的类型与性质的关系。

3.较为系统地掌握化学键和晶体的几种类型及其特点。

二、学习重点：金属晶体的模型;晶体类型与性质的关系。

三、学习难点：金属晶体结构模型。

四、学习过程[投影]选一位同学的家庭作业(以表格形式比较离子晶体、原子晶体和分子晶体结构与性质的关系)。

要求全体同学对照分析各自作业，在教师的引导下进行必要的修正和补充。

然后投影一张正确的表格。

表一：离子晶体、分子晶体、原子晶体结构与性质关系的比较晶体类型离子晶体分子晶体原子晶体结构构成晶体粒子阴、阳离子分子原子粒子间的作用力离子键分子间作用力共价键性质硬度较大较小较大溶、沸点较高较低很大导电固体不导电，溶化或溶于水后导电固态和熔融状态都不导电不导电溶解性有些易溶于等极性溶剂相似相溶难溶于常见溶剂[展示金属实物]展示的金属实物有金属导线(铜或铝)、铁丝、镀铜金属片等，并将铁丝随意弯曲，引导观察铜的金属光泽。

叙述应用部分包括电工架设金属高压电线，家用铁锅炒菜，锻压机把钢锭压成钢板等。

[教师诱导]从上述金属的应用来看，金属有哪些共同的物理性质呢?[学生分组讨论]请一位同学归纳，其他同学补充。

[板书] 一、金属共同的物理性质容易导电、导热、有延展性、有金属光泽等。

[教师诱启]前面我们知道离子晶体、分子晶体、原子晶体有着不同的物理性质特点，且分别由它们的晶体结构所决定，那么金属的这些共同性质是否也是由金属的结构所决定呢?[板书] 第二节金属晶体[flash动画] 点击“金属晶体内部结构”条目，让学生看金属晶体内容组成微粒内容为，然后再听画外音兼字幕。

再点击“金属晶体内部结构”内部画面左上角“内部结构”条目，让学生看几种常见金属晶体空间构型。

硬球一个一个地堆积给同学观察，成形后再旋转让同学从不同角度进行观察，且拆散、堆积给学生分析。

[画外音兼有字幕]金属(除汞外)在常温下一般都是固体。

《金属晶体》教案一、教学目标1. 让学生了解金属晶体的概念、特点和结构。

2. 使学生掌握金属晶体的性质及其应用。

3. 培养学生观察、分析和解决问题的能力。

二、教学内容1. 金属晶体的概念：金属原子通过金属键形成的有序排列的固体。

3. 金属晶体的结构：金属原子排列方式，如面心立方晶格、体心立方晶格等。

4. 金属晶体的性质：导电性、导热性、韧性、硬度等。

5. 金属晶体的应用：金属材料、合金、半导体等。

三、教学重点与难点1. 教学重点：金属晶体的概念、特点、结构和性质。

2. 教学难点：金属晶体的结构及其对性质的影响。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解金属晶体的相关概念、特点、结构和性质。

2. 利用图片、模型等直观教具，展示金属晶体的结构。

3. 开展小组讨论，分析金属晶体性质与其结构的关系。

4. 实例分析，让学生了解金属晶体的应用。

五、教学步骤1. 引入新课：通过金属材料的日常应用，引导学生关注金属晶体的概念。

2. 讲解金属晶体的概念、特点和结构：结合PPT和实物模型，讲解金属晶体的基本特征和原子排列方式。

3. 分析金属晶体的性质：引导学生理解金属晶体的导电性、导热性等性质。

4. 讲解金属晶体的应用：介绍金属材料、合金等在生活和工业中的广泛应用。

5. 课堂小结：回顾本节课所学内容，巩固学生对金属晶体的认识。

教案编辑专员敬上六、教学拓展与互动1. 开展课堂互动，让学生举例说明金属晶体在其他领域的应用。

2. 引导学生思考金属晶体在现代科技发展中的重要性。

3. 布置课后作业：让学生结合所学，分析一种金属晶体的性质及应用。

七、教学评估1. 课堂问答：检查学生对金属晶体概念、特点、结构和性质的理解。

2. 课后作业：评估学生对金属晶体应用的掌握情况。

3. 小组讨论：评估学生在互动环节的参与度和思考能力。

八、教学反思2. 针对学生的反馈，调整教学策略，提高教学效果。

3. 探索更多教学资源，丰富课堂教学。

九、教学延伸1. 进一步讲解金属晶体的生长过程。

天然水晶和普通玻璃a）天然水晶b）普通玻璃晶体内部原子排列模型晶格和晶胞示意图a）晶格b）晶胞三、金属晶格的类型、体心立方晶格（9个原子）、面心立方晶格（14个原子）、密排六方晶格（17个原子）四、单晶体与多晶体晶粒——组成金属的小晶体。

晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。

五、金属的晶体结构的缺陷晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。

点缺陷——空位、间隙原子和置代原子2．线缺陷——位错位错的特点之一是很容易在晶体中移动，的运动来实现的。

在晶体中，位错的晶格畸变发生在沿半原子面端面的狭长区域，陷。

单晶体示意图 多晶体示意图刃型位错示意图 a ） 立体图 b ） 平面图课后小结】基本概念：一、晶体与非晶体 二、晶体的结构的概念 三、金属晶格的类型晶界过渡结构示意图亚晶界结构示意图钢锭浇铸示意图a）浇铸示意图b）钢锭1—盛钢桶2—滑动水口3—钢锭模4—钢液5—底盘液体 --> 晶体液体 --> 固体（晶体或非晶体）二、晶粒大小对金属材料的影响晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。

形核率——单位时间、单位体积所形成的晶核数，用字母N表示。

特点：1、金属的同素异构转变是一个重结晶过程，有恒定的转变温度；转变时需要一定的过冷度；释放结晶潜热；转变过程（晶核的形成和长大过程）2、转变时，晶核优先在原晶粒晶界中产生，大小会影响新晶粒大小，原晶粒越细，转变后可得到更细小的晶粒．内力内力——工件或材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力。

任何一种材料，在未受到外力作用时，内部原子之间都有平衡的相互作用的原子力，以保持其固定的形状。

当受到外力作用时，原来的平衡被破坏，其中任何一个小单元都和邻近的各小单元之间产生了新的力（内力）强调：内力是在外力作用下，材料内部产生的那部分相互作用力。