第八章 非铁金属材料
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考点一、金属材料(一)、纯金属材料:纯金属(90多种)纯金属:有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属:重金属:如铜、锌、铅等轻金属:如钠、镁、铝等(二)、合金(几千种):由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
1.金属材料包括纯金属和合金两类。
金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
2.合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成。
金属材料中使用比较广泛的是合金。
合金的优点:(1)熔点高、密度小;(2)可塑性好、易于加工、机械性能好;(3)抗腐蚀性能好;下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
钛合金的优点:①熔点高、密度小;②可塑性好、易于加工、机械性能好;③抗腐蚀性能好钛镍合金具有“记忆”能力,可记住某个特定温度下的形状,只要复回这个温度,就会恢复到这个温度下的形状,又被称为“记忆金属”。
此外,钛还可制取超导材料,美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。
3.注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。
(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。
(5)合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
(6)青铜是人类历史上使用最早的合金;生铁和钢是人类利用最广泛的合金.(7)合金都属于混合物。
考点2金属的物理性质(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)(3)有良好的导热性、导电性、延展性(4)密度和硬度较大,熔沸点较高。
金属材料分类金属材料是人类使用最广泛的一类材料,广泛应用于工业制造、建筑结构、电子设备等领域。
根据其组成成分和性质特征,金属材料可以分为以下几类:1. 铁系金属材料:主要包括铁、钢、铸铁等。
铁材料具有良好的可塑性、导热性和导电性,广泛应用于机械制造、建筑结构、电气设备等领域。
钢是铁和碳的合金,具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性,在汽车制造、航空航天等高强度要求的领域得到广泛应用。
铸铁是含碳量较高的铁合金,具有良好的铸造性能和耐磨性,广泛用于汽车零部件、机械零件等制造领域。
2. 非铁金属材料:主要包括铝、镁、铜、锌、锡等。
非铁金属材料通常具有较低的密度和良好的导电性、导热性,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。
铝是密度较低的金属,具有良好的刚性和耐腐蚀性,在飞机制造、汽车制造等领域得到广泛应用。
镁具有良好的强度和轻质性,被广泛应用于航空航天、轻质汽车制造等领域。
3. 合金材料:合金是由两种或更多种金属元素组成的材料。
根据不同的组成成分和性质,合金可以分为多种类型。
常见的合金有不锈钢、铝合金、钛合金等。
不锈钢由铁、铬、镍等元素组成,具有良好的耐腐蚀性和高强度,在船舶、食品加工等领域得到广泛应用。
铝合金是由铝和其他金属元素(如铜、锌、镁等)组成的材料,具有良好的强度和轻质性,在汽车制造、航空航天等领域得到广泛应用。
钛合金具有良好的耐高温、耐腐蚀性能和高强度,被广泛应用于航空航天、医疗器械等高要求领域。
4. 贵金属材料:主要包括金、银、铂等。
贵金属材料具有优良的化学稳定性和导电性能,被广泛应用于电子设备、珠宝饰品、化学催化剂等领域。
金是最常见的贵金属材料,具有高导电性和抗腐蚀性,被广泛应用于电子器件、电镀等领域。
综上所述,金属材料根据其组成成分和性质特征可分为铁系金属材料、非铁金属材料、合金材料和贵金属材料。
每类材料都有其独特的特点和广泛的应用领域,对于促进工业制造和社会发展具有重要作用。
非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料指除铁以外的金属材料。
非铁金属材料具有重要的物理、化学和机械特性,被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
非铁金属材料能够制造出高强度、高耐热、高抗腐蚀、高导电和耐磨损的材料。
下面将介绍几种常见的非铁金属材料。
1.铜及其合金铜是唯一既能够被用作结构材料,又能够被用来制造电器、导线等高电导性材料的金属材料。
铜合金包括黄铜、青铜、铜铝合金、铜镍合金和铜镍硅合金等。
在黄铜中,含有30%至40%的锌,既能够提高铜的强度,又能够降低材料成本。
青铜中,铜和锡的比例大概是9:1,它具有良好的耐腐蚀性和机械性能,被广泛应用于制造自动化机器、伺服机和船舶轴承等领域。
2.铝及其合金铝合金具有轻、强度高、耐腐蚀等特点,被广泛应用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的主要组成元素是铜、镁和锌。
在铝合金中,不同的合金组成会产生不同的性能。
例如,铝镁合金强度高、刚性好、耐腐蚀性好;铝锰合金具有高的强度和淬火性能;铝锌合金容易加工,强度高;铝铝合金强度高、可焊。
3.镁及其合金镁具有极低的密度,仅为钢的2/3、铝的1/4,所以被称为轻金属。
镁的强度和硬度较低,但其强度和刚性可以通过合金化得到提高。
镁合金主要包括镁铝合金、镁锌合金和镁锰合金。
镁合金具有极低的密度、良好的耐腐蚀性、高的热导率和良好的可加工性。
4.钛及其合金钛和其合金具有优异的机械性能、抗腐蚀性能、重量轻,因此被广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、医疗等领域。
钛合金的主要组成元素为铝、钼、铁、钒等,其中最重要的是钛铝合金和钛铝锌合金。
钛及其合金具有良好的可塑性、良好的焊接性和优异的热膨胀性和低温性能。
5.镍及其合金镍合金主要包括镍铬合金、镍钴合金、镍钼合金等。
镍及其合金具有极高的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性,因此被广泛应用于石化、航空、航天和制造业等领域。
在极端条件下,镍合金可以保持其稳定性和可靠性,尤其是在高温、高压环境下,镍合金的性能十分优越。
知1 金属材料(1)金属材料种类:金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的总称,包括纯金属和合金两大类。
如生铁中主要是铁,炭的含量很少。
注:①金属属于金属材料,金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
②某些物质中虽含金属元素,但不是金属材料,如Fe2O3、MgO、MnO2等,因为它们不具有金属的物理性质,如导热、导电。
③金属材料中至少含一种金属单质。
(2)金属材料的发展史:人类最早使用的金属是铜,然后是铁,在然后是钢。
目前使用最多的金属是铁,铝位居第二。
知2金属的物理性质(1)金属的共性:有金属光泽、导电、导热、延展、密度大、熔点高、固体(汞除外)等。
(2)金属的特性:指不同的金属有各自的特征。
如,金是黄色的,铜是红色的。
金属之最:导电导热性最好的金属是银Ag;硬度最大的金属是铬Cr;常温时是液态(熔点最低)的金属是汞Hg;地壳中含量最多的金属是铝Al;人体中含量最高的金属是钙Ca;熔点最高的金属是钨W;密度最大的金属是锇Os;密度最小的金属是锂Li;延展性最好的金属是金Au;最轻的合金是铝锂合金。
金属在日常生活中的应用:暖气片上刷的“银粉”是铝;包装香烟、巧克力等的金属箔是铝;保温瓶内胆上镀的金属是银;干电池外壳金属是锌;普通干电池负极材料的金属是锌;体温计、血压计中的金属是汞。
知3合金(1)合金定义:在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质。
注:①合金中至少含有一种金属,可以由金属与金属熔合而成,也可以由金属与非金属熔合而成。
②合金具有金属特性,如导热、导电、延展、金属光泽等。
③合金一定是混合物。
从这个角度也可以说明金属氧化物是纯净物,不是合金。
(2)不同物质熔合成合金的条件:任一物质的熔点低于另一物质的沸点。
①合金与组成它的纯金属性质比较:合金的硬度一般比组成它的纯金属硬度大,熔点比组成它的纯金属熔点低。
②生铁也叫铸铁,碳含量2%-4.3%;钢的碳含量0.03%-2%。
第八单元《金属和金属材料》单元测试一、选择题1.俗话说“真金不怕火炼”,指的是()。
A.金的硬度大B.金在常温下与氧气反应,高温不反应C.金的熔点高,可以用火烧D.金的性质不活泼,在高温时也不与氧气反应考查目的:金属与氧气的反应答案:D解析:金的化学性质在自然条件下非常稳定,在自然界中多以单质的形式存在,即使在高温时也不与氧气反应。
2.市面上时有不法商贩使用颜色和外形与黄金十分相似的假黄金(铜锌合金)来蒙骗消费者。
请你利用所学的化学知识判断,下列方案不能区分真假黄金的是()。
A.放在稀硫酸中B.在空气中灼烧C.测密度D.认真观察外观考查目的:金属与氧气的反应,金属与盐酸或稀硫酸的反应答案:D解析:金的化学性质很稳定,不能与稀硫酸反应,而铜锌合金中的锌可与稀硫酸反应产生氢气,故A可区分真假黄金;金即使在高温下也不与氧气反应,而铜可与氧气在加热条件下反应生成黑色的氧化铜,现象明显,故B可区分真假黄金;金的密度较铜锌合金的密度大,故可通过测密度的方法区分真假黄金;铜锌合金与黄金的颜色十分相似,故D不能区分两种金属材料。
3.下列关于金属物理性质的描述正确的是()。
A.常温下所有金属都是固体B.铁丝可在氧气中燃烧产生黑色固体C.大多数金属具有优良的导电性、导热性、延展性D.金属都具有银白色金属光泽考查目的:金属的物理性质答案:C解析:常温下大多数金属都是固体,但汞是液体;金属铁与氧气发生反应是金属铁的化学性质而非物理性质;大多数金属具有银白色金属光泽,而铜呈紫红色,金呈黄色。
4.金属铜、镍、铝等常用作制作硬币,我国一元币为钢芯镀镍合金,五角币为钢芯镀铜合金,一角币为铝合金或不锈钢,在选择铸造硬币的材料时,不需要考虑的因素是()。
A.金属的耐腐蚀性B.金属的颜色C.金属的硬度D.金属价格与硬币面值的吻合度考查目的:物质的性质与物质的用途之间的关系答案:B解析:硬币作为货币的一种,使用环境复杂、使用范围较广、使用寿命不易过短,这就要求硬币应具有化学性质相对稳定不易被腐蚀、不易锈蚀的特点;同时不易变形、不易碎裂,因此所用金属还要有一定的硬度和强度;而作为货币,还要要求所使用的金属价格要与硬币面值相吻合,而与金属的颜色无太大关系。
第八章 金属和金属材料知识点一、金属材料姓名:1. 金属材料包括纯金属和合金两类。
金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
2. 金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。
金属材料的发展史商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。
在100多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能, 铝的产量已超过了铜, 位于第二位。
(1) 常见金属的物理性质① 共性:大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔沸点较高,具有良好的延展性和导电、 温下除汞为液体,其余金属均为固体。
② 特性:颜色:铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色 密度:大多数金属的密度大于水,锂、钠、钾等金属的密度小于水 导电性:银、铜的导电性较好,铝的导电性较差延展性:金的延展性较好,锰的延展性很差 注意:颜色和光泽一般是指金属在整块时表现出来的外观特性, (2) 常见金属的物理性质比较:导电性 Ag Cu Au Al Zn Fe Pb由优到良 密度 Au Pb Ag Cu Fe Zn Al由大到小 熔点 WFeCu Au Ag Al Sn 由高到低 硬度Cr FeAgCuAuAlPb由大到小物质的性质与物质的用途之间的关系:1. 物质的性质决定物质的用途,而物质的用途又反映出物质的性质。
2. 物质的性质很大程度上决定了物质的用途。
但这不是唯一的决定因素,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紧的影响 等多种因素。
合金1.合金:在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。
注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2) 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
(3) 日常使用的金属材料,大多数为合金。