材料—金属

金属是什么材料
金属是一种晶体结构的材料，具有良好的导电性、导热性和可塑性。

它们通常由金属元素或合金组成，是地球上最常见的材料之一。

金属的晶体结构是由原子的紧密排列形成的。

每个金属原子都与它周围的几个相邻原子紧密相连，形成一个平衡稳定的结构。

这种紧密排列的结构使得金属具有高度的强度和韧性。

与此同时，金属的电子结构使得它们具有良好的导电性和导热性。

金属的电子外壳中的自由电子可以在原子之间自由移动，从而产生电流和热传导。

金属的导电性使得它们在电子器件、电线和电路中广泛应用。

铜和铝是常见的导电金属，它们被广泛用于制造电线和电缆。

金属的导热性使得它们在热交换和热传导领域有着重要的应用。

铜和铝也常用于制造散热器和热交换器。

金属的可塑性是指金属可以在外力的作用下变形而不破裂。

这是由于金属晶体结构中原子之间有较高的可移动性。

通过加热或应力作用，原子可以逐渐移动并改变位置，从而使金属发生塑性变形。

这使得金属成为锻造、挤压和拉伸等工艺的理想材料。

例如，金属常用于制造汽车、飞机和建筑结构等需要强度和韧性的产品。

金属还具有其他一些重要的性质。

它们具有良好的耐腐蚀性，可以在各种环境条件下保持较长时间的稳定性。

金属还具有良好的反射性和吸收性，使它们在光学和电磁波应用中有着广泛
的应用。

总之，金属是一种具有晶体结构、良好的导电性、导热性和可塑性的材料。

它们在各个领域都有重要的应用，从电子器件到机械制造，从建筑结构到热交换装置。

金属的多种性质使得它们成为人类社会发展不可或缺的材料之一。

⾦属材料概述0⾦属材料概述⾦属材料是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统称。

⾦属材料的特点是具有资源丰富、⽣产技术成熟、产品质量稳定、强度⾼、塑性和任性好、耐热、耐寒、耐磨、可锻造、铸造、冲压和焊接、导电、导热性和铁磁性优异等特点，已成为现代⼯业和现代科学技术中最重要的材料之⼀。

钢铁唯⼀的缺点是会⽣锈。

⾦属材料分类：⾦属材料⼀般可分为⿊⾊⾦属材料和有⾊⾦属材料两类。

⿊⾊⾦属是指铁和铁的合⾦，包括钢、⽣铁、铁合⾦、铸铁等。

有⾊⾦属⼜称⾮铁⾦属。

狭义的有⾊⾦属通常指铁、锰、铬三种⾦属以外的⾦属。

⼴义的有⾊⾦属还包括有⾊合⾦。

有⾊⾦属的产品只占⾦属材料产量的5%左右，但其作⽤却是钢铁材料⽆法替代的。

为便于理解，掌握，列简单分类表。

铁合⾦-炼铁原料：炼钢时作脱氧剂和合⾦元素添加剂铸造⽣铁—⽤于铸造各种⽣铁铸料⿊⾊⾦属⽣铁炼钢⽣铁—⽤于炼钢⾦属丝绳钢—钢材—钢材再制品⾦属⽀护⽤品⾦属材料有⾊轻⾦属（密度≤4.5%）有⾊重⾦属（密度＞4.5%）有⾊⾦属贵⾦属（⾦、银、铂族⾦属）稀有⾦属半⾦属（硅、硼、硒、碲、砷）第⼀章⿊⾊⾦属材料⼀、基本常识⿊⾊⾦属是⽣铁和钢的总称。

钢铁材料通常是指铁碳合⾦，按照含碳量的⼤⼩进⾏分类。

含碳量（质量分数）⾼于2%的为⽣铁，低于2%的为钢，含碳量（质量分数）低于0.04%的为⼯业纯铁。

1、⽣铁的分类(按⽤途)：1）铸造⽣铁：含碳⾼，具有表⾯硬度⾼、耐蚀、耐磨性较好的特点，但其塑性、韧性较差。

⼀般作为铸铁件，⽤于加⼯制造机械零部件。

2）炼钢⽣铁：主要是⽤于炼钢的原材料。

2、钢的分类：钢是以铁为主要元素，含碳量⼀般在2%以下的铁碳合⾦。

钢的分类⽅法⽐较多，过去我国主要有以下6种分类。

碳素钢：按含碳量分①⼯业纯铁②低碳钢③中碳钢④⾼碳钢；1）按化学成分分类合⾦钢：按合⾦元素分①低合⾦钢②中合⾦钢③⾼合⾦钢；2）按品质分类：①普通钢②优质钢③⾼级优质钢；3）按冶炼设备分类：①转炉钢②平炉钢③电炉钢；4）按脱氧程度：①沸腾钢②镇静钢③半镇静钢；5）按⽤途分类：①结构钢②⼯具钢③特殊钢的④专业⽤钢；6）按加⼯制造形式分类：①铸钢②锻钢③热轧钢④冷轧钢⑤冷拔钢；参照国际标准（IS04948），《钢分类》国家标准（GB/T1334-2008）实⾏新的分类⽅法，明确划分了⾮合⾦钢。

金属材料材质分类及用途金属材料广泛应用于各种工业领域，根据其化学成分、物理性质和用途等不同分类方法，可以将金属材料分为多个种类。

以下是一些常见的金属材料的分类及其用途。

1.铁族金属：铁、钢等属于铁族金属。

它们具有优良的强度和韧性，广泛应用于建筑、制造、机械、交通工具等领域。

铁质材料广泛应用于基础建设如桥梁、建筑结构和道路，钢铁材料则广泛使用于机械设备、汽车和火车制造，并在船舶建造和航空航天行业中也有广泛应用。

2.贵金属：贵金属如黄金、铂、银等具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，广泛应用于珠宝、硬币、催化剂、电子器件、医疗设备等领域。

3.铝合金：铝合金具有低密度、高强度、优良的导热和导电性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、包装等领域。

例如，航空航天行业中的飞机、卫星和导弹都采用铝合金制造，汽车工业中的车身、车架和发动机零部件也常采用铝合金。

4.铜合金：铜合金具有优良的导电、导热性能和良好的抗腐蚀性能，被广泛应用于电力、电子、通信设备、化工设备等领域。

铜合金还常用于制造管道、接头、阀门和供水系统中的配件。

5.锌合金：锌合金具有优良的耐蚀性能和良好的铸造性能，广泛应用于汽车、建筑、五金配件等领域。

例如，汽车行业中的发动机外壳、变速箱、制动系统等部件常使用锌合金制造，建筑行业中的门窗配件、管道配件等也有锌合金的应用。

6.镁合金：镁合金具有低密度、高比强度和良好的可塑性，被广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。

镁合金被广泛应用于航空航天领域的航天器零部件、飞机结构件，汽车中的车身、发动机零部件等。

7.钛合金：钛合金具有低密度、高强度、抗腐蚀性好等特点，被广泛应用于航空航天、医疗设备、化工设备等领域。

航空航天领域中的飞机结构件、发动机零部件，医疗领域中的人工关节等都常使用钛合金制造。

8.镍合金：镍合金具有良好的抗高温、抗腐蚀性能，广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。

例如，航空发动机中的高温部件，化工设备中的腐蚀性环境部件等都常使用镍合金制造。

高中化学《金属材料》知识点总结一、金属材料：金属材料可分为纯金属和合金。

新型金属材料是具有特殊性能的金属结构材料。

1、合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。

①熔点：合金的熔点比各成分金属低②硬度和强度：合金的硬度比各成分金属大(3)易错点：①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素②合金的性质不是各成分金属的性质之和。

合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质③并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金④合金一定是混合物⑤常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体2、常见的金属材料(1)金属材料分类①黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金②有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金(2) 黑色金属材料——钢铁①生铁：含碳量在2%～4.3%的铁的合金。

生铁里除含碳外，还含有硅、锰以及少量的硫、磷等，它可铸不可煅。

根据碳的存在形式可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种②钢：含碳量在0.03%～2%的铁的合金。

钢坚硬有韧性、弹性，可以锻打、压延，也可以铸造。

钢的分类方法很多，如果按化学成分分类，钢可以分为碳素钢和合金钢两大类。

碳素钢就是普通的钢，碳素钢又可以分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢韧性、焊接性好，强度低；中碳钢强度高，韧性及加工性好；高碳钢硬而脆，热处理后弹性好。

合金钢也叫特种钢，是在碳素钢是适当地加入一种或几种，如锰、铬、镍、钨、铜等合金元素而制成的。

合金元素使合金钢具有各种不同的特殊性能，用于制不锈钢及各种特种钢③钢是用量最大，用途最广的合金(3) 有色金属材料——铜和铝①铝及铝合金：Al 是地壳中含量最多的金属元素，纯铝的硬度和强度较小，有良好的延展性和导电性，通常用作制导线。

金属材料概述金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。

一般分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。

黑色金属包括铁、铬、锰等，有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称，一般还包括有色合金。

特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。

其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。

一、金属的组成与结构1、金属的原子结构金属键是金属原子之间的结合键，它是大量金属原子结合成固体时，彼此失去最外层电子，成为正离子，而失去的外层电子穿梭于正离子之间，成为公有化的自由电子云或电子气，而金属正离子与自由电子之间的强烈静电吸引力，这种结合方式称为金属键。

除锡、锑、铋等少数几种金属的原子最外层电子数大于或等于4以外，绝大多数金属原子的最外层电子数均小于4，主族金属原子的外围电子排布为n s1或n s2或n s2 np(1-4)，过渡金属的外围电子排布可表示为(n-1)d(1-10) n s(1-2)。

主族金属元素的原子半径均比同周期非金属元素（稀有气体除外）的原子半径大。

金属材料都具有相同的原子结合方式，但不同的金属材料性能各不相同，因为材料的性能与原子的结合方式有关，还取决于材料的内部结构。

结构即为原子的排列方式和空间分布。

2、金属的晶体结构按原子在空间的排列方式不同，固态物质可分为晶体和非晶体两大类。

晶体：是指原子在三维空间有规则的周期性重复排列的物质，如金刚石、石墨、固态金属等。

晶体一般有规则的外形和固定的熔点，在各个方向上原子密度不同，因而表现出各向异性非晶体：是指原子在空间无规则排列的物质，表现出各向同性金属材料在固态下通常为晶体，其结合键主要是金属键，将原子抽象成一个质点，用直线把这些质点连接起来，就形成一定形状的空间格子，这个空间格子，称为晶格，能够完全代表晶格中原子排列规律的最小几何单元称为晶胞，晶胞中各棱边的长度称为晶格常数。