金属材料与非金属材料基础知识

金属与非金属的基本性质与应用金属和非金属是我们生活中常见的物质分类，它们具有不同的性质和应用。

本文将介绍金属和非金属的基本性质以及它们在各个领域的应用。

一、金属的基本性质金属是一类具有良好导电性、导热性、延展性和韧性的物质。

金属的特点主要体现在以下几个方面。

1. 导电性和导热性金属是良好的导电体和导热体，能够迅速传输电子和热量。

这使得金属广泛应用于电子、电气工程以及许多其他领域。

例如，铜是常用的导电材料，被广泛用于制作电线和电缆。

2. 延展性和韧性金属具有良好的延展性和韧性，能够经受拉伸和弯曲而不易断裂。

这使得金属在建筑、机械制造和汽车工业等领域中得到广泛应用。

例如，钢材具有高强度和韧性，用于制造建筑和桥梁。

3. 可塑性金属具有良好的可塑性，可以通过加工、锻造和压制等方式制成各种形状的产品。

这使得金属能够应用于制造各种器具和零部件。

例如，铝材可塑性强，被广泛应用于航空航天、汽车和包装等行业。

二、金属的应用领域金属在各个领域都有广泛的应用，下面将简要介绍几个主要的应用领域。

1. 电子电气工程金属是制造电线、电缆和电子元件的重要材料。

铜、铝等金属常用于制作导线，铝合金用于制造电线杆和高压输电线路。

金属还广泛应用于电子设备制造中，如半导体材料、电路板和电子元器件。

2. 建筑与工程金属在建筑与工程领域中有着广泛的应用。

钢材是最常用的结构材料之一，用于制作桥梁、建筑物和大型设备。

铝合金被广泛用于建筑外墙、窗户和门等。

此外，金属也用于制作管道、水暖设备和排污系统等。

3. 交通运输金属在交通工具制造中起着重要作用。

铁路、汽车和船舶等交通工具的制造离不开金属材料。

例如，汽车引擎、车身和轮胎中都含有多种金属材料。

4. 家居用品金属制品在家居用品中也有广泛应用。

不锈钢被用于制作厨房用具和器皿，铜制品常用于装饰品和灯具。

此外，金属材料在家居建筑中的应用也越来越多，如金属屋顶和铝门窗等。

三、非金属的基本性质与金属相比，非金属具有以下不同的基本性质。

金属材料金属材料的分类：按组成成分分：纯金属（简单金属）：指由一和金属元素组成的物质。

目前已知的纯金属约有80多和，但工业方面所采用的则为数甚少。

合金（复杂金属）：指由一种金属元素（为主的）与另外一种（或几种）金属元素（或非金属元素）组成的物质。

它的种类甚多，例如：钢是由铁、碳组成的合金，即铁碳合金；黄铜是由铜、锌组成的合金，即铜锌合金；青铜是由铜、锡组成的合金，即铜锡合金；……等等。

由于合金的使用性能好，在工业生产中，其应用范围要比纯金属广泛得多按实用分：黑色金属：指铁和铁的合金，如生铁、铁合金、铸铁和钢等。

有色金属：除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。

另外工业上还采用镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，适宜于制造某些有特殊性能要求的零件。

所有上述金属称为工业用金属，以区别于贵重金属（铂、金、银）与稀有金属（包括放射性的铀、镭等）。

钢1、钢的来源及组成成分来源：把炼钢用生铁放到炼钢炉内熔炼，即得到钢。

钢的产品有钢锭、连铸坯（供再轧制成各种钢材）和直接铸成各种钢铸件等。

通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。

组成成分：是含碳量低于2%的一种铁碳合金。

此外尚含有硅、锰、磷、硫等元素，不过这些元素的停驶量要比生铁中的少。

2、钢的分类按化学成分分碳素钢：钢中除铁、碳外，还含有少量的硅、锰、硫、磷等元素，根据含碳量的高低，碳素钢可分为：低碳钢（含碳量≤0.25%，中碳钢（含碳量0.25~0.60%），高碳钢（含量＞0.60%）合金钢：除含有碳素钢所含有的各中元素外，尚含有一些其它元素（如铬、镍、钼、钨、钒等）。

根据钢中合金元素总含量多少，合金钢可分为：低合金钢（合金元素总含量≤5%，中合金钢（合金元素总含量＝5-10%），高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

按质量分：普通钢：含硫量不超过0.05%；含磷量不超过0.045%，优质钢：含硫量不超过0.040%，含磷量不超过0.040%，高级优质钢：含硫量不超过0.030%，含磷量不超过0.035%按用途分：结构钢：指用以制造各种工程结构（如建筑、桥梁、车辆、锅炉构件）、机械零件（如齿轮、轴类零件）的钢。

初中化学金属与非金属知识点梳理金属与非金属：化学中的两大类物质化学是一门研究物质及其变化的科学，而金属与非金属是化学中的两大类物质。

金属和非金属在性质上存在显著差异，如导电性、热传导性、硬度等。

本文将对初中化学中关于金属和非金属的知识点进行梳理。

一、金属金属是一类具有典型性质的物质，具有以下特点：1. 导电性：金属是导电体，能够输送电流。

这是因为金属中存在自由电子，它们能够在金属中自由移动。

2. 热传导性：金属具有很好的热传导性，可以迅速传递热能。

这是因为金属中的自由电子能够传递热能。

3. 可塑性和延展性：金属可以被锻打成各种形状，这是因为金属的金属键具有一定的可塑性和延展性。

4. 金属光泽：金属表面通常具有金属光泽，即金属表面反射光线的能力。

常见的金属包括铁、铜、铝、锌等。

金属在日常生活中广泛应用，如建筑材料、电线、家具等。

二、非金属非金属是另一类物质，具有以下特点：1. 导电性：大部分非金属是非导体，不能传导电流。

这是因为非金属中不存在自由电子。

2. 热传导性：非金属的热传导性较差，传热速度较慢。

3. 脆性：非金属通常是脆性的，无法被锻打成各种形状。

4. 非金属无光泽：非金属表面通常无光泽。

常见的非金属包括氧气、氮气、碳、硫等。

非金属在日常生活中也有广泛应用，如空气、水、食盐等。

三、金属与非金属的氧化反应金属和非金属之间的氧化反应在化学中非常重要。

金属可以与氧气反应生成金属氧化物，而非金属也可以与氧气反应生成非金属氧化物。

金属氧化物可以进一步与水反应生成金属氢氧化物（碱）：金属氧化物 + 水→ 金属氢氧化物非金属氧化物可以进一步与水反应生成非金属酸：非金属氧化物 + 水→ 酸这些反应是化学中的重要基础反应，也是理解金属与非金属性质的关键。

四、金属与非金属的离子化和共价化合物金属和非金属之间也可以形成化合物，有离子化合物和共价化合物两种类型。

1. 金属和非金属的离子化合物：金属通常失去自己的电子从而形成阳离子，而非金属通常接受电子从而形成阴离子。

材料科学基础知识材料科学是一门研究材料结构、性能和制备的学科，涉及广泛的领域，包括金属、陶瓷、塑料、纤维、半导体等材料的研究与应用。

本文将介绍一些材料科学的基础知识，包括材料分类、晶体结构和材料性能等内容。

一、材料分类根据组成和结构特征，材料可以分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。

金属材料主要由金属元素构成，具有优秀的导电、导热和强度等性能；无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等，其特点是高硬度、高耐热性和电绝缘性；有机高分子材料由含有大量碳元素的高分子化合物构成，如塑料、橡胶和纤维等，具有良好的可塑性和可拉伸性。

二、晶体结构晶体是材料学中一种有序排列的结构形态，具有规则的周期性。

晶体结构由原子、离子或分子按照一定的几何规则排列而成。

根据晶格的不同，晶体可分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、斜方晶系、菱方晶系和三斜晶系等。

其中，立方晶系是晶体结构中最简单的一种，其晶格具有等边、等角的特点。

三、材料性能材料的性能决定了其在实际应用中的表现。

常见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。

力学性能体现了材料的强度、韧性和硬度等特点，如抗拉强度、屈服强度和冲击韧性；热学性能包括导热性、热膨胀系数和导电性等，这些性能对材料的热稳定性和导热导电能力有重要影响；电学性能和磁学性能则与材料的导电性和导磁性相关。

四、材料制备材料的制备过程对于最终材料的性能和结构有重要影响。

常见的材料制备方法包括熔融法、沉积法、固相反应法和溶液法等。

熔融法是指将材料加热至熔点后进行冷却的过程，常用于金属材料的制备；沉积法则是通过气相或溶液中的化学反应沉积材料薄膜；固相反应法是指两个或多个固体物质在一定条件下发生化学反应生成新的化合物；溶液法是将材料溶解于溶剂中，通过溶液的蒸发或化学反应生成新材料。

总结材料科学是一门涉及广泛的学科，研究的内容包括材料分类、晶体结构、材料性能和材料制备等方面。

了解这些基础知识对于深入学习和应用材料科学具有重要意义。

初中化学金属与非金属知识点整理金属与非金属是化学中的重要概念，处于化学基础学习阶段的初中生需要掌握这些知识点。

本文将对初中化学中金属与非金属的相关知识进行整理和归纳，帮助学生更好地掌握这些内容。

一、金属的性质和特点1. 密度：金属一般密度较大，常用的金属如铁、铜、铝等都具有较大的密度。

2. 导电性：金属具有良好的导电性能，可以传导电流，是电器线材的重要材料。

3. 导热性：金属具有优良的导热性能，可以快速传导热量，是热传导设备的重要材料。

4. 延展性和可塑性：金属具有良好的延展性和可塑性，可以通过拉伸和锤击形成各种形状。

5. 光泽：金属具有独特的金属光泽，在光照下能反射出光亮。

二、金属的常见应用1. 金属合金：金属可以与其他金属或非金属元素合金化，形成合金，如铜合金、铝合金等。

合金常用于制造工具、机械零件等。

2. 电器材料：金属具有良好的导电性能，用于制造电线、电器零部件等。

3. 建筑材料：金属材料在建筑中起着重要作用，如铁、钢等常用于楼梯、桥梁、支撑结构等。

4. 化学反应催化剂：某些金属如铂、钯等可以作为化学反应的催化剂，加速反应速度。

5. 珠宝首饰：金属材料如黄金、白银等常被用于制造珠宝首饰。

三、非金属的性质和特点1. 密度：非金属一般密度较小，如氧气、氮气等都具有较小的密度。

2. 导电性和导热性：非金属一般不具备良好的导电性和导热性，不容易传导电流和热量。

3. 延展性和可塑性：非金属大多具有脆性，不具备良好的延展性和可塑性，不容易拉伸和变形。

4. 电负性：非金属元素一般具有较高的电负性，容易在化学反应中接受电子。

四、非金属的常见应用1. 化学反应：非金属元素常参与各种化学反应，如氧气与金属的氧化反应、氮气与金属的硝化反应等。

2. 聚合物材料：非金属聚合物材料广泛应用于各个领域，如塑料、纤维等。

3. 陶瓷制品：非金属陶瓷制品具有良好的耐热性和绝缘性能，常用于制作瓷器、陶器等。

4. 食品工业：非金属盐类如食盐、小苏打等在食品工业中起着重要作用。

八年级物理四科材料知识点
在八年级物理学习中，材料知识点占据非常重要的位置。

通过
学习材料知识点，可以帮助我们更好地理解物理现象和实验结果。

下面将介绍八年级物理四科的材料知识点。

第一部分：固体材料
1. 金属材料
金属材料具有良好的导电性和热导性，可以被加工成各种形状，适用于制作电线、电器、汽车等产品。

金属材料的性质受到晶粒
大小、金属纯度等因素的影响。

2. 非金属材料
非金属材料具有较好的绝缘性能和耐腐蚀性能，适用于制作管道、容器、绝缘板等产品。

3. 合金
合金是由两种或两种以上金属元素混合而成的物质，具有更好的力学性能和耐腐蚀性能，适用于制作飞机、汽车、工具等。

第二部分：流体材料
1. 水
水是一种无色、无味、无臭的液体，具有较大的比热和热膨胀系数，适合作为冷却介质和加热介质。

2. 油
油具有较好的润滑性能和抗氧化性能，适用于制作机械设备和润滑油。

3. 气体
气体具有压缩性和黏度小的特点，可以被用于制作压缩空气工具和气体燃料。

第三部分：半导体材料
1. 硅
硅是一种半导体材料，由于其电阻率介于导体和绝缘体之间，可以被用于制作电子元器件，例如晶体管、集成电路等。

2. 锗
锗是一种半导体材料，与硅类似，可以用于制作电子元器件。

第四部分：纳米材料
纳米材料具有较大比表面积和量子尺寸效应，因此具有独特的电学、光学、力学等性质，可以被用于制作高性能电子器件、传感器、医疗材料等。

总之，材料知识点是八年级物理学习中不可缺少的部分。

通过认真学习和理解这些知识点，我们可以更深入地了解并应用于实际问题中。

2.压力管道常用金属材料及非金属材料金属材料是目前应用最广泛的工程材料，包括钢铁材料、有色金属材料（如铝镁合金、铜及铜合金，钛及钛合金等）。

钢铁材料是钢和铸铁的总称。

工业用钢按照化学成分可以分为碳素钢和合金钢两类。

碳素钢除铁、碳元素之外，还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质元素。

合金钢是为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上特意加入某些合金元素而得到的钢种。

一、铸铁含碳量大于2.06%的铁碳合金成为铸铁（而真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%－6.67%）。

铸铁的主要成分除铁之外，含碳和硅量较高。

由于铸铁中的含碳量较高，使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在，而是以游离的石墨存在。

铸铁的性能特点是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差，一般不能锻造，但它却具有优良的铸造性、减磨性、切削加工性能，价格便宜，因此常用作泵机座、低压阀体等材料，有时地下低压管网也有铸铁做成的管子和管件。

根据铸铁中石墨的形状不同可将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁三类。

二、碳钢含碳量小于等于2.06%的铁碳合金称为碳素钢。

如按化学成分分类常分为低碳钢（C＜0.25%），中碳钢（C=0.25%～0.6%）和高碳钢（C＞0.6%）三种；按质量分类常分为普通钢（S≤0.05%，P≤0.05%）、优质钢（S≤0.04%，P≤0.04%）和高级优质钢（S≤0.02%，P≤0.03%）三类；按用途分常分为结构钢、承压用钢、工具钢等。

由于中碳钢和高碳钢可焊性差，在工程设计中除螺栓材料外，常用的压力管道材料都是低碳钢。

三、合金钢合金元素因溶于铁素体中起固溶强化作用，从而提高了材料的硬度和强度，但同时却使其韧性和塑性相对降低。

压力管道中常用的合金钢有低合金钢、调质钢、不锈钢、耐热钢和低温钢。

工程上常用的低合金钢有碳锰系、碳锰钒系、铬钼钒系等系列。

GB/T1591标准给出了碳锰系和碳锰钒系低合金钢的化学成分和机械性能要求。

该标准列出了Q295A（B）、Q345AE、Q390A E、Q420A E、Q460CE共20种材料牌号。

九年级天然材料知识点总结天然材料是指从自然界中直接获取的原材料，包括矿产资源、生物资源和大气资源等。

在九年级的学习中，我们接触到了很多关于天然材料的知识，本文将对九年级天然材料的重点知识进行总结。

一、金属材料金属材料是最常见的一类天然材料，具有导电、导热、延展性等优良特性。

常见的金属材料包括铁、铜、铝等，其中铁是最常用的金属材料之一。

铁可以通过冶炼矿石获得，冶炼过程中需注意高温的控制，以及不同材料成分的配比。

二、非金属材料除金属材料外，还有许多非金属材料被广泛应用。

其中最常见的是玻璃和陶瓷材料。

玻璃是一种无机非金属材料，具有透明、坚硬、易加工等特点。

陶瓷材料以其高强度、耐腐蚀等特性被广泛应用于建筑、化工等领域。

三、塑料材料塑料是一类由合成树脂为主要成分的材料，具有重量轻、耐用、可塑性强等特点，被广泛应用于日常生活和工业制造中。

常见的塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。

塑料的特性主要取决于树脂的类型和配比，因此在制造过程中需要仔细控制各种材料的比例。

四、纺织材料纺织材料是由纤维制成的材料，其中最常见的纤维是棉、麻、丝、毛等。

纺织过程中，纤维被采集、清洗、纺纱、织造等，最终成为纺织材料。

不同材质的纤维具有不同的特性，例如棉质纤维透气性好，麻质纤维耐热等。

五、能源材料能源材料是指用于产生能量和供人类使用的材料。

主要包括化石燃料（煤、石油、天然气）、核能材料等。

其中，煤是一种常见的能源材料，可以通过燃烧产生热能。

然而，煤的燃烧也会产生大量的有害气体和固体废弃物，对环境造成污染。

六、其他天然材料除了以上几类常见的天然材料外，还有一些其他的天然材料值得了解。

例如，储量丰富的矿石资源是金属材料的重要来源，磷矿石则是农业生产中重要的化肥原料。

此外，天然橡胶是一种弹性好、耐磨损的材料，在制造轮胎等行业具有重要的应用价值。

总结起来，九年级学习中我们接触到了许多天然材料的相关知识。

了解各类天然材料的特性和应用，对于我们的科学学习和生活都有着重要的意义。

常用材料基础知识第一节工程常用材料基础知识一、工程材料的分类一般将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。

（一）金属材料金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。

工业上把金属和其合金分为两大部分：（ 1 ）黑色金属材料——铁和以铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）。

（ 2 ）有色金属材料——黑色金属以外的所有金属及其合金。

有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵重金属、稀土金属和碱土金属。

（二）非金属材料非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。

（ 1 ）耐火材料。

耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。

常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。

（ 2 ）耐火隔热材料。

耐火隔热材料又称为耐热保温材料。

常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。

（ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。

耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。

常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（ 4 ）陶瓷材料。

（二）非金属材料非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等。

（ 1 ）耐火材料。

耐火材料是指能承受高温下作用而不易损坏的材料。

常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。

（ 2 ）耐火隔热材料。

耐火隔热材料又称为耐热保温材料。

常用的隔热材料有硅藻土、蛙石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉以及它们的制品。

（ 3 ）耐蚀（酸）非金属材料。

耐蚀（酸）非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。

常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（ 4 ）陶瓷材料。

二、常用工程材料的性能和特点（一）金属材料1 、黑色金属含碳量小于 2 ． 11 ％（重量）的合金称为钢，合碳量大于 2 ． 11 ％（重量）的合金称为生铁。

金属和非金属材料的物理和化学特性材料一直是人类发展史上的一个重要领域，而其中的金属和非金属材料更是备受关注。

这两类材料有着不同的物理和化学特性，本文将深入探讨它们的特性。

一、金属材料的特性1.密度高金属材料因其高密度的特性，所以有着优异的机械性能。

如：高强度、高硬度和高延展性等，这使金属材料成为了一种重要的结构材料。

2.导电性好金属材料的电子排列很有规律，因此它可以很好的导电和导热。

而且金属材料的导电性能与其杂质的含量和形态关系不大，因而具有温度稳定性。

3.化学活性强金属材料与环境中的氧、硫、水等化学性质相互作用，容易产生化学反应，常因氧化而变脆、锈蚀等。

4.可再生性好金属材料具有一定的可再生性，因为其可以通过熔炼方式再次得到纯净的金属。

二、非金属材料的特性1.密度低非金属材料相较于金属材料，具有较低的密度，因此它的力学性能相对较差。

2.热膨胀性差非金属材料热膨胀性小，热传导性差，导致其难以快速扩散和散热，所以常用于绝缘材料。

3.可塑性差非金属材料因其分子构造较为复杂，排列不规则，因此难以在受力的情况下进行变形，其可塑性差，常常用于在高温、高压环境中使用。

4.化学惰性好非金属材料因为没有自由电子，无法与其他元素反应，因此它的化学惰性较好，不容易氧化和腐蚀，因此被广泛应用于各种高温和化学腐蚀的场合。

结论金属材料和非金属材料各有自己鲜明的特性。

我们需要根据不同的应用场合来选择合适的材料。

有时候需要根据金属材料和非金属材料的特性在设计制造的时候进行组合使用，来达到更好的效果。

材料科技的发展不断地推动着各种材料特性的进一步发展，以适应当前现代社会的需求。

金属与非金属的热导性一、金属的热导性1.金属的热导性定义：金属传导热量的能力。

2.自由电子：金属中存在大量的自由电子，热能可以转化为电子的动能，从而使热量在金属中传导。

3.晶格振动：金属原子之间的相互作用会使原子发生振动，振动能量可以通过邻近原子传递，从而传导热量。

4.金属热导率的分类：a.纯金属：如铜、铝、银等；b.合金：如不锈钢、黄铜、青铜等。

5.影响金属热导率因素：a.材料本身：不同金属的热导率不同；b.温度：金属温度越高，热导率越高；c.晶粒尺寸：晶粒越细，热导率越低。

二、非金属的热导性1.非金属的热导性定义：非金属传导热量的能力。

2.非金属的热导机制：a.声子传导：非金属中热量主要通过声子（原子或分子的振动）的传递来完成；b.电子传导：在某些非金属材料中，如半导体，电子传导也起到一定作用。

3.影响非金属热导率的因素：a.材料本身：不同非金属的热导率不同；b.温度：非金属温度越高，热导率越高；c.结构缺陷：缺陷越多，热导率越低；d.应力：应力越大，热导率越低。

1.一般情况下，金属的热导率高于非金属。

2.金属的热导主要依赖于自由电子和晶格振动，而非金属的热导主要依赖于声子传导。

3.在特定条件下，如高温下，某些非金属材料的热导率可以超过金属。

4.金属热导性在工程中的应用：a.散热器材料：如铜、铝等；b.电热器材料：如镍铬合金等；c.热交换器材料：如不锈钢、钛等。

2.非金属热导性在工程中的应用：a.绝热材料：如玻璃棉、石棉等；b.半导体器件：如硅、锗等；c.高温结构材料：如陶瓷、碳素材料等。

1.金属与非金属的热导性是由于其内部传导热量的机制不同导致的。

2.金属热导性主要依赖于自由电子和晶格振动，非金属热导性主要依赖于声子传导。

3.金属与非金属的热导性在工程应用中具有重要意义，需根据实际需求选择合适材料。

习题及方法：1.以下哪种材料的热导率最高？A. 铜B. 钻石C. 石英D. 铅答案：A. 铜解题思路：根据知识点，金属的热导率一般高于非金属，铜是金属中热导率较高的材料。