金属材料知识讲义
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§ 5. 1金属材料的基础知识§ 5. 1. 1金属结构的基本知识不同的金属材料有不同的性能,甚至同一种金属在不同条件下(例如受力、受热及不同加T 状态 等),其性能也不相同,这与金属及合金的内部结构和引起内部结构齐种变化的外因有关。
金属是由原子在空间呈有规则排列的集合体即晶体构成的,晶体有一定的熔点并 具有各向异性(即在不同方向受力吋表现出不同的机械性能,或在不同方向上对 超声波有不同的传播速度,或者对X 射线表现有不同的吸收或衍射等等)。
人多 数的金属和合金都属于多晶结构,亦即由许多方位不同的晶粒组成,称为多晶体, 由于各向异性被相互抵消而表现为各向同性(在各个方向上的机械性能,或者对 超声波的传播速度,或者对射线的吸收或衍射等有和同的表现),即所谓的“伪 等向性”。
晶体是山原了堆积而成的,山于原了空间排列方式的不同而将形成不同的晶格,主要的晶格形式 有:体心立方晶格:例如910°C 以下的铁(称为a-Fe )和1394°C 以上的铁(称为o-Fe ),以及室温 下的锯、鸭、钢、帆等元索。
面心立方晶格:例如910°C'、1390°C 的铁(称为Y-Fe,与前面所述的a-Fe 和。
-Fe 称为铁的同 索异构转变),以及室温下的铜、線、金、银、铝等。
密排六方晶格:例如镁、锌、镉、彼、钛等。
不同的晶格其原子排列规则与紧密程度不同,因而使不同金属的塑性、强度、热处理、合金化效 果以及其他物理化学性能等冇明显的不同,即使在相同晶格类型的情况下,视元索的原子宜径大 小和原子间的中心距离(晶格常数)不同,各原子包含的电子数不同,其性能仍有很大差别。
晶体的形成是在金属从液态转变到固态的凝固过程中进行的,此过程称为金属的结晶过程。
结晶 过程不同,形成的晶体结构不同,因而将有不同的性能。
金属的结晶过程可以分为三个步骤:晶核的形成;围绕晶核的长大与晶粒形成;各单独的小晶体 长大而相互接触,最终联结成整体(固体形成)。
第八单元金属和金属材料课题1 金属材料一、几种重要的金属说到金属材料,我们应该不会感到陌生。
家里的很多日常生活用品,如锅、刀、水壶、水龙头等,它们大都是由金属材料制成的。
金属材料包括纯金属以及它们的合金。
1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
金属的种类有很多,而我们最常见的金属有铁、铝和铜。
铜和铁是人类使用较早的金属,我国劳动人民在商代就制造出了精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁和炼钢。
(图8-1 图8-2)铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100多年前的事情。
但由于铝具有密度小和抗腐蚀等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位。
图8-1 东汉晚期的青铜奔马(马踏飞燕),图8-2 河北沧州的铁狮子,铸造于953年,距今已有1000余年的现已成为我国的旅游标志历史,狮高5.3m,长6.5m,宽3m,重约40t2.金属的物理性质看到图8-3来认识一下金属的一些物理性质。
(1)有光泽,有良好的导电性、导热性和延展性。
金属不仅具有以上一些共同的物理性质,还具有各自的特性。
例如,铁、铝大多数金属都是银白色的,但铜却呈紫红色,金呈黄色;在常温下,大多数金属是固态,但体温计中的汞却是液体;还有金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大。
(2)金属的特性①铁、铝等大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色。
②常温下大多数金属是固体,但汞是液体。
③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也比较大。
下面根据日常生活经验和表8-1所提供的信息,回答下列问题。
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制?点拨:因为铁的硬度比较大,而铝的硬度较小,并且铝有毒会对人体造成危害,不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?点拨:因为银的价格昂贵,而且银的密度大,不易架设。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?点拨:灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制是因为钨是熔点最高的金属,高温时不易熔化,而锡的熔点较低,如果使用锡作灯丝易熔化断开。
浙教版九年级上册第二章第一节金属材料【知识点分析】一.金属与非金属:1.金属的一般属性:金属常温下大多数呈固态,有金属光泽,有导电性、导热性和良好的延展性,密度较大,熔点较高。
2.金属的特殊属性:(1)颜色:大多数金属呈银白色,而金呈黄色,铜呈紫红色;(2)状态:多数金属常温下为固态,而汞呈液态;(3)硬度:铬的硬度大,而铝、铅等的硬度较小。
3.金属的物理性质比较:4.金属之最:二.常见的金属材料:1.合金的概念:把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2.合金的特点:(1)为金属熔合而成,所以制合金的金属熔点不超过其他的沸点(2)合金是混合物具有金属性质(3)合金的硬度一般大于组成它们的金属的硬度。
(4)合金的熔点一般低于组成它们的金属的熔点。
(5)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属的抗腐蚀能力。
3.记忆合金:(1)一些特定成分的合金(如镍铬合金),在外力作用下会发生形变,把外力去掉之后,在一定温度下,能恢复原来的形状。
这种合金具有上百万次以上的恢复功能,人们形象的称之为“记忆合金”三.金属的污染和回收利用:1.金属的污染:主要是垃圾填埋后,铅镉等有毒金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子,污染土壤和地下水源。
在潮湿的空气中,金属的氧化和锈蚀也会污染土壤,危害生态环境。
2.金属的回收:工业越发达,金属的废弃量越大。
废弃金属堆存,不仅浪费资源,侵占土地,而且污染环境,因此各国都很重视它的循环再生。
普遍回收的金属包括:铝、铅、铁、铜、锡、锌、银、金等。
【例题分析】一、选择题1.铁画具有较高的欣赏价值,它是由低碳钢等材料经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。
下列关于铁画的叙述不正确的是()A.给铁画喷漆既美观又可以防锈蚀B.铁画上的铁锈可用稀盐酸擦洗掉C.铁画可以长期悬挂在潮湿环境中D.低碳钢为铁合金,但硬度比铁大【答案】C【解析】A、给铁画喷漆,可以隔绝空气和水分,因此既美观又可以防锈蚀,故A正确不合题意;B、铁锈和稀盐酸反应,生成氯化铁和水,所以铁锈可以用稀盐酸擦洗掉,故B正确不合题意;C、铁与空气中的氧气、水蒸气反应会生成铁锈,所以铁画不宜长期放在潮湿的环境中,故C错误符合题意;D、低碳钢为铁合金,但硬度比铁大,故D正确不合题意。
新人教版高一化学必修一第三章第二节金属材料讲义知识点一 铁合金1.合金(1)定义:由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)性质:合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于各成分金属。
①硬度:合金的硬度一般大于成分金属。
②熔点:合金的熔点多数低于成分金属。
2.铁合金⎧生铁铁碳合金⎨⎩钢合金钢,常见的是不锈钢知识点二 铝和铝合金1.铝与氧化铝的化学性质(1)Al 与 O 2 的反应:4Al +3O 2===2Al 2O 3。
(2)Al 与盐酸的反应 (实验 3-4)2Al +6HCl===2AlCl 3+3H 2↑。
Al 2O 3 与盐酸的反应(1)已知物质的质量 m :n =M(2)已知标准状况下气体体积 V :n =V(3)已知物质的粒子数 N :n =N⎨⎩Ti NiAl 2O 3+6HCl===2AlCl 3+3H 2O(3)Al 与 NaOH 溶液的反应 (实验 3-5)2Al +2NaOH +2H 2O===2NaAlO 2+3H 2↑。
Al 2O 3 与 NaOH 溶液的反应Al 2O 3+2NaOH===2NaAlO 2+H 2O 。
2.两性氧化物像 Al 2O 3 这类既能与酸反应,生成盐和水,又能与碱反应,生成盐和水的氧化物,叫两性氧化物。
3.铝合金向铝中加入少量合金元素,如 Cu 、Mg 、Si 、Mn 、Zn 及稀土元素等,可制成铝合金,例如硬铝。
知识点三 新型合金⎧⎪储氢合金⎧La -Fe 合金新型合金⎨ 钛合金⎪⎩耐热合金形状记忆合金知识点四 物质的量在化学方程式计算中的应用1.物质的量与各物理量之间的关系mV mNA(4)已知溶液中的物质的量浓度c:n=cV 2.物质的量在化学方程式计算中的应用化学方程式化学计量数之比扩大NA倍之后物质的量之比结论2Na+2H2O===2NaOH+H2↑2∶2∶2∶12NA∶2NA∶2NA∶NA2__mol∶2__mol∶2__mol∶1__mol化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的粒子数之比=各物质的物质的量之比微判断(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。