材料化学金属材料讲义
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《金属》讲义一、金属的定义和分类金属,这个在我们日常生活中无处不在的物质,究竟是什么呢?简单来说,金属是一种具有光泽、良好的导电性、导热性和延展性的物质。
它们在元素周期表中占据了相当大的一部分。
从化学性质和用途的角度,金属可以大致分为以下几类:1、黑色金属黑色金属主要包括铁、铬、锰及其合金。
其中,铁是最为常见和重要的黑色金属,广泛应用于建筑、机械制造、交通运输等众多领域。
2、有色金属有色金属则包括铜、铝、铅、锌、锡、镍等。
这些金属各自具有独特的性质和用途。
比如,铜具有良好的导电性,常用于电线电缆的制造;铝质地轻、耐腐蚀,常被用于航空航天和汽车制造等领域。
二、金属的物理性质1、光泽金属通常具有独特的光泽,这使得它们在外观上与其他物质有所区别。
这种光泽源于金属表面对光线的反射能力。
2、导电性良好的导电性是金属的重要特性之一。
金属内部存在大量自由电子,这些自由电子能够在电场的作用下自由移动,从而形成电流。
3、导热性金属能够迅速传递热量,这使得它们在热交换器、散热器等设备中得到广泛应用。
4、延展性金属具有延展性,可以被拉成细丝或压成薄片。
这种特性为金属的加工和成型提供了便利。
三、金属的化学性质1、氧化反应大多数金属在空气中容易与氧气发生反应,形成氧化物。
例如,铁在潮湿的空气中会生锈,生成氧化铁。
2、与酸的反应一些活泼金属如锌、镁等能与酸发生置换反应,产生氢气。
3、与盐溶液的反应金属之间可以通过与盐溶液的反应来实现金属离子的置换。
四、金属的冶炼金属在自然界中大多以化合物的形式存在,要得到纯金属,就需要进行冶炼。
1、热还原法对于一些氧化物,通过使用还原剂如一氧化碳、碳等在高温下将金属氧化物还原为金属单质。
2、电解法对于一些活泼的金属如钠、铝等,通常采用电解其熔融盐的方法来制取。
五、金属的用途1、建筑领域钢铁在建筑结构中起着至关重要的作用,如钢梁、钢柱等。
2、交通领域汽车、火车、飞机等交通工具的制造离不开金属,发动机、车身等部件都由金属制成。