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(共27張PPT)
第三章 鐵 金屬材料
第1課時
第二節 金屬材料
=
+
+ ？
好鍋
制作美味又健康的酸湯魚
熔點較高，導熱一般，質地較軟，易生銹
熔點高，導熱好，質地軟， 易生銹
熔點較高，導熱較差，質地硬，易碎，高溫時易炸裂。
熔點高，導熱好，質地輕軟，不易生銹
常用鍋具大比拼
純鐵鍋
純鋁鍋
純銅鍋
砂鍋
1、鋁的化學性質
易失去3e-
Al
Al3+
結構
性質
決定
Al
活潑性：
Fe
>
2.如何證實鋁表面存在致密氧化膜的存在？
4Al+3O2 2Al2O3
還原性，活潑
思考1.鋁的性質活潑，但為何鋁制品耐腐蝕？
方案 實驗步驟 宏觀現象 微觀探析
1
2
先 Al2O3 + 6H+ 2Al3++3H2O
后 2Al + 6H+ 2Al3+ +3H2↑
取兩支試管分別放入一片未刮過的鋁片和刮過的鋁片并加入適量HCl
刮過的鋁片先產生氣泡
2、驗證鋁表面致密氧化膜
取兩支試管分別放入一片未刮過的鋁片和刮過的鋁片并加入適量NaOH
刮過的鋁片先產生氣泡
先 Al2O3＋2OH-＋3H2O 2[Al(OH)4]-
后 2Al＋2OH-＋6H2O 2[Al(OH)4]-＋ ↑
H2
提供實驗儀器、物品：鋁片、砂紙、鹽酸、氫氧化鈉、試管
兩性氧化物
兩性氧化物
純鋁鍋是否適合制作美味又健康的酸湯魚？
資料卡片
鋁元素在體內累積到一定程度后，可能引起記憶力減退、過早衰老、消化功能紊亂等負面影響。
純鐵：質地較軟，易生銹
資料卡片
鐵是人體中必需的微量量元素中含量最高的一個，中國營養學會建議成人每天鐵攝入量為10-20mg。
鐵鍋遇到酸性食物，產生的Fe2+并進一步氧化成Fe3+，可以增加食物中的含鐵量，對補鐵有微小的作用。
思考：如何增大它的硬度和耐腐蝕性呢？
力氣大比拼：1.掰一掰 鐵絲 鋼絲
3、合金
生鐵：含鐵和碳（0.2％～4.3％）
鋼：含鐵和碳（0.03％～2％）
鐵合金
純鐵絲和鋼絲都為鐵制品，為什么硬度不同？
純Fe結構模型
鋼結構模型
純Fe內原子的排列十分規整
鋼內原子層之間的相對滑動變得十分困難
3、合金
力氣大比拼：2.掰一掰 鋸條 鋼絲
都是鋼，為什么硬度又不同？
3、合金
C%（<0.3）
C%（0.3~0.6）
C%（>0.6）
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
含碳量越高，韌性越 ，硬度越 。
差
高
碳素鋼
3、合金
思考：如何提高純鐵的硬度？
加碳
如何提高耐腐蝕性？請閱讀課本P78資料卡片
Fe+C
3、合金
+Ni+Cr.....=不銹鋼
碳素鋼
+合金元素
C%（<0.3）
C%（0.3~0.6）
C%（>0.6）
低碳鋼
中碳鋼
高碳鋼
合金鋼
鋼
生鐵
鐵合金
思考：綜上所述，金屬的性能可通過哪些方式加以調節？
改變元素種類、含量等方式加以調節
思考：1.神州號飛船，外殼用鋁還是鐵？為什么？
2.能否用純鋁？為什么？
神州十七
3.如何增大它的硬度和強度？
純鋁：質輕，但硬度和強度較小
3、合金
資料卡片
常見添加材料：
Cu:可提高強度和硬度、耐腐蝕性、加工性能、耐高溫性。
Si：可提高合金的強度和耐腐蝕性
Mg: 是一種輕質金屬，可以提高合金的強度和韌性
Mn: 可提高合金的強度和耐腐蝕性，同時還能提高金屬的加工性能
Co: 提高金屬紅熱時的耐磨性
【活動】結合資料卡片，對純鋁進行改造，使之更適于制作飛船外殼。
神州十七
純鋁：質輕，但硬度和強度較小
+
硬鋁：密度小，強度高、抗腐蝕能力強
少量合金（Cu、Mg、Si、稀土元素等）
C919
3、合金
鈦合金
鈦合金
近年來，為滿足某些尖端技術發展的需要，人們又設計和合成了許多新型合金。例如：
組成：以鈦為基礎加入其他金屬元素（常有：鉬、釩、鉻、錳、銅、鐵、硅等）
性質：強度高、熱強度高、抗腐蝕性好
用途：航天器的燃料貯箱、構架和火箭殼體，人造地球衛星、登月艙、載人飛船和航天飛機。
鈦合金
耐熱合金
近年來，為滿足某些尖端技術發展的需要，人們又設計和合成了許多新型合金。例如：
組成：以鎳為基礎加入Fe, C, Co
性質：耐高溫
用途：航空、艦艇和工業用燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等 高溫部件
鈦合金
儲氫合金
近年來，為滿足某些尖端技術發展的需要，人們又設計和合成了許多新型合金。例如：
組成：常見以Mg, Ti, Nb, V, Zr和稀土類金屬為主，添加Cr, Fe, Mn, Co, Ni, Cu
性質：易活化，吸氫量大；
用途：貯存氫氣
鈦合金
記憶合金
近年來，為滿足某些尖端技術發展的需要，人們又設計和合成了許多新型合金。例如：
組成：Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn-Si
性質：超彈性
用途：航空航天、生物醫療
代
公元前6000年青銅器時代
公元前500年
鐵器時代
鋁合金
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鈦合金
20世紀
鋼文明時代
未來
大風泱泱，大潮滂滂，
與天地共存，與日月同光，
讓精益求精、不斷創新的工匠精神永流傳壯哉！我中國少年，責無旁貸！
課后作業
假如你是材料設計師，你會選擇哪些金屬設計可樂罐？
想一想：
THANKS
謝謝聆聽

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