第三节-用途广泛的金属材料-课件.ppt

1、第三章 金属及其化合物第三节 用途广泛的的金属材料一、合金的概念及特性：一、合金的概念及特性：合金是合金是由两种或两种以上的由两种或两种以上的金属或非金金属或非金属属熔合而成的熔合而成的,具有金属特性的物质。具有金属特性的物质。1 1、合金的概念、合金的概念 ：2、合金的物理性质：、合金的物理性质：如：生铁的熔点比纯铁的低；如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（硬铝（Cu、Mn、Si）的强度和硬度都的强度和硬度都比纯铝大。比纯铝大。硬度大于硬度大于各成分金属各成分金属 熔点低于熔点低于各成分金属各成分金属 注意：注意：合金中一定含有金属元素合金中一定含有金属元素合金中也可能含有非金属元素合金中也可能

2、含有非金属元素合金一定是混合物合金一定是混合物合金中成分的含量影响合金的性质。合金中成分的含量影响合金的性质。使用不同的原料，改变原料的配比以及使用不同的原料，改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。比纯金属更广、更重要。二、常见的合金及用途：二、常见的合金及用途：青铜、黄铜、白铜和锰铜青铜、黄铜、白铜和锰铜青铜青铜黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。与金非常相

3、似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别假如是你，你怎样来判别“药金药金”和和黄金？黄金？白铜（白铜（Cu和镍）和镍）不易生铜绿不易生铜绿铜锰合金，具有极高的电阻。铜锰合金，具有极高的电阻。2、钢、钢生铁和生铁和钢钢就是铁的合金，就是铁的合金，其中其中钢钢使用量最大、用途最广的合金。使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%之间；之间；钢钢的含碳量在的含碳量在0.03%2%之间。之间。根据化学成分，把分为两大类：根据化学成分，把分为两大类：碳素钢碳素钢合金钢合金钢低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢含碳量低含碳量低 0.3%0.3%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.

4、6%钢钢合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。3、铝合金、铝合金硬铝：硬铝：Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%特点：密度小、强度高、抗腐蚀特点：密度小、强度高、抗腐蚀用途：制造飞机和宇宙飞船用途：制造飞机和宇宙飞船铝铝“有翼的金属有翼的金属”“会飞的金属会飞的金属”铝的重要用途主要有铝的重要用途主要有:延展性延展性-制作铝线、铝箔、多种仪器。制作铝线、铝箔、多种仪器。导热性导热性-做热的导体。做热的导体。银白色、有金属光泽银白色、有金属光泽-做涂料（俗做涂料（俗称银粉、银漆）称银粉、银漆）导电性导电性-做电的导体。铝的导电性做电的导体。铝的

5、导电性仅次于铜，是优良的、常用的导体。仅次于铜，是优良的、常用的导体。不透明不透明-做忌光物（如胶卷）包装材料做忌光物（如胶卷）包装材料 铝可以制作合金。铝可以制作合金。例如：含有硅、铜、锌、锰等例如：含有硅、铜、锌、锰等元素的镁铝元素的镁铝 合金就具有质轻、合金就具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。件、车船材料、门窗等。新型合金新型合金储氢合金：储氢合金：TiFe,LaNi钛合金：钛合金：Ti，V，Fe，Al等，等，飞机起落架飞机起落架耐热合金：耐热合金：喷气式飞机的发动喷气式飞机的发动机叶片

6、机叶片记忆合金：记忆合金：泡沫合金：泡沫合金：稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪总称，包含钪Sc、钇、钇Y及镧系中的镧及镧系中的镧La、铈铈Ce、镨、镨Pr、钕、钕Nd、钷、钷Pm、钐、钐Sm、铕、铕Eu、钆、钆Gd、铽、铽Tb、镝、镝Dy、钬、钬Ho、铒、铒Er、铥铥Tm、镱、镱Yb、镥、镥Lu，共，共17个元素。稀个元素。稀土元素土元素能与其它元素组成品种繁多、功能与其它元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料，被能千变万化，用途各异的新型材料，被称为称为“现代工业的维生素，和神奇的新现代工业的维生素，和神奇的新材料宝库。材料宝库。”

7、我国稀土资源占世界稀土资源的我国稀土资源占世界稀土资源的80%，以氧化物以氧化物(REO)计达计达3 600万吨，远景储万吨，远景储量实际是量实际是1亿吨。我国稀土资源分南北两亿吨。我国稀土资源分南北两大块。大块。北方：轻稀土资源，集中在包头白北方：轻稀土资源，集中在包头白云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发云鄂博特等地，以后在四川冕宁又有发现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、现。主要含镧、铈、镨、钕和少量钐、铕、钆等元素；铕、钆等元素；南方：中重稀土资源，分布在江西南方：中重稀土资源，分布在江西、广东、广西、福建、湖南等省，以罕、广东、广西、福建、湖南等省，以罕见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，

8、见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中，主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。稀土作为基体元素能制造出具有稀土作为基体元素能制造出具有特殊特殊“光电磁光电磁”性能的多种功能材料，性能的多种功能材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工程材料等，它们都是发展电子信息产程材料等，它们都是发展电子信息产业，开发新能源，治理环保和国防尖业，开发新能源，治理环保和

9、国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。端技术等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当例如稀土永磁材料（钕铁硼永磁）是当今磁性最强的永磁体，它被称今磁性最强的永磁体，它被称“一代磁一代磁王王”。稀土永磁材料现已广泛的用到了。稀土永磁材料现已广泛的用到了微型电机，工业用电机、风力发电机、微型电机，工业用电机、风力发电机、音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，音响设备、仪器仪表。航天航空通讯，医用核磁共振成像仪等方面。医用核磁共振成像仪等方面。稀土永磁材料用于电机，使设备小稀土永磁材料用于电机，使设备小型化，轻型化，同等功率的电机，体积型化，轻型化，同等功率的电机，体积和重量减少和重量减

10、少30%以上。用稀土永磁同步以上。用稀土永磁同步电机代替工业上的异步电机，节电率可电机代替工业上的异步电机，节电率可达达12-15%，真正的稀土三基色荧光灯代，真正的稀土三基色荧光灯代替白炽灯，节电率可达到替白炽灯，节电率可达到80%。稀土金。稀土金属卤化物灯已被大量用于城市广场、体属卤化物灯已被大量用于城市广场、体育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这育场馆和高层建筑的美化泛光照明。这些新型电光源不但些新型电光源不但稀稀土土永永磁磁材材料料用用于于电电机机，可可使使设设备备小小型型化化，轻轻型型化化，同同等等功功率率的的电电机机，体体积积和和重重量量可可减减少少30%以以上上。用用稀稀土土永永磁

11、磁同同步步电电机机代代替替工工业业上上的的异异步步电电机机，节节电电率率可可达达12-15%，真真正正的的稀稀土土三三基基色色荧荧光光灯灯代代替替白白炽炽灯灯，节节电电率率可可达达到到80%。稀稀土土金金属属卤卤化化物物灯灯已已被被大大量量用用于于城城市市广广场场、体体育育场场馆馆和和高高层层建建筑筑的的美美化化泛泛光光照照明明。这这些些新新型型电电光光源源不不但但节节电电效效果果明明显显。而而且且大大大大提提高高了了照照明明质质量量，其其生生产产过过程程也也减减少少了了污污染染，被被称称作作“绿绿色色照照明明”。彩彩色色电电视视正正是是采采用用了了稀稀土土三三基基色色荧荧光光粉粉，才才能能获

12、获得得彩彩色色逼逼真真的的画画面面。稀稀土土镍镍氢氢电电池池，可可以以充充电电而而无无记记忆忆效效应应，代代替替了了有有污污染染的的镍镍镉镉电电池池，被被称称作作无无污污染染的的“绿绿色色电电池池”。它它已已广广泛泛用用于于移移动动电电话话，笔笔记记本本电电脑脑等等设设备备上上。各各种种稀稀土土功功能能材材料料，在在航航空空、航航天天和和尖尖端端国国防防技技术术上上，如如雷雷达达，侦侦查查卫卫星星。激激光光制制导导和和自自动动指指挥挥系系统统等等方方面面都都获获得得了了广广泛泛的的应应用用。稀稀土土在在高高新新技技术术领领域域中中的的应应用用，与与其其工工业业技技术术发发达达程程度度成成正正比

13、比。美美国国的的稀稀土土用用量量一一直直居居世世界界第第一一位位，日日本本、英英国国、法法国国、德德国国等等工工业业发发达达国国家家都都没没有有稀稀土土资资源源，但但他他们们都都有有很很先先进进的的稀稀土土应应用用技技术术。美美国国认认定定的的35个个战战略略元元素素和和日日本本选选定定的的26个个高高技技术术元元素素中中，都都包包括括了了全全部部的的稀稀土土元元素素。所所以以稀稀土土被被称称为为神神奇奇的的稀稀土土。主要用途主要用途外观外观物理性质物理性质化学性质化学性质价格价格加工难度加工难度日常维护日常维护对环境的影响对环境的影响常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；硬度最大的是硬度最

14、大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是 ；OsCrHgWPtAuAgAl1 下列物质中，不属于合金的是（）下列物质中，不属于合金的是（）A硬铝硬铝 B黄铜黄铜C钢铁钢铁 D水银水银D 2 将一块低碳钢放入装有足量的盐酸的烧杯中，将一块低碳钢放入装有足量的盐酸的烧杯中，充分反应后烧杯中剩下的固体物质是（充分反应后烧杯中剩下的固体物质是（）AHCl BFeCl2 CC DFeC1 下列物质中，不属于合金的是（）下列物质中，不属于合金的是（）A硬铝硬铝 B黄铜黄铜C钢铁钢铁 D水银水银D 2 将一块低碳钢放入装有足量的盐酸的烧杯中，将一块低碳钢放入装有足量的盐酸的烧杯中，充分反应后烧杯中剩下的固体物质是（充分反应后烧杯中剩下的固体物质是（）AHCl BFeCl2 CC DFeC