第二课时 常见合金的组成及应用
【教学目标】：
1、知识与技能：
（1）使学生初步了解合金。（2）认识金属与合金在性能上的主要差异，
（3）知道生活中常见合金的组成。了解新型合金的用途。
（4）能应用所学化学知识对生活中有关生活材料问题做出判断和解释
2、过程与方法：
学生通过钢和生铁等实例，认识材料的组成、结构和性能之间的关系；
通过列举生活中的常用材料，认识化学在发展生活用材料中的重要作用，认识化学在为人类提供生活材料等方面的重要作用；
3、情感态度与价值观：
通过本章的学习，认识化学是材料科学发展的基础，以及化学科学的发展对提高人类生活质量的所起的积极作用，激发学生学习化学的兴趣，形成可持续发展的思想。
【教学重点】：
1、金属和合金在性能上的主要差异及原因2、铁、铝、铜合金的组成、性能和用途。
【教学难点】：
1、认识金属与合金在性能上的主要差异。
2、合金的结构与性能之间的关系，合金元素的种类、含量对合金性能的影响。
【教学过程】：
【引入、思考】：1、什么是合金？你日常生活中的金属制品那些是合金？
2、为什么我们使用的金属材料主要是合金？而不是纯金属？
合金 概念:两种或两种以上金属（或非金属）相互熔合而成的具有金属特性的物质。
合金的性能：
合金的机械、物理和化学性能往往优于纯金属，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。人类已知的合金达数万种之多。
①合金的熔点低于其各组成金属熔点低。
小资料：金属钾、钠在常温下均为固态，但它们的合金在常温呈液态，具有良好的导热性，可作为原子反应队的导热剂。②合金的硬度和强度高于其组成金属。
③一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能
④合金的性能可以通过所添加的元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以控制。
思考：为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？
如：为什么合金比纯金属硬度更大，更坚固？纯金属和合金的结构不同
合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层
之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。
思考:固体的熔点与原子的排列是否规整有关，你能解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的低吗？
铁合金在生活中应用十分广泛，各种铁合金都有自己的特性。请查阅资料，讨论不同铁合金的应用。
生铁：含碳2％～4％
用途：生铁硬度大，抗压，性脆，可以铸造成型，是制造机座、管道的重
要材料
钢 ：含碳0.3％～2％
（在高温条件下，用氧化剂把生铁中的过多的碳和杂质除去得到的铁合金。）
用途：钢有良好的延展性，机械性能好，用于制造机械和交通 工具
锰钢：含锰，具有很强的耐磨性和韧性，可用于制造拖拉机履带和汽车车轴等。
钨钢：含钨，耐高温，硬度大，可用于制作切削金属的刀具。镍钢：含镍 硅钢：含硅
合金钢：（特种钢）在钢中分别按一定的比例熔合锰、钨、镍、硅等物质。
如不锈钢（熔合的金属为铬Cr 和镍Ni）
[讲述] 随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，不锈钢的装饰品、餐具、炊具已经进入许多家庭。不锈钢制品外观光洁、美观，不易污染、不生锈，因此受到人们的青睐。
不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13％以上，镍的含量也在10%左右。例如，有一种不锈钢的成分除铁以外，其他元素含量如下：
Cr（铬）17.0%～19.0%；Ni（镍）8.0%～11.0%； C（碳）≤0.14%；Si（硅）≤0.80%；Mn（锰）≤2.00%； P（磷）≤0.035%；S（硫）≤0.03%。
[讲述] 铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的强度和硬度较小，不适合制造机械零件等。制成铝合金可改善性能。
在我们的日常生活中，时常可以看到铝合金。从家庭装修材料到各类日用器具，都有铝合金制品。请结合实例，说明铝合金在性能上有什么优点。
铝合金：向纯铝中加入合金元素如Cu 、Mg、 Si、 Mn、 Zn 及稀土金属 等。
例如，铝硅合金（含Si质量分数为13.5％）的熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点低，而且它在凝固时收缩率又很小。因而，这种合金适合铸造。又如，硬铝（含Cu 4％、Mg 0.5％、Mn 0.5％、Si 0.7％）（均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。
性能：质轻、强度大、耐腐蚀、易加工。
带翼的金属 ——硬铝
铝和航空事业紧紧地连在一起，因此，有些国家把铝誉为“带翼的金属”，即能飞的意思。
广泛用于飞机、火箭、汽车、火车、船舶等许多军用和民用产品中。
高压锅是用铝合金制造的
例如，铝硅合金（含Si质量分数为13.5％）的熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点低，而且它在凝固时收缩率又很小。因而，这种合金适合铸造。又如，硬铝（含Cu 4％、Mg 0.5％、Mn 0.5％、Si 0.7％）（均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。铝合金的种类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。
3、铜合金
黄铜： Cu —Zn （含Zn 20% ~36%）有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。
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。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金
青铜： Cu —Sn （含Sn 10% ~30%）青铜是人类使用历史最久的金属材料
4、金合金
你知道什么是24K金和18K 金吗？
K金:商店里出售的金首饰，上面都标有K数。K数是表示金的纯度指标，K数越高，表示含金量越高，价格也越高。24K表示含金量达99.5%以上，，这种金很软，强度也较差；18K金表示含金量在75%左右，这种金比纯金的硬度和强度大；有些金笔尖是14K金（含金58.3%），硬度就更大一些，也更耐磨。
5、新型合金
储氢合金：Ti- Fe La-Ni 储氢合金可用于以H2为燃料的汽车
钛合金：被誉为“2 l世纪金属”的钛所形成的合金，在高科技领域发挥了巨大的作用。同时，由于它有较高的强度、良好的抗氧化性和优异的耐腐蚀性，对人体无毒和不良反应，还可作为人造骨的材料，因而又被称为“亲生物金属”。现在，钛合金已广泛应用于膝关节、肩关节、头盖骨的修复或再造。
神奇的形状记忆合金
合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
镍钛合金
形状记忆效应可用下图所示的简单实验演示，原本弯弯曲曲的形状记忆合金丝（a）经拉直后（b），只要放入盛有热水的烧杯中，合金丝就会迅速恢复到和原来一摸一样的弯弯曲曲的形状（c）。
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