《用途广泛的金属材料》 导学案

《用途广泛的金属材料》导学案
一、学习目标
1、了解常见金属材料的分类、性能和用途。

2、理解合金的概念、组成和性质特点。

3、掌握常见合金的成分、性能和应用。

4、学会根据使用需求选择合适的金属材料。

二、知识回顾
1、金属的物理性质
大多数金属具有金属光泽，是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。

但不同金属在这些物理性质上存在一定的差异。

2、金属的化学性质
（1）金属与氧气反应，如铁在空气中生锈，铝在空气中形成致密的氧化膜。

（2）金属与酸反应，产生氢气，如锌与稀硫酸反应。

（3）金属与某些盐溶液反应，如铁与硫酸铜溶液反应。

三、新课导入
在日常生活和工业生产中，我们经常会用到各种各样的金属材料。

从小小的螺丝钉到大型的飞机机身，从厨房的炊具到汽车的发动机，金属材料无处不在。

那么，这些金属材料是如何分类的？它们又具有怎样的性能和用途呢？让我们一起来探索用途广泛的金属材料。

四、知识讲解
1、金属材料的分类
（1）纯金属：指由一种金属元素组成的物质，如铁、铜、铝等。

（2）合金：指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。

2、合金的概念
合金是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。

3、合金的性能特点
（1）一般来说，合金的硬度大于其成分金属。

（2）合金的熔点通常低于其成分金属。

（3）合金的抗腐蚀性一般强于其成分金属。

4、常见的合金
（1）铜合金
青铜：含铜、锡、铅等，常用于制造机器零件如轴承、齿轮等。

黄铜：含铜、锌，常用于制造水管、阀门、散热器等。

白铜：含铜、镍、锌等，常用于制造精密仪器、装饰品等。

（2）钢
碳素钢：分为低碳钢（含碳量低于 03%）、中碳钢（含碳量 03% 06%）和高碳钢（含碳量高于 06%）。

低碳钢韧性、焊接性好，中碳钢强度较高，高碳钢硬度大。

合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼等合金元素，具有各种不同的特殊性能，如不锈钢具有抗腐蚀性，硅钢具有导磁性等。

（3）铝合金
硬铝：含铜、镁、锰、硅等，强度和硬度大，常用于制造飞机、汽车等的零部件。

防锈铝：含镁、锰等，抗腐蚀性好，常用于制造门窗、容器等。

5、金属材料的选择
在选择金属材料时，需要考虑以下几个因素：
（1）使用性能：根据材料的使用环境和要求，选择具有相应性能的金属材料，如强度、硬度、韧性、耐腐蚀性等。

（2）工艺性能：考虑材料的加工难度和成本，如铸造性能、锻造性能、焊接性能等。

（3）经济成本：在满足使用性能和工艺性能的前提下，选择价格合理的金属材料。

五、例题分析
例 1：下列关于合金的说法正确的是（）
A 合金中至少含有两种金属
B 合金的硬度一般比其成分金属大
C 合金的熔点一般比其成分金属高
D 黄铜是纯净物
解析：B 选项正确。

合金中至少含有一种金属，A 选项错误；合金的熔点一般比其成分金属低，C 选项错误；黄铜是铜和锌的合金，属于混合物，D 选项错误。

例 2：要制造飞机，应选用下列哪种合金（）
A 铝合金
B 铜合金
C 碳素钢
D 不锈钢
解析：A 选项正确。

铝合金具有强度和硬度大、质量轻等优点，适合用于制造飞机。

铜合金主要用于制造水管、阀门等；碳素钢常用于制造机器零件；不锈钢具有抗腐蚀性，常用于制造医疗器械等。

六、课堂练习
1、下列物质不属于合金的是（）
A 不锈钢
B 青铜
C 磁铁矿
D 生铁
2、钛和钛合金被认为是 21 世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。

钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可以用来制造（）
A 保险丝
B 医疗器械
C 船舶外壳
D 眼镜架
3、某合金与铁的物理性质比较如下：
｜性质｜熔点｜密度｜硬度｜导电性｜
｜：：｜：：｜：：｜：：｜：：｜
｜合金｜ 2500℃｜ 300g/cm³｜ 74 ｜ 23 ｜
｜铁｜ 1535℃｜ 786g/cm³｜ 45 ｜ 17 ｜
根据以上信息，你认为该合金不适合用于制作（）
A 导线
B 门窗框
C 炉具
D 飞机外壳
七、课后作业
1、查阅资料，了解更多关于钛合金、镁合金等新型合金的性能和应用。

2、假设你要为家庭装修选择金属材料，如门窗、厨具等，分析应如何选择，并说明理由。

3、收集身边常见的金属材料制品，分析其使用的金属材料种类和性能特点。

八、总结
通过本节课的学习，我们了解了金属材料的分类、合金的概念和性能特点，以及常见合金的成分、性能和应用。

同时，我们也学会了根据使用需求选择合适的金属材料。

希望同学们能够将所学知识运用到实际生活中，更好地理解和应用金属材料。