重要金属及合金材料的性质及应用PPT课件

• 储氢方法：传统的储氢方法有：一、利用高压钢瓶来储氢， 二、储存液态氢。但这两种方法储氢量少，且存在一定的 安全隐患。进年来，有一种新型的储氢材料应运而生—— 储氢合金。
• 储氢合金储氢原理： 可逆地与氢形成金属氢化物，或者说是氢与合金形成
了化合物。即气态氢分子被分解成氢原子而进入金属之中。
• 正在研发的储氢合金通常是把吸热型的金属（铁、锆、铜、 铬、等）与放热型金属（钛、锆、镧等）组合起来，制成 适当的金属间化合物，使之起到储氢的功能。
• 硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能有所下降， 这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。
• 铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加 它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水侵蚀，避 磁性等特点。
• 铜合金
• 铜有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银而居金属的 第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性能，是优良的 电工用金属材料。
常见合金性质及其应用
• 铁合金
• Fe-C合金
• 按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两 大类。生铁和钢的区别在于含碳量的不同， 生铁的含碳量在2%-4.3%，钢的含碳量 0.03%-2%。含碳量越高硬度越大，但机 械性能、韧性越差。钢和生铁在生产过程 中都是重要的合金材料。
• 此外还有硅铁合金（广泛用于低合金结构 钢、以及在铁合金生产及化学工业中，常 用作还原剂。 ）、锰铁合金（广泛用于 合金钢中）。
• 锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌 合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压铸仪表，汽车零件 外壳等。
• 钛合金
• 液态的钛几乎能溶解所有的金属，形成 固溶体或金属化合物等各种合金。合金 元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等 的加入，可改善钛的性能，以适应不同 部门的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高 的热稳定性，可在相当高的温度下长时 间工作；以Ti-Al-V合金为代表的超塑性 合金，伸长率远超普通合金。
• 各类型合金都有以下通性： • (1)多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点； • (2)硬度一般比其组分中任一金属的硬度大 ； • (3)合金的导电性和导热性低于任一组分金属。利用合金的
这一特性，可以制造高电阻和高热阻材料。还可制造有特 殊性能的材料。 • (4)有的抗腐蚀能力强(如不锈钢) ，适用于化学工业
• 钛合金已广泛用于国民经济各部门，它 是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材 料。只是钛的价格较昂贵，限制了它的 广泛使用。
• 此外，由于钛合金还与人体有很好的相
容性，所以钛合金还可以作人造骨。
一些新型合金及其应用简介
• 1、储氢合金
• 氢是一种热值很高的燃料。燃烧一克氢可以放出62.8kJ的 热量。一克氢可以替代3kg的煤油。且请的燃烧产物为水， 无污染，再加之来源广，因此是未来最有前途的燃料电池 燃料来源。
• 白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用 作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。
• 锌合金
• 以锌为基加入其他元素组成的合金。常加的合金元素有铝、 铜、镁、镉、铅、钛等。锌合金熔点低，流动性好，易熔 焊，钎焊和塑性加工，在大气中耐腐蚀，残废料便于回收 和重熔；但蠕变强度低，易发生自然时效引起尺寸变化。 熔融法制备，压铸或压力加工成材。
• 工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等。
• Cu与Zn的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占 40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪 器零件。
• 青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu、Sn合金。 锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善， 抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件 和耐蚀配件。Sn较贵，已大量用Al、Si、Mn来代替Sn而 得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍 青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的抗腐蚀性 能，是可与钢相竞争的弹簧材料。
• 铝合金
• 铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢 固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低， 只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。
• 铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg 形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性 和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、 管道、铆钉等。
• 铜：铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地 铜作为内芯的导线应用 于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材 料的消费中仅次于铝。铜是一种红色金属，同时也是一种绿色金属。说它是 绿色金属，主要是因为它熔点较低，容易再熔化、再冶炼，因而回收利用相 当地便宜。
• 锌：锌是第四"常见"的金属，仅次于铁、铝及铜，外观呈现银白色，在现代 工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位，为一相当重要的金属。另外，锌 是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重 要生理过程中起着极其重要的作用。
金属的一些我们的生活里，铁可以算得上是最有用、最价廉、最丰富、最重要的 金属了。铁是碳钢、铸铁的主要元素，工农业生产中，装备制造、铁路车辆、 道路、桥梁、轮船、码头、房屋、土建均离不开钢铁构件。钢铁的年产量代 表一个国家的现代化水平。
• 铝：铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产 量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量（按 吨计算）仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富， 据初步计算，铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。
• 钛：钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。 但其相对丰富，在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石， 广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土 壤中。
合金材料的性质
• 合金，大部分是由两种或两种以上的金属元素或以金属为 基添加其他非金属元素通过合金化工艺而形成的具有金属 特性的 物质。也有只含一种金属的合金，如钢（Fe-C合 金）