金属材料：铜是人类应用最早的金属
铜行业梳理
铜行业梳理一、铜行业概述铜是人类最早发现和使用的金属之一，具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电工、建筑、交通、通信等领域。
随着经济的发展和工业化进程的推进，铜行业也得到了迅猛发展。
二、铜行业产业链1. 矿石开采：铜矿石是铜产业的原材料，全球主要铜矿资源集中在智利、秘鲁、中国等地。
2. 冶炼加工：将铜矿石经过冶炼、提炼等工艺过程，得到纯净的铜金属。
常见的冶炼方法包括火法、湿法和电解法等。
3. 制品加工：将铜金属加工成各种形状和规格的制品，如铜管、铜板、铜线等。
这一环节主要涉及铜加工、铜合金制造等工艺。
4. 终端应用：铜制品广泛应用于建筑、电力、电子、交通、通信等行业，如电缆、电机、变压器、导线等。
三、铜行业市场状况1. 全球市场：全球铜市场供需紧张，市场竞争激烈。
主要铜生产国包括智利、秘鲁、中国等，而中国是全球最大的铜消费国和进口国。
2. 国内市场：中国铜行业规模庞大，市场需求旺盛。
随着国内经济的快速发展，建筑、电力、电子等领域对铜制品的需求持续增长。
四、影响铜行业的因素1. 铜矿资源：铜矿资源的供给状况直接影响铜行业的发展，矿产资源的稀缺性使得铜矿的开采和开发变得愈发重要。
2. 国际市场：全球经济形势、国际贸易政策等因素会对铜价格和市场需求产生影响。
3. 技术创新：技术的进步对铜行业的发展起到关键作用，新的冶炼、加工技术能够提高生产效率和产品质量。
4. 环境保护：铜行业涉及大量的能源消耗和排放，环境保护压力日益增大，要求企业采取更加环保的生产方式。
五、铜行业的发展趋势1. 优化产业结构：加大技术改造和创新力度，提高产品质量和附加值，向高端产品和高附加值领域发展。
2. 多元化发展：拓展铜产业的应用领域，开发新的市场空间，推动铜行业向下游延伸。
3. 绿色发展：加强环境保护，推动铜行业向低能耗、低排放、循环经济的方向转变。
4. 国际合作：加强与其他国家的合作，共享资源和技术，推动铜行业的全球化发展。
冶金工程概论
第1章绪论1.1金属及其分类人类最早使用的金属——黄金。
铜是人类最早发现和使用的金属之一，距今8000年以前，人类已经使用铜。
铅也是人类史前金属，炼铅术和炼铜术大致始于同一历史时期。
锡也是古老金属，最初是在熔炼自然铜和锡矿石或处理锡铜矿石的混合物偶然获得锡铜合金（锡青铜）－构成了人类古代文明的青铜器时代。
锌在古代是被人类制成黄铜作装饰品应用。
我国是最早掌握炼锌技术的国家，大概在北宋末年（12世纪初）已使用了金属锌。
镍是既古老又年轻的金属。
古代埃及、中国、巴比伦人都曾用含镍很高的陨铁制作器物。
古代云南生产的白铜中含镍很高，在欧洲曾经称这种白铜为“中国银”。
而到了1751年，瑞典矿物学家克朗斯塔特（A.F.Cronstedt）才分离出金属镍，而且镍用于工业上是近一百多年的事。
西方分为：铁和非铁金属。
苏联、中国：黑色金属和有色金属。
黑色金属通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。
锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。
这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。
有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。
有色金属可分为四类：（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。
轻金属密度在4.5 g·cm-3以下的金属叫轻金属。
例如钠、钾、镁、钙、铝等。
周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。
重金属一般是指密度在4.5 g·cm-3以上的金属叫重金属。
例如铜、锌、钻、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等，过渡元素大都属于重金属。
贵金属贵金属通常是指金、银和铂族元素。
这些金属在地壳中含量较少，不易开采，价格较贵，所以叫贵金属。
这些金属对氧和其他试剂较稳定，金、银常用来制造装饰品和硬币。
稀有金属稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。
金属发展的历史演进顺序
金属发展的历史演进顺序全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属作为人类社会发展中的重要材料，在历史长河中扮演着关键的角色。
金属的发展经历了漫长的历史演进过程，从最早的简单冶炼到现代高科技金属材料的制造，每一步都凝聚了人类智慧与劳动的结晶。
下面将从金属发展的历史演进顺序来探究金属产业的发展历程。
第一阶段：早期金属时代早期金属时代可以追溯至公元前5000年左右，当时人类开始使用最早的金属——铜。
铜是一种相对较容易被人类发现和提炼的金属，因此成为了最早被使用的金属之一。
最早使用铜的文明之一是古埃及文明，他们用铜来制作工具、武器、装饰品等。
在中国，商周时期也开始使用铜，铜器成为了当时社会等级和地位的象征。
第二阶段：青铜时代青铜时代是金属发展的第二个阶段，也是铜器文化的鼎盛时期。
青铜是由铜与锡合金后形成的一种金属材料，比单一的铜更具优越性能。
青铜器在古代社会扮演着重要的角色，不仅用于生产工具、武器，还成为了宗教、礼仪等领域的重要物品。
青铜器的制作技术也随着时代的推移逐渐完善，成为古代文明的代表之一。
铁器时代是金属发展的重要阶段，也是整个金属时代的一个分水岭。
在铁器时代，人类开始大规模地使用铁来制作工具、武器等。
铁器广泛应用于农业、建筑、交通等各个领域，加速了人类社会的发展进程。
随着冶炼技术的不断提升，青铜逐渐被铁所取代，铁器时代成为了金属发展史上的重要一页。
现代金属时代可以说是金属发展史上的最后一个阶段，也是最具有科技含量的阶段。
在现代金属时代，人类不断开发新型金属材料，如钢铁、铝、镁、钛等。
这些新型金属材料具有更高的强度、硬度、耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、电子通讯、汽车工业等各个领域。
现代金属材料的制备技术也变得越来越复杂和精密，成为当今科技发展的支柱之一。
金属发展的历史演进顺序见证了人类文明的进步与发展，也展现了人类智慧和勤劳的结晶。
随着科技的不断进步，金属材料的应用领域将更加广泛，为人类社会的持续发展和进步做出更大的贡献。
铜合金发展历史
铜合金发展历史
铜是人类最早发现的金属之一，也是最早被人类使用的金属。
考古学家在伊拉克北部发掘出的由自然铜制造的铜珠，据推测已存在超过1万年。
而在中国，4000年前的夏朝就已经开始了红铜的使用，这种红铜是经过锻锤处理的天然铜。
随着时间的推移，铜合金的种类和应用逐渐增多。
例如，美国、日本和德国的企业已经开发出了耐热的Cu-Cr-X系合金引线框架带材，如KME集团的C18160、维兰德集团的C18080以及三菱伸铜株式会社的C18141。
近年来，对铜及铜合金的发展与应用进行了深入的研究。
其中包括高强高导铜合金、高耐热铜合金和高耐磨铜合金等新型高性能铜合金的制备方法和强化机理。
这些研究为新型高性能铜合金的设计与制备提供了重要的参考。
铜及铜合金
（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO32H2O)等。 （3）自然铜。铜矿石中铜的含量1％左右（0.5％～3％）便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。
加工黄铜和铸造黄铜
4.4 铜合金的应用
铜管
单相黄铜塑性好：H80、H70、H 68 。适于制造冷变形零件，如弹壳、冷凝器管等。两相黄铜热塑性好, 强度高：H59、H62。适于制造受力件，如垫圈、弹簧、导管、散热器等。
4.4 铜合金的应用
HPb63-3、 HAl60-1-1、 HSn62-1、 HFe59-1-1i4等。主要用于船舶及化工零件，如冷凝管、齿轮、螺旋桨、轴承、衬套及阀体等。
☆ Al黄铜 ：HAl 77-2 HAl60-1-1
耐蚀性好，强度和硬度高——船舶零件，机械及电机零件。
☆ Si 黄铜 HSi80-3
耐蚀性好，机械性能好，切削性好，耐磨性好
——船舶零件，机械及化工零件
其它还有锰黄铜，铁黄铜，镍黄铜。主要用于船舶零件
消除加工黄铜的加工硬化现象。
铜及铜合金
1 概述2 纯铜3 铜合金4 铜合金的应用
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something
4.1 概述
铜是人类最早使用的金属。早在史前时代,人们就开始采掘露天铜矿,并用获取的铜制造武器、工具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。 铜存在于地壳和海洋中。铜在地壳中的含量约为0.01％，在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3－5％。 自然界中的铜，多数以化合物即铜矿物存在。铜矿物与其他矿物聚合成铜矿石，开采出来的铜矿石，经过选矿而成为含铜品位较高的铜精矿。 铜矿石分为三类：
铜从古代到现代的重要金属
铜从古代到现代的重要金属铜是一种历史悠久的金属，它在人类社会的发展中扮演着重要的角色。
自古以来，铜就被广泛应用于各个领域，包括建筑、工艺制品和货币等。
如今，在现代工业中，铜仍然是一种不可或缺的重要金属。
本文将通过介绍铜的历史背景、特点以及应用领域的变化，来阐述铜从古代到现代的重要性。
1. 铜的历史背景铜是人类最早发现和使用的金属之一。
早在公元前4000年左右，古代的埃及、巴比伦和印度等文明就开始使用铜器。
铜器的出现，不仅提高了人类的生活水平，也促进了社会的进步与发展。
铜器的制造技术的发展，也标志着人类从石器时代进入了金属时代。
2. 铜的特点铜具有良好的导电性和导热性，在所有非贵金属中居于首位。
这使得铜成为电器和电子产品的重要材料。
此外，铜还具有良好的延展性和韧性，可以轻松加工成各种形状，并用于制造各种产品。
另外，铜还有抗腐蚀性，能够抵御大部分的腐蚀和氧化，因此广泛应用于建筑和船舶制造行业。
3. 铜的应用领域的变化随着科技的发展和经济的进步，人类使用铜的领域也发生了很大变化。
首先，在建筑行业中，铜仍然是一种重要材料。
古代的寺庙和城堡中广泛使用的铜瓦和铜门等建筑构件，至今仍然能够在一些历史遗迹中见到。
不仅如此，现代建筑中的屋顶、墙壁和装饰品等也广泛使用铜制品，这不仅仅是因为铜的美观和耐久性，更是因为它对抗细菌和污染物有一定的抑制作用。
其次，在工艺制品领域，铜的应用也非常广泛。
从古代的铜器到现代的艺术品和装饰品，铜都以其独特的色泽和纹理受到人们的喜爱。
艺术家们通过铜制品的制作，不仅展示了自己的创意和才华，也传承了人类文明的历史和文化。
再次，在现代工业领域，铜被广泛应用于电子和电气设备的制造。
由于铜具有优异的导电性能，电线、电缆、电子器件和电路板等都需要使用铜作为导电材料。
此外，铜还用于制造传动系统、散热器、管道和暖气系统等，这些都是现代工业中不可或缺的组成部分。
此外，铜还是一种重要的货币金属。
在古代，铜被用作货币的材料，用来铸造硬币和交换商品。
铜及铜合金
4.2 纯铜
耐蚀性：铜的标准电极电位为+0.345V，比氢高，在水溶液中 不能臵换氢，因此，铜在许多介质中化学稳定性好。 铜在大气中耐蚀性良好，暴露在大气中的铜能在表面生成难溶 于水、并与基底紧密结合的碱性硫酸铜(即铜绿，CuS04· 3Cu(OH)2) 或碱性碳酸铜(CuCO3· Cu(OH)2)薄膜，对铜有保护作用，可防止铜 继续腐蚀。铜在淡水及蒸汽中抗蚀性能也很好。所以野外架设的大 量导线、水管、冷凝管等，均可不另加保护。 铜在海水中的腐蚀速度不大，约为0.05mm／a；加入0.15～0.3 ％As能显著提高铜对海水的抗蚀性。 铜在非氧化性的酸(如盐酸)、碱、多种有机酸(如醋酸、柠檬酸、 脂肪酸、乳酸、草酸)中有良好的耐蚀性。但是，铜在氧化剂和氧化 性的酸(如硝酸)中不耐蚀。氨、氯化铵，氰化物，汞盐的水溶液和 湿润的卤素族元素等，均引起铜强烈的腐蚀。 铜在常温干燥空气中几乎不氧化，但当温度超过100℃时开始氧化， 并在其表面生成黑色的CuO薄膜。在高温下，铜的氧化速度大为增 加，并在表面上生成红色的Cu20薄膜。
4.2 纯铜
铋： 熔点为271℃，不溶于Cu中，在270℃与Cu生成低熔点共晶 (Cu+Bi) 。Bi在低熔点共晶中呈薄膜状分布在铜的晶界上，热加 工时，薄膜熔化而造成“热脆”。Bi本身也是脆性相，使铜在冷 态下也会变脆，所以Bi不但造成“热脆”，也造成“冷脆”，对 铜危害严重。铋的极限含量不大于0.002％。 氧：不固溶于铜，与铜形成高熔点脆性化合物Cu2O，含氧铜冷凝 时，氧呈共晶体(Cu+Cu2O)析出，分布在晶界上。共晶温度很高 (1066℃)，对热变形性能不产生影响，但Cu2O硬而脆，使冷变形 产生困难，致使金属发生“冷脆"。含氧铜在氢或还原性气氛中 退火时，会出现“氢病”。 “氢病”的本质是由于退火时，氢 或还原性气氛易于渗入铜中与CuO的氧化合而形成水蒸气或CO2。 100g含氧0.01％的铜在氢气中退火，会形成140cm3的蒸汽。 生成的水蒸汽无法扩散，在铜中形成很高的压力，使铜遭到破坏。 含氧量达0.005％的铜，即出现“氢病”。 根据氧含量和生产方法，纯铜可分无氧铜、脱氧铜和纯铜三 类，其中只有无氧铜才能在高温还原性气氛中加工使用。
铜材料的特性1
铜材料的特性1铜是人类最早使用的金属。
先是发现了自由形状的铜,但是人类很快就学会了从矿砂中提炼金属，就可对其进一步加工处理。
由于它较好的可塑性和可锻性，很快就被加工制造成装饰品，祭祀用品，工具，武器和家用器具。
随着时间的流逝，其硬度低的特点日益明显了，通过合金可以克服这个缺点。
首先应用锡，制成了青铜，该名称伴随古老的人类。
因此，青铜是最古老的人工创造的材料。
甚至今天，它对电子元件仍具有重要意义。
然后，其它金属逐渐地不断掺入作成合金，通过这样的方式，其特性变得越来越多元化。
电气技术的使用，纯铜的又再次作为实用金属材料被广泛使用。
在通常状态下，除了银之外，铜是所有材料中导电性能最好的，电流传输损耗非常小，但是其强度低的缺点依然存在。
从那以后，铜领域冶金学的发展目标是根据相应的使用情况,通过合金方法和选择恰当的制造参数，在电导率和强度之间寻找一种平衡。
电导率通过加入了合适的金属，材料的强度虽然提高了，但是传导率肯定下降。
视合金元素的不同，影响的程度也不一样。
对电导率影响最小的是银，其次是锌，镉，镍，镁和锡，影响较大的是铝，铬，锰，硅和铁，磷的影响最大。
用美国专业领域中的术语“%IACS”能够直观描述这种影响，其大小表明，相对于纯铜，加入合金电导率下降百分之多少。
热导率与电导率变化相似，可以用下列公式粗略计算：[1]=7．4κκ：电导率 MS/m[1]：热导率 W/K?m强度的影响从冶金学的角度来看需要区别三个不同的增加硬度的机械过程：通过合金其它元素达到硬化通过冷加工达到硬化通过时效达到硬化通过合金达到硬化在铜中合金元素的主要目的在于增加强度，可惜并非所有的元素都合适。
由于冶炼的原因，要么合金不适合，要么就是会产生不良的副作用，如加工能力变差或变脆。
一些合金元素增加强度效果不明显或者极大的削弱电导率。
图2列出了一系列应用合金的抗拉强度和导电性能的大小。
铜原子构成了面心晶体，由此组成了晶粒，也就是说铜原子位于立方体的每个角落和表面中心。
杂说生活中的铜
杂说生活中的铜铜是最早被人类使用的金属元素之一。
早在公元前8000年的新石器时代，铜就作为石头的替代品被首次使用：公元前4000年，埃及首次对铜进行铸造；公元前3500年，人们用火与木炭将矿石治炼成金属，并有意地添加锡做成青铜合金。
铜是一种存在于地壳和海洋中的金属，在地壳中，铜的含量约为0.01%；在个别铜矿床中，铜的含量可以达到3%~5%。
自然界中的铜多数以化合物即铜矿石存在。
从铜矿中开采出来的铜矿石，经过选矿成为含铜品位较高的铜精矿或者铜矿砂，铜精矿需要经过冶炼提纯才能成为精铜及铜制品。
不过，仔细观察各种家用铜器，比如烧水壶、乐器等，你会发现，这些铜器大多由黄铜（铜锌合金）或白铜（铜镍合金）制作而成，很少会用到纯铜。
为什么家用铜器多用铜合金而较少用纯铜呢？原因很简单，因为纯铜的质地太软了。
铜的固体是由铜原子堆积起来的晶体。
铜原子紧挨在一起，外层能量高的电子形成自由电子，为晶体所共有。
这样一来，金属离子与自由电子共同形成了金属键。
当固体受到外力作用时，金属离子能够出现一定程度的滑动，而金属键的个数与强度都不会发生变化，所以金属都具有一定的可塑性。
在某种金属固体中夹杂其他原子和原子团（或离子和离子团）而形成合金的话，由于这些夹杂进去的原子或离子与原来的金属离子大小不一、性质不同，所以会阻碍原来金属离子的滑动，导致合金的可塑性变差，但同时可以提高合金的硬度。
对于铜而言，如果夹杂的其他原子的大小、性质和铜原子的相差太大，那么铜合金的硬度会增强，但韧性会变差，也就是变得易脆易折。
比如，锡原子和铅原子的大小与铜原子的相差较大，而锌原子的大小和铜原子的相差较小，所以，由锌、铜组成的黄铜就比由锡、铅、铜组成的青铜韧性更强，但质地要比青铜偏软。
正是因为黄铜有较强的韧性，耐磨且不易腐蚀，所以才被用于制作各种器物。
铜及铜合金具有优良的导电性、导热性、延展性和可塑性，可用作导电和导热材料，被广泛应用于房屋建筑业、电子电器产品、工业机器和设备、交通车辆、日用品和军用品等领域，铜还以各种化合物的形式应用于农药、轻工、化工及医疗方面。
化学与自然资源的开发和利用-
热分解法
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合理开发和利用矿物资源，主要途径有: 1、提高金属矿物的利用率 2、减少金属的使用量 3、加强金属资源的回收和再利用 4、使用其他材料代替金属材料
……………
24
1、下列各种冶炼方法中，可以制得
相应金属的是（ C ）
A、加热氧化铝
B、加热碳酸钙
C、电解熔融氯化钠
D.氯化钠与铝粉高温共热
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实验探究 如何把碘单质从水中分离出来？
分别取3mL碘水于两支试管中, 然后往两支试管中分别加入 1mL酒精、四氯化碳, 振荡, 观察现象。
不分层, 浅棕色 溶液分层, 下层溶液呈现 紫色
51
萃取
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同的性质, 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液 提取出来的方法, 叫做萃取。 萃取是一种常见的分离物质的方法。
主要流程
浓缩
海水
酸化
海
浓缩 通入 水
海水 Br-
氯气
ClBr2
通入空气
吸收
水蒸气(吹入) 塔SO2
反应后 HBr、 通入Cl2 Cl- 分离
富集溴 SO42－
Br2
溴单质
化学方程式:
2NaBr ＋ Cl2 === Br2 ＋2NaCl
Br2 ＋ SO2 ＋ 2H2O === 2HBr ＋ H2SO4
海洋中含有大量的氯化 镁, 海水又咸又苦。 咸是因为含有氯化钠,
苦是因为含有氯化镁,
同样道理, 粗盐易潮 解是因为其中含有较 多的氯化镁, 而氯化 镁易吸水。
据估算, 假如每年从海水中提取1亿吨镁再过
一百万年, 海水中镁的含量也只会从目前的
0.13%降低到0.12%, 即只减少了万分之一。
有色金属材料的制备与应用
有色金属材料的制备与应用有色金属材料是指除了铁、钢和铸铁之外的金属材料，包括铜、铜合金、铝、铝合金、镁、锌等。
这些材料具有密度低、导电性、导热性和抗腐蚀性能好等优点，在各个领域都有着广泛的应用。
一、有色金属材料的制备1.铜及铜合金的制备铜是最早被人类利用的金属之一，其开采和冶炼历史已有5000多年。
铜的制备方法主要包括火法、湿法和电解法等。
其中，电解法在现代铜冶炼中被广泛应用，其效率高、质量好、消耗小，被称为铜冶炼的未来趋势。
与铜相比，铜合金使用更为广泛。
铜合金通常由铜和其他金属（如锌、铝、锡等）合成，具有优异的物理力学性能和良好的耐蚀性能，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。
2.铝及铝合金的制备与铜不同的是，铝的历史相对较短，其在19世纪末才被工业界广泛认识和应用。
铝的制备方法主要包括电解法、半连续法等，其中电解法是最常用的一种方法，也是制备高纯铝和铝合金的主要方法。
铝合金具有密度低、耐腐蚀、强度高、韧性好等优点，在航空航天、高速列车、汽车等领域被广泛应用。
铝合金的制备较铜合金难度大，需要进行复杂的热处理和加工工艺。
3.镁及镁合金的制备镁是密度最低的金属之一，具有较好的机械性能和抗腐蚀性能。
由于其密度较低，与其他金属相比，镁合金的强度和刚度较低，但是具有很好的成形性和焊接性能。
镁及镁合金的制备方法包括熔炼法、电解法、气相沉积法等。
其中熔炼法和电解法是较为常用的方法。
二、有色金属材料的应用有色金属材料在工业生产和民用领域都有着广泛的应用。
以下是几个典型的应用领域：1.电子领域有色金属材料在电子领域有着重要的应用，如铜箔、铝箔、锌锰干电池等。
其中，铜箔是制作聚酰亚胺电路板的重要材料，具有良好的导电性能和成型性能。
2.汽车制造有色金属材料在汽车制造领域有着广泛的应用，如铝合金、镁合金、铜合金等。
铝合金因其密度低、强度高而被广泛应用于汽车轮毂、车身结构等部件的制造。
而镁合金具有优异的成形性和强度，被广泛应用于汽车座椅结构等部件的制造。
化学金属和金属材料知识点总结
人教版化学金属和金属材料知识点总结人教版化学九年级第九单元金属和金属材料知识点归纳总结课题1：金属材料一、金属材料的发展与利用1、从化学成分上划分，材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料及复合材料等四大类。
2、金属材料包括纯金属和合金。
（1）金属材料的发展石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的应用→高分子时代（2）金属材料的应用①最早应用的金属是铜，应用最广泛的金属是铁，公元一世纪最主要的金属是铁②现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜③钛被称为21世纪重要的金属二、金属的物理性质1、金属共同的物理性质：常温下金属都是固体(汞除外)，有金属光泽，大多数金属是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔沸点较高等。
2、金属的特性：①纯铁、铝等大多数金属都呈银白色，而铜呈紫红色，金呈黄色；②常温下，大多数金属都是固体，汞却是液体；③各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。
3、金属之最地壳中含量最多的金属元素—铝（Al）人体中含量最多的金属元素—钙（Ca）导电、导热性最好的金属——银（Ag）目前世界年产量最高的金属—铁（Fe）延展性最好的金属———金（Au）熔点最高的金属————钨（W）熔点最低的金属————汞（Hg）硬度最大的金属————铬（Cr）密度最小的金属————锂（Li）密度最大的金属————锇（Os）最贵的金属————锎kāi（Cf）4、金属的用途：金属在生活、生产中有着非常广泛的应用，不同的用途需要选择不同的金属。
【练习】（1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：因为铁的硬度比铅大，且铅有毒。
（2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？答：银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，经济上不划算。
（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话，可能会出现什么情况？答：因为钨的熔点(3410℃)高，而锡的熔点(232℃)太低。
如果用锡制的话，通电时锡易熔断，减少灯泡的使用寿命，还会造成极大浪费。
金属材料学第10章 铜合金
黄铜力学性能与Zn量有关，含锌量超过45%的铜锌 合金无实用价值
图10.4
图 10.5 图 9.5微量元素对28％Zn黄铜中温脆性的影
响。1－28％Zn，2－0.15％Ce，3－0.05 ％Ce
黄铜有良好的铸造性能，即流动性高，偏析 倾向小，适用于铸造复杂和精致的铸造制品。 H96、H90等：有金色黄铜之称。导热性、 抗蚀性好。用于冷凝器、散热器和工艺品等
图10.2单相黄铜的显微组织
图10.3双相黄铜的显微组织
(a)铸态(b)经过形变与再结晶退火后
不同电流强度下合金铸锭的宏观组织 （a）I=0A （b）I=100A
图9 不同电流强度下合金铸锭的微观组织 （a）I=0A横截面上部（b）I=0A横截面中部（c）I=0A横截面下部 （g）I=100A横截面上部（h）I=100A横截面中部（i）I=100A横截面下部
Cu-Cr-Zr棒坯
(a)
20mm
未施加电磁场时铸坯的表面和凝固组织
20mm
施加电磁场后铸坯的表面和凝固组织
一、纯 铜
密度8.94, 熔点1083℃, 无晶形转变 导电、导热性好，仅次于银 化学稳定性好，耐蚀 成形加工性优良，可焊，无磁
热脆：Bi / Pb在晶界处形成低熔点组织； 冷脆：S / O → Cu2O、CuS，硬脆
布在晶界；HPb59-1是双相（α+β）铅黄铜。
因为HPb59-1切削性特别好，称为易切黄铜， 有足够高的强度、耐磨性和耐蚀性。广泛用作 钟表机芯的基础部件和汽车、拖拉机等机械零 件如衬套、螺钉、电器插座等。
10.2青铜bronze
10.2.1青铜的牌号及表示方法
青铜制品
除黄铜和白铜外的其他铜合
铝 作 用
金属材料历史
金属材料历史金属材料是人类文明发展的重要标志。
早在古代，人们就开始利用金属材料进行工具和武器的制造，这为人类社会的进步和发展奠定了基础。
金属材料的历史可以追溯到公元前6000年左右的新石器时代。
当时，人们发现了一种特殊的矿石——铜矿石。
铜是人类最早使用的金属材料之一，具有良好的导电性和导热性，因此很快被应用于工具和装饰品的制造。
古埃及、古希腊、古罗马等古代文明都利用铜制作精美的雕塑、器皿和武器，展示着人类的智慧和创造力。
然而，铜的使用受到了一定的局限性，因为它很容易被氧化而腐蚀。
随着科学技术的进步，人们开始研究和发现其他金属材料，如铁和钢。
公元前1500年左右的青铜时代，人们开始研制和使用铁器。
铁是一种重要的金属材料，因为它比铜更耐用、更坚固。
古代中国的商朝和周朝，以及古代欧洲和印度都相继出现了铁器的使用。
铁器的出现给人类社会带来了巨大的进步，它改变了农业、建筑和交通等方面的发展，推动了人类文明的进一步发展。
随着科学技术的发展，金属材料的制造和应用进一步提升。
18世纪的工业革命是金属材料历史上的一大里程碑。
工业革命时期，人们利用蒸汽机和机械制造的发展，大规模生产各种金属制品。
铁、钢、铝等金属材料在冶金技术和材料加工技术的推动下，得以广泛应用于工业生产和交通运输。
金属材料的应用范围越来越广，为人类社会的发展带来了巨大的贡献。
如今，金属材料已经成为现代工业的重要基础。
从汽车到电子设备，从建筑到航空航天，金属材料的应用无处不在。
人们通过改进材料的合金配比、优化材料的物理和化学性能，不断提高金属材料的强度、耐蚀性和可塑性。
同时，研究者还在探索新的金属材料，如镍钛形状记忆合金、高温合金等，以满足现代科技发展的需求。
金属材料的发展历程告诉我们，科技是推动人类进步的重要力量。
通过不断的研究和创新，人类能够发现和应用更多的金属材料，为社会发展提供更好的支持。
同时，金属材料的发展也给我们提供了启示，即要注重对金属材料的科学研究和技术创新，以不断拓展金属材料的应用领域，进一步推动社会的发展进步。
铜的种类和特性
铜是人类较早使用的一种金属材料，由于容易开采提炼，加工制作简单、装饰效果很强并且容易和其他材料协调搭配，因此一直为设计师所喜爱。
铜按其含铜及其他金属的比例不同可以分为青铜、黄铜、红铜（紫铜）三类。
1、青铜的化学成分是含铝2~3%，含锡5~30%，其余为铜。
我国古代有很多青铜器流传下来，因为时间长久，许多青铜器都生满了铜锈。
铜锈的主要成分是硫酸铜、氧化铜等，大多数是灰绿色或翠绿色，但也有极少数是暗黄色或红色。
青铜的质地较为坚硬，多采用铸造的方法制作，古朴高雅，具有浓烈的文化和历史气息，艺术表现力极强，因此多用在图书馆等文化建筑的室内。
2、黄铜含有少量的锡，耐腐蚀性强于青铜。
黄铜的锈也是绿色，但数量很少。
黄铜色泽鲜亮，如金色，不论是抛光还是亚光，都有明显的金属色泽。
黄铜在建筑部件中使用很多，如门把手、灯具、杆等。
黄铜能表现时尚和华丽的现代感，因而在现代商业建筑的室内广泛使用。
3、红铜则是较为纯净的铜。
它充分表现了金属铜的延展性、导电性和耐腐蚀性，其中延展性是铜的重要特征。
红铜的熔点很高，不易铸造，而良好的延展性弥补了这一缺点，因此能够很容易地加工成各种造型图案。
暗红的金属光泽使其在表达现代感的同时还具有沉稳、高贵的品质，是铜饰中最常使用的材料。
黄铜、青铜、紫铜、白铜铜是一种化学元素，它的化学符号是Cu，它的原子序数是29，是一种过渡金属。
铜的最普遍用途在于制造电线，通常现时所用的电线都是由纯铜制成，这是因为它的导电性和导热性都仅次于银，但却比银便宜得多。
而铜可用于制造多种合金，铜的重要合金有以下几种：黄铜黄铜是铜与锌的合金，因色黄而得名。
黄铜的机械性能和耐磨性能都很好，可用于制造精密仪器、船舶的零件、枪炮的弹壳等。
黄铜敲起来声音好听，因此锣、钹、铃、号等乐器都是用黄铜制做的。
航海黄铜铜与锌、锡的合金，抗海水侵蚀，可用来制作船的零件、平衡器。
青铜铜与锡的合金叫青铜，因色青而得名。
青铜一般具有较好的耐腐蚀性、耐磨性、铸造性和优良的机械性能。
铜的作用与功效
铜的作用与功效铜是一种重要的金属材料，具有广泛的应用领域和多样的功效。
它不仅在工业领域被广泛应用，还被广泛用于医学、保健、建筑等领域。
本文将详细介绍铜的作用与功效。
一、铜的历史和特点铜是人类最早发现和使用的金属之一，有着悠久的历史。
早在公元前5000年左右，人们就学会了冶炼和使用铜。
铜具有良好的导电性、导热性和可塑性，是重要的工程金属。
此外，铜的密度较小，耐腐蚀性好，还具有良好的可加工性，使其成为广泛应用的金属材料。
二、铜的工业应用1. 电工行业：铜具有优良的导电性，电阻率小于同类型的金属材料，因此广泛应用于电线、电缆等电力传输装置的制造中。
2. 通讯行业：铜制电缆是传输信息的重要途径，如电话线、光纤等都有铜作为传输介质。
3. 交通运输行业：铜是汽车、火车、船舶等交通工具制造中重要的材料之一，应用于发动机、变速器、制动装置等。
4. 建筑行业：铜具有良好的抗腐蚀性和耐久性，因此经常应用于建筑装饰、屋顶、管道等。
5. 化工行业：铜可以用于催化剂、电池等的制造，在石油化工、农药、颜料等行业有重要作用。
三、铜的医疗与保健作用1. 抗菌作用：铜具有显著的抗菌作用，可以杀灭常见的病原微生物如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。
因此，铜制品广泛应用于医疗设备、医疗器械、门把手、杀菌剂等。
2. 免疫力增强：铜对免疫系统有一定调节作用，有助于增强机体的抵抗力和免疫力。
3. 减轻疼痛：铜制的磁疗产品可以缓解关节炎、风湿病等慢性疼痛症状，具有一定的止痛作用。
4. 改善循环系统：铜可以促进血液循环，有助于改善循环系统的功能，减少心血管疾病的发生。
四、铜的环境保护与可持续发展1. 可回收性：铜具有很高的回收利用价值，可以再生利用。
通过回收利用废旧铜制品，可以减少对自然资源的依赖，降低环境污染。
2. 节能减排：在许多行业中，使用铜制品可以有效降低能源消耗，减少大气污染物排放，有助于环境保护与可持续发展。
五、铜的其他作用与功效1. 铜具有良好的传热性能，可以通过散热器等设备将热能有效地传导和分散，使设备具有良好的散热效果。
铜合金
铸造性能
铸造工艺 各种成分的铜合金的结晶特征不同，铸造性能不同，铸造工
艺特点也不同。 1、锡青铜：结晶特征是结晶温度范围大，凝固区域宽。铸 造性能方面流动性差，易产生缩松，不易氧化。工艺特点是壁 厚件采取定向凝固（顺序凝固），复杂薄壁件、一般壁厚件采 取同时凝固。 2、铝青铜和铝黄铜：结晶特征是结晶温度范围小，为逐层 凝固特征。铸造性能方面流动性较好，易形成集中缩孔，极易 氧化。工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式，铝黄铜浇注系统 为敞开式。 3、硅黄铜：结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性 能最好（在特殊黄铜中）。工艺特点是顺序凝固工艺，中注式 浇注系统，暗冒口尺寸较小
铜及其合金的应用
铜及合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，具有美丽 的颜色和环保性能，它的提取、加工、回收并不困难，因 此人类使用铜已有几千年的历史，古代人们应用铜及合金 制作生活用器、兵器、货币和各种工艺品，随着生产力的 发展和科学进步，铜及合金制品的应用更为广泛，现代铜 及合金应用主要集中于与导电和热交换有关的两大方面， 主要应用部门有电子、电力、汽车、舰船、交通、通讯、 家电、建筑、冶金、人民生活等方面，几乎涉及所有工业 部门，国际铜业协会的统计表明：铜及合金主要应用部门 是电力、建筑、轻工等，铜加工材各品种消费比例主要是 线材、板带、管材等，近年来管材消费比例显着增加，现 代铜及合金重要应用。
铜及其合金的应用
1.1、电真空无氧铜 电真空用无氧铜主要用于电真空器件的散热阳极，真空 电容器动片、静片、真空断路触头座等。为确保电真空器 件的高真空度（一般10-8乇以上）散热阳极需要与陶瓷封 接，其方法是在高于900℃、纯氢气氛下进行钎焊，铜阳 极中如果含氧超标，则会造成氢气病，引起铜的显微裂纹， 导致电真空器件失效。众所周知，铜与氧具有很强的亲和 力，氧在铜中以氧化亚铜形式存在，特别是当分布在晶界 时，在还原性气氛下，尤其是高温、氢气环境中就会发生 Cu2O+H2→Cu+H2O反应，水蒸气的排出，会引起铜的显 微裂纹。所以电真空器件用铜阳极制品，都应该使用无氧 铜来制造。
铜的熔点是多少
铜的熔点是多少
铜的熔点是1083.4度。
铜的沸点为2567度，有很好的延展性，其导热和导电性能较好。
铜是人类最早使用的金属之一。
早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器、式具和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远，人类使用铜及其合金已有数千年历史。
铜是一种金属元素，也是一种过渡元素。
纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。
延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。
铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。
铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。
二价铜盐是最常见的铜化合物，其水合离子常呈蓝色，而氯做配体则显绿色，是蓝铜矿和绿松石等矿物颜色的来源，历史上曾广泛用作颜料。
铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿，装饰艺术主要使用金属铜和含铜的颜料。
铜是与人类关系非常密切的有色金属，被广泛地应用于电气、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。
铜是绿色金属，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。
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课题1金属材料：铜是人类应用最早的金属
铜是人类认识并应用最早的金属之一。
我国是最早使用铜器的国家之一。
到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。
在商代早期遗址中出土了较大型的青铜器。
中国商代早期的大型青铜器还很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花纹
多为线条的兽面纹。
1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青
铜器的代表作，是商王为其母铸造的，重达875 kg，高 133 cm，横长 110 cm，宽 78 cm。
经检测，铜占 84.11％，锡占11.64％，铅占2.79％，是世界上
最大的出土青铜器。
又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分布在四
角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。
重34.5 kg，身高58.3 cm，口边长52.4 cm。
它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分
反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。
青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。
战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不同，青铜器材料的性能也应有
所变化，为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。
我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法
炼铜”的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界
化学史上是一项重大贡献。
在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。
铜的导电性仅次于银，居金属中
的第二位，大量用于电气工业。
铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。
铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。
微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成，有利于植物的生长。
铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。
铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。
铜虽然是生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。