[教學(xué)設(shè)計(jì)]第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高二 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

教學(xué)目標(biāo):

1.認(rèn)識(shí)金屬與合金在性能上的主要差異。
      2.知道生活中常見(jiàn)合金鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
      3.通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)認(rèn)識(shí)如何正確使用金屬及如何愛(ài)護(hù)金屬資源。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):知道生活中鐵合金及銅合金的主要成分及性能。
教學(xué)過(guò)程:

[圖片導(dǎo)課]投影:合金的廣泛應(yīng)用

 

 

 

 

 

 

[板書(shū)]第三節(jié)  用途廣泛的金屬材料

[講述]環(huán)顧我們四周,很多物品是由金屬材料制成的,最簡(jiǎn)單的金屬材料是純金屬,但我們實(shí)際更加廣泛應(yīng)用的是具有優(yōu)良性能的合金。

[板書(shū)]一、常見(jiàn)合金的重要應(yīng)用

[回顧]初中學(xué)過(guò)的合金知識(shí),回答什么是合金?合金具有哪些優(yōu)良性能?

[回答]合金優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能:硬度比各成分的大;熔點(diǎn)比各成分的低。

合金比各成分純金屬具有更廣泛的用途。

 

[投影]圖3-26司母戊鼎

 

[板書(shū)]1、銅合金

[介紹] 司母戊鼎:含銅84.8%、錫11.6%、鉛2 .8%,工藝精湛,體現(xiàn)了我國(guó)光輝燦爛的古代科技。

[簡(jiǎn)介]黃銅(含鋅及少量的錫、鉛、鋁等)及白銅(含鎳、鋅及少量錳)成分.

[練習(xí)]現(xiàn)代建筑的門(mén)窗框架,常用電解加工成的古銅色的硬鋁材料制作。硬鋁是:

A. Al?Si合金    B. Al?Cu?Mg?Mn?Si  合金   C. Al?Mg合金   D. 表面有氧化膜的純鋁

答案:B

 

[板書(shū)]2、鋼

[講述]鋼是用途最廣、用量最大的金屬合金,據(jù)成分可分為兩大類(lèi):碳素鋼、合金鋼。

[板書(shū)]鋼是鐵的合金,含碳量在0.03%~2%之間常含少量硅、錳,幾乎不含硫、磷等元素。鋼的分類(lèi):碳素鋼、合金鋼。

 

[投影]學(xué)生閱讀

[探討交流]1、生鐵和鋼性質(zhì)上為何不同?

 

2、交流你所知道的鋁合金、鎂合金、銅合金的用途。

[板書(shū)]二、正確選用金屬材料

[思考與交流]某家庭準(zhǔn)備裝修門(mén)窗(計(jì)劃使用十年),可供選用的材料有:木材、鋼板、鋁合金、塑鋼,請(qǐng)分析每種材料的性能、價(jià)格、安裝成本、利弊等,進(jìn)行討論分析,選用何種材料好?

[提示]選擇材料時(shí),需考慮主要用途、外觀、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、價(jià)格、加工難度、日常維修、對(duì)環(huán)境的影響………。

 

[投影]科學(xué)視野:用途廣泛的稀土金屬

 

[閱讀材料]稀土元素包含鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、钷Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、镥Lu,共17種元素。稀土元素能與其它元素組成品種繁多、功能千變?nèi)f化,用途各異的新型材料,被稱(chēng)為“現(xiàn)代工業(yè)的維生素和神奇的新材料寶庫(kù)”。

 

我國(guó)稀土資源占世界稀土資源的80%,以氧化物(REO)計(jì)達(dá)3 600萬(wàn)噸,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量實(shí)際是1億噸。我國(guó)稀土資源分南北兩大塊。

 

——北方:輕稀土資源,集中在包頭白云鄂博特等地,以后在四川冕寧又有發(fā)現(xiàn)。主要含鑭、鈰、鐠、釹和少量釤、銪、釓等元素;

 

——南方:中重稀土資源,分布在江西、廣東、廣西、福建、湖南等省,以罕見(jiàn)的離子態(tài)貯存于與花崗巖風(fēng)化殼層中,主要含釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、釔和鑭、釹等元素。

  

   稀土的神奇特性,也是被人們逐漸認(rèn)識(shí)的。從發(fā)展到現(xiàn)在,稀土已經(jīng)從應(yīng)用于冶金、機(jī)器、石油、化工、玻璃、陶瓷、紡織染色、皮草揉制和農(nóng)牧養(yǎng)殖業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中,逐漸發(fā)展到光、電、磁多功能高科技新材料中。在鋼、鐵有色金屬中,添加微量稀土,可以明顯的提高金屬材料的性能;稀土球墨鑄鐵管比普通鑄鐵管的強(qiáng)度高5-6倍。稀土添加到某些鋼中,可以明顯提高鋼材的強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕性,稀土鋁導(dǎo)線不但提高強(qiáng)度20%,而且還提高2-4%的導(dǎo)電性能。稀土微肥和稀土復(fù)合肥,可提高作物產(chǎn)量,并可增加作物的抗病性能。

  

   稀土作為基體元素能制造出具有特殊“光電磁”性能的多種功能材料,如稀土永磁材料、稀土鎳氫電池材料、稀土熒光材料、稀土催化劑、稀土激光材料、稀土精密陶瓷材料、生物工程材料等,它們都是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè),開(kāi)發(fā)新能源,、環(huán)境保護(hù)和國(guó)防尖端技術(shù)等方面必不可缺少的材料。例如稀土永磁材料(釹鐵硼永磁)是當(dāng)今磁性最強(qiáng)的永磁體,它被稱(chēng)“一代磁王”。稀土永磁材料現(xiàn)已廣泛的用到了微型電機(jī)、工業(yè)用電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、音響設(shè)備、儀器儀表、航天航空通訊、醫(yī)用核磁共振成像儀等方面。

  

   稀土永磁材料用于電機(jī),可使設(shè)備小型化,輕型化,同等功率的電機(jī),體積和重量可減少30%以上。用稀土永磁同步電機(jī)代替工業(yè)上的異步電機(jī),節(jié)電率可達(dá)12-15%,真正的稀土三基色熒光燈代替白熾燈,節(jié)電率可達(dá)到80%。稀土金屬鹵化物燈已被大量用于城市廣場(chǎng)、體育場(chǎng)館和高層建筑的美化泛光照明。這些新型電光源不但節(jié)電效果明顯,而且大大提高了照明質(zhì)量,其生產(chǎn)過(guò)程也減少了污染,被稱(chēng)作“綠色照明”。彩色電視正是采用了稀土三基色熒光粉,才能獲得彩色逼真的畫(huà)面。稀土鎳氫電池,可以充電而無(wú)記憶效應(yīng),代替了有污染的鎳鎘電池,被稱(chēng)作無(wú)污染的“綠色電池”。它已廣泛用于移動(dòng)電話、筆記本電腦等設(shè)備上。各種稀土功能材料,在航空、航天和尖端國(guó)防技術(shù)上,如雷達(dá)、偵查衛(wèi)星、激光制導(dǎo)和自動(dòng)指揮系統(tǒng)等方面都獲得了廣泛的應(yīng)用。

 

稀土在高新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用,與其工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)程度成正比。美國(guó)的稀土用量一直居世界第一位,日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都沒(méi)有稀土資源,但他們都有很先進(jìn)的稀土應(yīng)用技術(shù)。美國(guó)認(rèn)定的35個(gè)戰(zhàn)略元素和日本選定的26個(gè)高技術(shù)元素中,都包括了全部的稀土元素。所以稀土被稱(chēng)為神奇的稀土。

[小結(jié)]略

[課外實(shí)踐] 

1、調(diào)查或?qū)嶒?yàn):易拉罐的主要成分。
     2、查閱資料:新型合金的用途。

3、就近參觀金屬材料的生產(chǎn)、加工企業(yè)(或者觀看有關(guān)影像),收集有關(guān)資料,撰寫(xiě)有關(guān)科學(xué)小品。

 

   [課后練習(xí)] 

  1、多數(shù)合金與組成成份相比較,合金的(   )。

  A·熔點(diǎn)高,硬度小                       B·密度大

C·機(jī)械強(qiáng)度差                           D·熔點(diǎn)低,硬度大

 

   2.在我國(guó)文明發(fā)展過(guò)程中,最早較廣泛使用的金屬是(  )。

A、銅         B、鐵         C、鋁        D、鉛

 

   3. 現(xiàn)代建筑門(mén)框架,常用電解加工成古銅色的硬鋁制造。硬鋁是(   )。

   A·Al—Mg合金                    B·Al—Cu—Mg—Mn—Si合金

C·Al—Si合金                    D·表面的氧化鋁膜的純鋁

 

 4、某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示:

 

熔點(diǎn)/℃

密度(g /cm3)

硬度(金剛石為10)

導(dǎo)電性(銀為100)

某合金

2500

3.00

7.4

2.3

1535

7.86

4.5

17

還知該合金耐腐蝕,強(qiáng)度大.從以上性能看,該合金不適合作(    )。

A、導(dǎo)線        B、門(mén)窗框       C、爐具      D、飛機(jī)外殼

 

  5.物質(zhì)的性質(zhì)決定了物質(zhì)的用途,下面列出了金屬的幾種性質(zhì):①導(dǎo)熱性、②導(dǎo)電性、③還原性、④延展性、⑤具有金屬光澤。請(qǐng)?jiān)谙旅娼饘儆猛竞蟮臋M線上填上金屬性質(zhì)對(duì)應(yīng)的序號(hào)。

(1)用鋁錠制成包裝用的鋁箔                 ;

(2)用鋁制成的高壓鋁鍋                  ;

(3)用鐵粉回收照相業(yè)廢液中的銀                 ;

(4)電信業(yè)中大量使用的銅絲、金屬電纜               。

 

  6.銅是生命必要的元素,也是人類(lèi)最早使用的金屬之一,銅的生產(chǎn)和使用對(duì)國(guó)計(jì)民生各個(gè)方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在化學(xué)反應(yīng)中,銅元素可表現(xiàn)為0、+1、+2。

(1)在西漢古籍中曾有記載:曾青得鐵則化為銅(即:曾青(CuSO4)跟鐵反應(yīng)生成銅),試寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:                          。

(2)盡管銅比鐵較為穩(wěn)定,但銅器表面經(jīng)常會(huì)生成銅銹 [即:銅綠,化學(xué)式Cu2(OH)2CO3], 其中生成銅綠的反應(yīng)物除銅外還有O2、CO2和H2O。試寫(xiě)出保護(hù)銅制品的方法:                                     。

(3)銅錢(qián)在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點(diǎn)是1183.4℃,鐵的熔點(diǎn)是1534.8℃)

                                                                。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/76280.html

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