第一节　合金ppt配套的板书设计及意图

德以立身

学而创新

教

案

课题：第三章

探索生命材料

第一节

合金

知识

教

学

目

的

与

技能

过程

与

方法

情感

态度

价值观

金属和合金在性能上的主要差异及其原因，铁合金、铝合金和铜合金的组成、知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。

认识金属与合金在性能上的主要差异。

使学生初步了解合金

授课班级

课

时

重

点

难

点

性能和用途

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

第三章

探索生活中材料

第一节

合金

一、认识合金（alloy）

知

识

结

构

与

板

书

设

计

1、合金：就是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

2、性能：1.合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能

2.一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。

3.

二、使用合金

1、铁合金

2、铝合金

3、铜合金

3、新型合金

教学过程

教学步骤、内容

用日常生活中的事实回答下列问题：

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硬度较大

方法手段活动

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1.你在日常生活中用到哪些合金产品？（展示各式各样的合金图片）

2.合金用品与纯金属相比有什么优点？

铁生锈

不锈钢

导线

超合金导体

记忆合金

知识讲解：一、认识合金

（板书）

合金：由两种或两种以上金属（或与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

性能：

（1）一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬；

（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低；

（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；

问思考：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？（主要分析硬度与熔点两方面）

（学生阅读教材P48～49，归纳总结）

结：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。

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同理在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。

知识简介：二、常用的合金

1. 铁和铁合金

含碳量

性能

生

铁

2％～4.3% 生铁硬度大、抗压、性脆，可铸不可锻

钢

0.03%~2% 有良好的延展性，机械性能好，可铸可锻

碳素钢和合金钢的比较

碳素钢

合金钢

（不锈钢）

相同点

成分不同

铁与碳的合金

在碳素钢中加入铬和镍

性

能

含碳量高，硬度大；

含碳量低，韧性强；

不锈钢在空气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力

合金

合金

学生活动：分小组讨论

日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强，但在海水中会被腐蚀。你对这有什么启示？

1、日常生活中常用的不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈。但是如果放在海水中，海水中的氯离子会使这种不锈钢发生腐蚀。

2、锈钢的“不锈”是相对的，是与使用条件有关的

。

铝

成

分

Al 向Al中加入少量的合金元素如：Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素

性

能

硬度、强度较小

1.抗腐蚀能力强，强度高，密度较小，如：高压锅是由铝合金制造的

2.硬铝的性能

铝合金

3. 铜合金

A.铜合金分类：铜合金分为黄铜、青铜和白铜。

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（1）白铜：是铜镍合金，主要用来制造精密机械、精密仪表中的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。

（2）黄铜：铜和锌著称的合金统称为黄铜。其中铜锌二元合金称普通黄铜。除锌外再加入其它元素所组成的多元黄铜称为特殊黄铜。

铸造黄铜具有较高的力学性能，铸造性能较好，且价格比青铜低。常用于一般用途的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。

（3）青铜：可分为普通青铜（锡青铜）和特殊青铜（铝青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜等）两大类。

B.铜合金铸造工艺

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。

学生活动：阅读教材

4. 新型合金思考与交流：

1、铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？

答：铸造硬币的合金应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也不能太硬，否则，硬币上的图案和数字不易被压印出来；铸造硬币的合金也不能太昂贵，等等 2、你从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？

3、你认为铸造硬币所用合金的实际价值是低于面值、等于面值、还是高于面值？如果高于面值，人们可能会怎么做？

答：铸造硬币所用合金的实际价值应该低于面值。如果高于面值，人们可能会把硬币收藏起来或高价出售，而不当作货币使用

。

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（1）储氢合金：未来能源的开发中，氢是一种发热高、无污染、无公害、取之不尽、用之不竭的能源，是能源研究的一个发展方向，关键问题是如何贮存氢?氢气是一种易燃易爆的气体，要在-253℃才液化。1968年美国首先发现Mg-Ni合金具有贮氢功能，但要在250℃时才放出氢。后相继发现Ti-Fe，Ti-Mn，La-Ni等合金也有贮氢功能。 La—N1贮氢台金在常温、0.152 MPa下就可放出氢，可用于汽车、燃料电池等，新型贮氢合金材料的发现和实际应用有待于21世纪继续努力。

（2）钛合金：以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。

（3）耐热合金：镍钴合金能耐1200℃，用于喷气发动机和燃气轮机的构件。镍铬铁非磁性耐热合金在1200℃时仍具有高强度、韧性好的特点，可用于航天飞机的部件和原子反应堆的控制捧等。寻找耐高温（1000℃以上）、可长时间运行（10000 h以上）、耐腐蚀、高强度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。

（4）形状记忆合金：它们具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点，如Ni-Ti，Ag-Cd，Cu-Cd，Cu-A1-Ni，Cu-A1-Zn等合金，可用作调节装置的弹性元件（如离合器，节流阀，温控元素等）、热引擎材料、医疗材料（牙齿矫正材料）等。

课堂小结：本节课我们共同学习了什么？

课堂练习：

1、有关合金的叙述不正确的是(

)

A、合金的熔点比它的各成分金属的熔点低

B、合金的硬度和强度一般比纯金属高

C、合金一定是金属熔合而成的物质

D、硬铝、黄铜和钢均为合金

2、用于飞机制造业的重要材料是(

)

A、Mg－Al合金

B、Cu－Sn合金

C、Al－Si合金

D、不锈钢

3、下列关于镁铝合金的说法正确的是(

)

A、熔点比镁、铝都高

B、熔点比镁、铝都低

C、硬度比镁、铝都小

D、硬度比镁、铝都大

4、向一铝制易拉罐中充满

CO2 后，再往罐中注入足量的质量分数为

20% 的

NaOH 溶液，立即严封罐口，不一会儿就发现易拉罐变瘪，再过一会易拉罐又鼓胀起来，解释上述实验现象。

（1）易拉罐开始变瘪的原因是：

反应的化学方程式为：_____________________。

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（2）易拉罐又鼓胀起来的原因是：_____________

_____________________________________

其反应的离子方程式为：

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