第3节金属材料和复合材料

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1、第3节金属材料和复合材料【自主学习】一、金属与金属材料1．金属的分类（1）冶金工业黑色金属：Fe、Cr、Mn（黑色金属的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色）有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属。（2）按密度轻金属：密度＜4.5g/cm3（如钠、镁、铝）重金属：密度＞4.5g/cm3（如铁、铜、W）（3）按自然界中的含量常见金属：如铁（4.75%）铝（7.7%）钙（3.45%）等稀有金属：如锆、铌、钼等2．金属的通性：有金属光泽、有延展性，是电和热的良导体，具有还原性。金属之最：在生活生产中使用最广泛的金属是铁；地壳中含量最多的金属元素是

2、铝（Al）；最稳定的金属单质，延展性最好的都是金（Au）；导电性能最好的是银（Ag）；自然界中最活泼的金属是铯（Cs）；最硬的金属单质是铬（Cr）；熔点最高的金属单质是钨（3413℃）（W）；熔点最低的金属单质是汞（－39℃）（Hg）；密度最大的是锇（22.57g/cm3）。3．钢铁（1）生铁：含碳量2％－4.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。（2）普通钢：含碳量0.03%－2%，增加了铁锰等元素，改善了性能，但易锈蚀。（3）不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在一般在12％以上，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。4．金、银、铜等金属材

3、料（1）物理性质①特性：金是黄色金属；银是白色金属；铜是紫红色金属。②共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，具有金属光泽、良好的延展性、导电性和导热性。（2）化学性质：金、银、铜都属于不活泼金属，相对而言，其活泼性依次增强。①金：金是最稳定的金属之一，在高温下也不能与氧气反应，不能被硝酸等强氧化性酸氧化。但金能溶解在王水中。②银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Ag＋2HNO3(浓)＝AgNO3＋NO2↑＋H2O；3Ag＋4HNO3(稀)＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O③铜：a与非金属单质反应：2Cu＋O22CuO；2Cu＋SC

4、u2S；Cu＋Cl2CuCl2b与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但能溶解在硝酸等强氧化性酸中：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2Oc与盐溶液反应：Cu＋2FeCl3＝CuCl2＋2FeCl2d铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，在潮湿空气中会被腐蚀，在表面逐渐形成一层绿色的铜锈：2Cu＋O2＋H2O＋CO2＝Cu2(OH)2CO3（又叫铜绿）（3）用途：①金及其合金除了用于首饰以外，在电子工业的用量占

5、工业用量的90％以上。在航空航天工业中，金在飞机和航天器有关部件所用的材料也占有重要地位。②银除了用于首饰以外，在有机合成、能源开发、材料制造等方面的应用越来越被重视。③铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方面应用占铜的工业总用量的一半左右，半导体器件中的硅芯片上用铜代替铝线；建筑业上用铜制造水管及其它排水设施，具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。④钛（Ti）――“21世纪的金属”性能优储量大，用于制造飞机、导弹、宇宙飞船、舰艇、化工设备、纺织机械、人造卫星、医疗器械、“人造骨骼”等。⑤铀（U）――做核电厂反应堆的核燃料。⑥镅（Am）――用

6、作烟雾探测器中的烟雾监测材料。4．铜的常见化合物（1）颜色、溶解性：CuO——黑色、难溶；Cu2O——红色、难溶；Cu2S——黑色、难溶；CuSO4——白色、易溶；CuSO4·5H2O——蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3——绿色、难溶；Cu(OH)2——蓝色、难溶。（2）化学性质①氧化铜a.氧化铜有金属氧化物的性质，例如：CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2Ob.氧化铜具有弱氧化性，可与某些还原剂反应。例如：H2＋CuOCu＋H2O；C＋2CuO2Cu＋CO2↑；CO＋CuOCu＋CO2；2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2Oc.氧化铜在高温下可发生分

7、解反应：4CuO2Cu2O＋O2↑②硫酸铜：CuSO4晶体与无水CuSO4之间可以相互转化CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O；CuSO4＋5H2O＝CuSO4·5H2O一、复合材料1．概念：将_______________________的材料经________而制成的材料。2．组成：复合材料3．优点：既保持了__________的特点，又使各组分之间____________，形成了______原材料的特性。题型一、复合材料的组成及特点例1：下列关于复合材料的说法正确的是A．将不同性质的材料经简单混合便成复合材料B．合金就是复合材料C．复合材料中的

8、各部分作用相同D．复合材料两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的研析：本