必修一3-3用途广泛的金属材料.ppt

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1、第三节用途广泛的金属材料概 述金属材料对推动社会文明的发展做出了巨大贡献。青铜时代和铁器时代曾在人类历史上留下光辉的篇章，钢铁的大规模应用则成为工业时代的基础。现在，新型金属材料层出不穷，在工业、农业、国防、科学技术以及人类生活等方面正发挥着日益重要的作用。青铜时代青铜是人类历史上的一项伟大发明，是世界冶金铸造史上最早的合金。红铜加入锡、铅，成为一种新的合金，这种合金历经几千年的化学反应，其表面出现一层青灰色的锈，所以今人谓之"青铜"，而古人则将这种合金称之为"金"，文献中所讲"赐金"、"受金"多少，即指青铜

2、。青铜器则是以青铜为材料，采用一种非常特殊的工艺（今人称之为青铜铸造工艺）制作出来的器物，它是古代灿烂文明的载体之一。它用红铜(纯铜)与锡或铅的合金制造的器物。青铜硬度大、铸造性能好、耐腐蚀，适于制作工具、武器、日用器及雕塑艺术品，是人类最先广泛使用的金属器，在人类历史上促成了继石器时代、铜石并用时代之后的青铜时代。青铜时代（BronzeAge）是由丹麦考古学家G·J·汤姆森首先提出来的人类物质进化史上的分期概念。世界上所有的古老文明都经历了石器时代、铜石并用时代、青铜时代和铁器时代。中国的先民在青铜时代（距

3、今约4000年至2200年）创造了独步世界的青铜文化。从出土和传世的大量青铜器可见，古老的块范铸造技术在远古的中国已经发展到了登峰造极的地步，青铜器在中国先民的生活和精神体系中占据着举足轻重的地位。可以这样说，古代青铜器与青铜工艺的演化，不仅是中国人的物质进化史，更是中国人的精神进化史。青铜材料的稀有和青铜铸造工艺的先进性，使得它与陶器、木器和石器等沉沦于日常物用的器具，走上了截然不同的发展道路。青铜鼎、簋、尊、盘、爵等作为食具、酒具、盛水器等实用功能与作为礼器在先民精神生活中标出的意义是互为表里、融贯一致的

4、。可以说，没有古代青铜器，就不可能有商、周以来文质彬彬的贵族等级体制和先秦时代特色独具的权力表达系统。古代文明体制的核心，即所谓的"礼、乐、征伐自天子出"、"国之大事，在祀与戎"，无不与青铜文化有着千丝万缕的联系。作为古代礼治社会政治、经济权力的象征，王、侯所制造的鼎、簋也被视为国家权力合法性的来源。传说大禹"收九牧之金，铸九鼎，铸鼎于荆山下，各象九州物"是一匡诸侯、统治中原的夏王朝立国的标志。而"夏后氏失之，殷人受之；殷人失之，周人受之。"则是表明每一次王朝的代兴，"九鼎"便随之易手。春秋时，楚庄公向周定王

5、的使者"问鼎之大小、轻重"，使得"问鼎"一词成为觊觎国家权力或泛指试图取得权威支配性的经典说法。置立于王室或宗庙内青铜礼器的转移，实质上是权力与财富的再分配所带来的政权转移，"九鼎"作为中央政权的象征，谁占有了"九鼎"，谁就握有全国最高的政治权力。同时，各级贵族在使用礼器的种类、数量上都有严格的规定，种类和数量的多寡直接代表了贵族等级的高低。所谓"钟鸣鼎食"，即是表示了家族人丁兴旺、仆役众多的宠大场面，成为贵族显示自己身份之高贵的标志。正如著名学者张光直先生所言："青铜便是政治和权力"。曾侯乙尊盘铜敦生活中的

6、金属材料金属材料可分为两大类：钢铁(黑色金属）和非铁金属（或有色金属）。 含碳量在2%—4.3%的铁的合金为铸铁，含碳量一般在0.03%—2%的铁的合金为钢。在Fe-C合金中，有目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、耐磨性和耐蚀性等性能。常用的合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti、Nb、B等，形成了形形色色的合金铸铁或合金钢。非铁合金大体分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓、汞及其

7、合金）、高熔点合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）、贵金属（金、银、铂、钯等）、稀土金属。其中应用最广的是铝合金。据统计，协和式超音速飞机全部结构的71%是用特殊的铝合金制造的，高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，又漂亮、又耐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线；用于软饮料包装的易拉罐，包装食品、巧克力和香烟的铝箔，还可用作电容器等。金属材料的发展近一二十年来，金属材料的发展受到了巨大的压力，这种压力来自外部和内部两个方面：来自外部的压力，从20世纪中期

8、开始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料，从性能到应用许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上原料丰富、价格便宜、产量以惊人的速度增长。与此同时，先进陶瓷材料也崭露头角，特别是现代电子工业中占有重要地位。因此，材料领域从金属材料的一统天下转变为金属、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局。金属材料的发展另一方面是自身的压力，主要是能源、资源和环境三方面。金属材料的近百年的大力发展，某些主要的金属矿产资源日渐