贵金属材料理论课教案2-4.doc

广东省技工学校文化理论课教案 （首页） 共 3 页编号： QD070805 版本号：B/O 流水号：2012-104-010科目（课程）第二章 第23节课题：贵金属材料的力学性能和化学性质授课日期2012.9.3-2012.9.9课时2班级珠宝121授课方式讲解作业题数无拟用时间90min教学目的掌握贵金属的力学性能和化学性质特征选用教具挂图无重点贵金属材料的化学性质难点贵金属材料的弹性模量教学回顾说明参考：首饰贵金属材料及工艺学主编：杨如增、廖宗廷同济大学出版社授课教师：甘彦超 审阅签名： 2012年 9 月03 日教 学 过 程 第 2页一、 复习1、 贵金属的概念2、 贵金属的含量与存在形式3、 贵金属的发展历史与现状4、 贵金属的物理性质二、新课导入贵金属材料可用于制造珠宝首饰的重要原因就是贵金属具有延展性，可以通过锤炼加工成各种我们所需要的形状，创造出美感，这一切都与贵金属材料的力学性能相关；制造出不同的贵金属的外观还与贵金属的化学性质密切相关，所以接下来我们就学习贵金属材料的力学性能和化学性质。三、新课讲解第二节 贵金属材料的力学性能一、 贵金属材料的力学性质退火定义将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。 目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种，如等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。 1金属工具使用时因受热而失去原有的硬度。 2把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后，使缓慢冷却。退火可以减低金属硬度和脆性，增加可塑性。也叫焖火。目的(1) 降低硬度，改善切削加工性； (2)消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向； (3)细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。 (4)均匀材料组织和成分，改善材料性能或为以后热处理做组织准备。 在生产中，退火工艺应用很广泛。根据工件要求退火的目的不同，退火的工艺规范有多种，常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。也叫焖火。维氏硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高，耐磨性越好。贵金属中，金、银、铂、钯具有较低的硬度，强度较低，延伸率较高，而铑、铱、钌的强度高，延伸率低。添加合金元素将提高贵金属的强度，但同时会降低其延伸率。贵金属的硬度、强度受合金元素、加工率和退火温度等因素的影响，一般情况下，下合金元素的加入，可使贵金属的硬度和强度增加。冷加工对贵金属的硬度影响较大，一般情况下，加工开始阶段对硬度的提高较大，随着加工率的增加，硬度增加趋于平缓；退火温度对贵金属的硬度和强度都有影响。提高退货温度和延长保温时间，贵金属硬度和强度降低，延伸率增加。提高温度，贵金属的抗拉强度降低。二、贵金属材料的弹性模量 材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。所以，“弹性模量”和“体积模量”是包含关系。1达因=10的负5次方牛顿；或者1牛顿=10000达因。从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。 贵金属中金、银、铂、钯的弹性模量和变形抗力值较低，故易于加工，而铑、铱、钌、锇的弹性模量和变形抗力值较高，所以加工困难。随着温度提高，弹性模量下降，易于加工，但不同贵金属的弹性模量随温度升高而下降的幅度不同，因此，贵金属加工往往在高温下进行，便于成型，提高效率。第三节 贵金属材料的化学性质一、 贵金属的氧化性质贵金属及其化合物在空气中灼烧将形成各种组分的氧化物。许多氧化物是不稳定的，或稳定的温度范围较窄，或某些氧化物有挥发性。铂族元素与氧的亲和力较小，依此顺序为：PtPdRhIrRuOs。二、贵金属与无机酸、碱的反应用4分之1的浓硝酸（浓HNO3）和4分之3的浓盐酸（浓HCl）可以配制出王水。摩尔比例：12摩尔的盐酸，18摩尔的硝酸。 贵金属的电离电位较高，这就决定了他们在常温下是很稳定的，不易于酸碱和其他很多活泼的废金属元素进行反应。一般的碱溶液对贵金属没有腐蚀作用，当通入氯气时，对贵金属有较强的腐蚀作用。三、贵金属的氧化还原性质贵金属元素的原子结构决定它们是多价态的，因此，贵金属可被强氧化剂或还原剂氧化还原。1）铂的氧化性质 2）钯的氧化性质3）铑的氧化还原性质 4）金的氧化还原性质5）银的氧化还原性质四、贵金属的化合物和络合物 配位化合物（coordination compound）简称配合物，也叫错合物、络合物，为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子或离子（统称中心原子）和围绕它的称为配位体（简称配体）的分子或离子，完全或部分由配位键结合形成。所有的贵金属都具有d-电子层结构，尤其是铂族金属，其4d电子未充满，给那些电子给予体的电子填充提供了空轨道，可形成分子杂化轨道，故能生成稳定的络合物，这是铂族金属的特性，铂族金属的络合物种类繁多，数量巨大，能与其配位的除卤素外，还有含O,S,P,C,N,As的基团。在贵金属的卤化物中，氯化物和氯络合物是一种重要的化合物，它是制备多数贵金属标准溶液的主要形态，也是分析化学中常用的形态。贵金属的化合物和络合物是进行贵金属分析测试的主要物质。小结：贵金属的基本性质是我们今后研究贵金属的重要基础，更是将贵金属与珠宝首饰相结合的必须掌握的内容，对于今后的学习来说是十分重要的。通过这两次课程的学习，我们要掌握贵金属材料的概况以及贵金属材料的物理性质、力学性能和化学性质，为后面的学习打好基础。10min10min15min10min5min10min10min10min10min第 4页