第一节 合金.doc

教 案
课题：第三章　探索生命材料
第一节　合金
授课班级
高二2. 3班
课 时
1.2课时
教

学

目

的
知识
与
技能
1、掌握合金的概念，了解合金的性能及原因
2、了解常用合金的组成，特别是铁合金、铝合金和铜合金　
过程
与
方法
1、通过展示样品、同学讨论认识合金的组成及性能
2、通过多媒体展示，介绍日常生活中合金的使用
情感
态度
价值观
　　通过本节学习了解合金在日常生活中合金的使用
重 点
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、性能和用途
难 点
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
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第三章 探索生活中材料
第一节 合金
一、认识合金（alloy）
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、特点：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，一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
二、使用合金
1、铁合金
2、铝合金、铜合金
3、新型合金
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
[思考与交流]
1、什么是合金？你日常生活中的金属制品那些是合金？
合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
2、为什么我们使用的金属材料主要是合金？而不是纯金属？
合金与金属相比，除具有金属的特性外，还具有许多比各成分金属更优良的物理、化学或机械的性能 。 如：硬度大、熔点低、密度小、耐磨、耐腐蚀等。
3、查阅资料，填写制造下列汽车配件所用的金属或合金，并解释使用这些材料的原因。
汽车配件
金属或合金
使用原因
电线芯
铜
导电性好，价格便宜
汽车外壳
软钢（一种低碳钢，含碳量为0.13%-0.2%）
价格便宜，硬度和强度较小，可塑性高，加工成型和焊接性好
灯丝
钨
熔点最高（3410℃）
发动机
钨合金　
密度小，强度大，具有较强的抗腐蚀能力
排气管
不锈钢
抗腐蚀性能邓
[过]我们日常生活中所用金属基本上都是合金，原因是合金与纯金属相比具有优越的性能，下面我们认识合金。
[板书] 第三章 探索生活中材料
第一节 合金
一、认识合金（alloy）
[阅读]P44合金第一自然段。
[板书]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、特点：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，一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。
[思考]为什么合金具有良好的机械性能？

[投影]

[分析]根据图3-1讲解合金比纯金属硬度大更坚硬的原因。
[学与问]根据图解释合金熔点为什么一般比各成分熔点低？
　　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。
[板书]二、使用合金
1、铁合金
[投影]

[讲]生铁的含碳量在2％～4.3％，还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质，机械性能硬而脆，易断裂，可铸不可锻；钢中的含碳量一般在0.03％～2％之间，其它杂质含量也比生铁少，基本上不含硫和磷。机械性能比生铁优良，硬而韧，有弹性，延展性好，可铸可锻，易加工。
[讲]钢可以分为碳素钢和合金钢两大类，根据含碳量的不同。工业上一般把含碳量低于0.3％（质量分数）的叫做低碳钢；含碳量在0.3％～0.6％（质量分数）之间的叫做中碳钢；含碳量在0.6％（质量分数）以上的叫做高碳钢。合金钢是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种不同特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀，以及其它许多优良性能。
[讲]随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，不锈钢的装饰品、餐具、炊具已经进入许多家庭。不锈钢制品外观光洁、美观，不易污染、不生锈，因此受到人们的青睐。 不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13％以上，镍的含量也在10%左右。例如，有一种不锈钢的成分除铁以外，其他元素含量如下：Cr（铬）17.0%～19.0%；Ni（镍）8.0%～11.0%； C（碳）≤0.14%；Si（硅）≤0.80%；Mn（锰）≤2.00%； P（磷）≤0.035%；S（硫）≤0.03%。
[学与问]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，这对你有什么启示？
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。设置这样一个问题的目的是让学生了解不锈钢的“不锈”是相对的，是与使用条件有关的，从而树立介质环境对物质性能有很大的影响这样一个观念
实际上，不锈钢是具有抵抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢的含义可归纳为三种：（1）狭义型，仅指在无污染大气中不生锈的钢；（2）习惯型，指狭义型含义的不锈钢和耐酸钢的统称；（3）广义型，指习惯型　含义的不锈钢和不锈耐热钢的泛称。不锈钢种类繁多、性能各异，按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类：按使用的介质环境可分为耐硝酸的不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐尿素不锈钢和耐海水不锈钢等。
[阅读]资料卡片—钢中合金元素作用。（阅读拓展资料：特种纲）
[投影]几种铝合金用途：

[板书]2、铝合金、铜合金
[讲]铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的强度和硬度较小，不适合制造机械零件等。制成铝合金可改善性能。例如，铝硅合金（含Si质量分数为13.5％）的熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点低，而且它在凝固时收缩率又很小。因而，这种合金适合铸造。又如，硬铝（含Cu 4％、Mg 0.5％、Mn 0.5％、Si 0.7％）（均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。铝合金的种类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。
[实践活动]通过调查或设计实验，确定易拉罐的成分
[投影]铜合金：

[讲] Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu～Sn合金。白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。
[阅读]资料卡片：K金是指黄金和其它金属混合在一起的合金，K金的量度单位，是将纯金分为24份。根据在首饰中的黄金含量就分成不同的K金，所以24K是指纯金，18K含黄金量就是18/24=75.0%。
[思考与交流]我国发行的第五套人民币中，1元、5角和1角硬币的材质分别为钢芯镀镍合金（1元）、钢芯镀铜合金（5角）和铝合金（1角）
1、铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？
铸造硬币的合金应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样的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
2、你从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？
三种金属的价值：镍＞铜＞铝
3、你认为铸造硬币所用合金的实际价值低于面值、等于面值、还是高于面值？如果高于面值，人们可能会怎样做？
　　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。
[投影]新型合金

[板书]3、新型合金
[投影]资料卡片—泡末金属
［书后习题］P48
2、制造焊锡时，把铅加入锡的主要原因是　C　）
A、增强抗腐蚀能力　　　　B、增加强度
C、降低熔点　　　　　　　D、增加延展性
3、武德合金中含有铅、铋、锡和镉，是一种低熔点合金（熔点仅为70℃）。试根据这一性质推测它的用途
武德合金可用于制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置
6、查阅资料，说明为什么钛及钛合金被誉为“空间金属”和“深海金属”
钛合金具有密度小、强度高、耐高温和抗腐蚀等优良性能，是制造飞机、火箭发动机、人造卫星外壳和宇宙飞船船舱等的重要材料；同时，由于钛合金的强度高，可以承受深海的压力，特别是能抗海水的腐蚀，可用于制造深海潜艇、海底石油的设备等。因此，钛及钛合金被誉为“空间金属”和“深海金属”

教学回顾：

6