金属共性的研究8.ppt

金属共性的研究,班级09产品姓名wb,目录,1首先了解哈金属是什么2金属分类3金属之最4金属的力学性能5更详细的了解金属6什么是黑色金属有色金属包括具体分类7金属具有共同物理性质,首先了解哈金属是什么,金属是一种具有光泽即对可见光强烈反射、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中，绝大多数金属以化合态存在，少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键，因此随意更换位置都可再重新建立连结，这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。,这车上大部分都是金属制造,金属分类,黑色金属通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。锰和铬主要应用于制合金钢，而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁，所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。这样分类，主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。有色金属通常是指除黑色金属以外的其他金属。有色金属可分为四类（1）重金属，如铜、锌、铅、镍等；（2）轻金属，如钠、钙、镁、铝等；（3）贵金属，如金、银、铂、铱等；（4）稀有金属，如锗、铍、镧、铀等。,地壳中含量最高的金属元素──铝人体中含量最高的金属元素──钙目前世界年产量最高的金属──铁导电、导热性最好的金属──银硬度最高的金属──鉻熔点最高的金属──钨熔点最低的金属──汞密度最大的金属──锇（22.48克/立方厘米）密度最小的金属──锂,金属之最,生活中常用的金属有哪些,车与手机,身边的金属很常见比如,铜,导电性好，价格便宜,价格便宜，硬度强度较小，可塑性高，加工成型性好，焊接性好,软钢（低碳钢）,钨,熔点最高（3410摄氏度）,铝合金,不锈钢,抗腐蚀性好,密度小、强度大，较强抗腐蚀性,金属的力学性能,材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的特性。力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧度及疲劳强度等。一、强度强度是指金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。强度指标一般可以通过金属拉伸试验来测定。把标准试样装夹在试验机上，然后对试样缓慢施加拉力，使之不断变形直到拉断为止。在此过程中，试验机能自动绘制出载荷F和试样变形量AL的关系曲线。此曲线叫做拉伸曲线。1．拉伸曲线图2-1为低碳钢的拉伸曲线，图中纵坐标表示载荷单位为N；横坐标表示绝对伸长量△L，单位为mm。,从图2-1中可以看出下面几个变形阶段（1）Oe弹性变形阶段（2）es屈服阶段（3）sb强化阶段（4）bk缩颈阶段,,2．强度指标材料受到外力作用会发生变形，同时在材料内部产生一个抵抗变形的力称为内力。单位面积上的内力称为应力，单位为Pa（帕），即N/m2工程上常用MPa兆帕，1MPa106pa，或1Pa1N/m2，或1MPa1N/mm2。（1）屈服点σs材料产生屈服时的最小应力。单位为MPa。σsFs/AO（2-1）式中，Fs是屈服时的最小载荷N；A0是试样原始截面积。对于无明显屈服现象的金属材料（如高碳钢、铸铁），测量屈服点很困难，工程上经常采用残余伸长为0.2％原长时的应力σ0.2作为屈服强度指标，称为规定残余伸长应力。σ0.2F0.2/AO（2-2）（2）抗拉强度σb材料在拉断前所承受的最大应力，单位为MPa。抗拉强度表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力，也是设计机械零件和选材的主要依据。σbFb/AO（2-3）式中，Fb是试样断裂前所承受的最大载荷（N）,,二、塑性金属材料在载荷的作用下，产生塑性变形而不断裂的能力称为塑性。通过拉伸试验测得的常用塑性指标有断后伸长率和断面收缩率。1．断后伸长率δ试样拉断后的标距伸长量和原始标距之比δL1L0/L0100％（2-4）式中，L1试样原始标距长度。L0试样拉断后的标距长度。2．断面收缩率ψ试样拉断处ψ100％横截面积的缩减量与原始横截面积之比ψA0A1/AO100％（2-5）式中，Ao是试样的原始横截面积；A．是试样断口处的横截面积,,五、疲劳强度在汽车上的许多零件中，比如各种轴、齿轮、弹簧、连杆等，要受到大小和方向呈周期性变化的载荷作用。这种交变载荷虽然小于材料的强度极限，甚至小于其弹性极限，但经多次循环后，在没有明显的外观变形时也会发生断裂，这种破坏称作疲劳破坏或疲劳断裂。这种破坏都是突然发生的，具有很大的危险性。疲劳强度σ-1是表示材料以周期性交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力，其大小与应力变化的次数有关。对于黑色金属规定循环次数为107次，有色金属循环次数为108次。为了提高金属的疲劳强度，可以通过改善零件的结构形状，避免应力集中，减小表面粗糙度值，进行表面热处理和强化处理等方法。,金属的详细分类,1、金属中延展性最好的是金（Au），常温下导电好的依次是银（Ag）、铜（Cu）、铝（Al）等；2、金属有几种分类方法冶金工业分类法黑色金属铁、铬、锰三种有色金属铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钍。,,1.轻金属。密度小于4500千克/立方米，如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。2.重金属。密度大于4500千克/米3，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。3.贵金属。价格比一般常用金属昂贵，地壳丰度低，提纯困难，如金、银及铂族金属。4.准金属元素。性质价于金属和非金属之间，如硅、硒、碲、砷、硼等。5.稀有金属。包括稀有轻金属，如锂、铷、铯等；6.稀有难熔金属，如钛、锆、钼、钨等；7.稀有分散金属，如镓、铟、锗、铊等；8.稀土金属，如钪、钇、镧系金属；9.放射性金属，如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。,现在为大家详细介绍以下两种金属,1黑色金属2有色金属,什么是黑色金属,黑色金属只有三种铁、锰与铬。而它们三个都不是黑色的纯铁是银白色的；锰是银白色的；铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。所以人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。还有说法黑色金属矿产指能供工业上提取的铁、锰、铬、钛、钒等黑色金属元素的矿物资源。,以下为一些黑色金属材料图片,什么是重金属,重金属指比重大于5的金属，（一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属）约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒.,重金属包括哪些,从环境污染方面所说的重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物.,轻金属镁。。。。。。,性质物理性质银白色的金属，密度1.738克/厘米3，熔点648.9℃。沸点1090金属镁℃。化合价2，电离能7.646电子伏特，是轻金属之一，具有展性，金属镁无磁性，且有良好的热消散性。化学性质具有比较强的还原性,能与热水反应放出氢气，燃烧时能产生眩目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受苛性碱侵蚀，但极易溶解于有机和无机酸中，镁能直接与氮、硫和卤素等化合，包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品与镁仅仅轻微地或者根本不起作用。,轻金属镁元素来源,镁存在于菱镁矿MgCO3、白云石CaMgCO32、光卤石KClMgCl2H2O中。工业上利用电解熔融氧化镁或镁铁矿在电炉中用硅铁等使其还原而制得金属镁，前者叫做熔盐电解法，后者叫做硅热还原法。氯化镁可以从海水中提取，每立方英里海水含有约120亿磅镁。元素用途常用做还原剂，去置换钛、锆、铀、铍等金属。主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、科学仪器脱硫剂脱氢和格氏试剂，也能用于制烟火、闪光粉、镁盐等。结构特性类似于铝，具有轻金属的各种用途，可作为飞机、导弹的合金材料。但是镁在汽油燃点可燃，这限制了它的应用。,镁铁矿,轻金属钠,介绍钠，原子序数11，原子量22.989768，是最常见的碱金属元素。元素名来源拉丁文，原意是“天然碱”。1807年英国化学家戴维首先用电解熔融的氢氧化钠的方法制得钠，并命名。在地壳中钠的含量为2.83，钠云母居第六位，主要以钠盐的形式存在。钠是有银白色光泽的软金属，用小刀就能很容易的切割。熔点97.81C，沸点882.9C，密度0.97克/厘米。通常保存在煤油中。钠是一种活泼的金属。钠与水会产生激烈的反应，生成氢氧化钠和氢；钠还能与钾、锡、锑等金属生成和金；金属钠与汞反应生成汞齐，这种合金是一种活泼的还原剂，在许多时候比纯钠更适用。钠离子能使火焰呈黄色，可用来灵敏地检测钠的存在。以往金属钠主要用于制造车用汽油的抗暴剂，但由于会污染环境，已经日趋减少。金属钠还用来制取钛，及生产氢氧化钠、氨基钠、氰化钠等。熔融的金属钠在增值反应堆中可做热交换剂。,轻金属钠的物理性质,1.银白色金属。2.质软。3.密度比水小，能浮在水面上。4.熔点底，小于100度。5.能导电导热。原子体积立方厘米/摩尔23.7金属钠很软，可以用刀切割。切开外皮后，可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm3，比水的密度小，钠的熔点是97.81℃，沸点是882.9℃。元素在太阳中的含量ppm40地壳中含量（ppm）23000元素在海水中的含量ppm10500,轻金属钠的化学性质,钠的化学性质很活泼，所以它在自然界里不能以游离态存在，因此，在实验室中通常将钠保存在煤油里。钠由于此反应放出大量的热，能引起氢气燃烧，所以钠失火不能用水扑救。钠具有很强的还原性，可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来。由于钠极易与水反应，所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来。钠还能与钾、锡、锑等金属生成合金；金属钠与汞反应生成汞齐，这种合金是一种活泼的还原剂，在许多时候比纯钠更适用。钠离子能使火焰呈黄色，可用来灵敏地检测钠的存在。,钠云母,轻金属铝,银白色有光泽金属，密度2.702克/立方厘米，熔点为660.37℃，沸点为2467℃。具有良好的导热性、导电性和延展性。化合价3，电离能5.986电子伏特。铝被称为活泼金属元素，但在空气中其表面会形成铝一层致密的氧化膜，使之不能与氧、水继续作用。在高温下能与氧反应，放出大量热，用此种高反应热，铝可以从其它氧化物中置换金属（铝热法）。,贵金属,贵金属主要指金、银和铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等8种金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，对化学药品的抵抗力相当大，在一般条件下不易引起化学反应。,稀有金属,稀有金属主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金，在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。稀有金属的名称具有一定的相对性，随着人们对稀有金属的广泛研究，新产源及新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大，稀有金属和其它金属的界限将逐渐消失，如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。有的稀有金属在物理－化学性质上近似而不容易分离成单一金属。过去制取和使用得很少，因此得名为稀有金属。19世纪即有稀有元素rareelements一词，20世纪20年代,在此基础上定名为稀有金属。稀有金属开发较晚，所以有时还称为新金属newmetals。第二次世界大战以来，由于新技术的发展，需求量的增大，稀有金属研究和应用迅速发展，冶金新工艺不断出现，这些金属的生产量也逐渐增多。稀有金属已经不稀。稀有金属所包括的金属也在变化，如钛在现代技术中应用日益广泛，产量增多，所以有时也被列入轻金属。,稀有金属根据各种元素的物理和化学性质，赋存状态，生产工艺以及其他一些特征，一般从技术上分稀有金属为以下五类,1稀有轻金属包括锂、铷、铯、铍。比重较小，化学活性强。2稀有难熔金属包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。熔点较高，与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。3稀有分散金属简称稀散金属，包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。大部分赋存于其他元素的矿物中。,4稀有稀土金属简称稀土金属，包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相似，在矿物中相互伴生。5稀有放射性金属包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀，以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104放射性金属至107号元素。上述分类不是十分严格的。有些稀有金属既可以列入这一类,又可列入另一类。例如铼可列入稀散金属,也可列入稀有难熔金属。,,金属具有共同物理性质,①金属的导电性、导热性导电性由于自由电子在外加电场的作用下产生定向移动形成电流。故金属容易导电。导热性自由电子在运动时与金属离子相互碰撞，在碰撞过程中发生能量交换，使整块金属达到同样的温度。②金属的延展性当金属受到外力时，金属离子和电子可相对移动。使金属具有良好的延展性。,完谢谢观赏,