金屬和金屬材料這一單元和別的單元有顯著不同,講金屬和金屬材料的物理性質比較多。可見金屬和金屬材料的物理性質比較有特點。所以,我們將有關概念總結如下。
1、金屬材料包括純金屬材料(90多種)和合金材料(幾千種)兩類。
①金屬屬於金屬材料,但金屬材料不一定是純金屬,也可能是合金。商朝人們開始使用青銅器,春秋時期開始冶鐵,戰國時期開始煉鋼,銅和鐵一直是人類廣泛應用的金屬材料。在100多年前,又開始了鋁的使用,因鋁具有密度小和抗腐蝕等許多優良性能,鋁的產量已超過了銅,位於第二位。
②合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起融合而成的具有金屬特性的物質。合金具有很多優點,常見的日常金屬用品,多以合金製成。
2、 金屬的物理性質。
①共性:大多數金屬都具有金屬光澤,密度和硬度較大,熔沸點較高,具有良好的延展性和導電、導熱性,在室溫下除汞為液體,其餘金屬均為固體。
②一些金屬的特性:鐵、鋁等大多數金屬都呈銀白色,銅呈紫紅色,金呈黃色;常溫下大多數金屬都是固體,汞卻是液體;各種金屬的導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等差異較大;銀的導電性和導熱性最好,鋨的密度最大,鋰的密度最小,鎢的熔點最高,汞的熔點最低,鉻的硬度最大。
3、合金的特點。
①合金是金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物。
②合金的很多性能與組成它們的純金屬不同,使合金更容易適於不同的用途。
③日常使用的金屬材料,大多數為合金。
④金屬在融合了其它金屬和非金屬後,不僅組成上發生了變化,其內部組成結構也發生了改變,從而引起性質的變化。
4、幾種常見合金。
①鐵合金:主要包括生鐵和鋼,它們的區別是含碳量不同,生鐵含碳量2%-4.3%,鋼的含碳量為0.03%—2%。鋼比生鐵具有更多的優良性能,易於加工,用途更為廣泛。
②鋁合金:鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應用於製造飛機、艦艇和載重汽車等,可增加它們的載重量以及提高運行速度,並具有抗海水腐蝕、避磁性等特點。
③銅合金:黃銅:銅、鋅的合金;青銅:銅、錫的合金;白銅:銅、鎳的合金。
④鈦合金:被認為是21世紀的重要金屬材料。性質:優異的耐腐蝕性,對海水、空氣和若干腐蝕介質都穩定,可塑性好,強度大,密度小,又稱親生物金屬。用途:噴氣式發動機、飛機機身、人造衛星外殼、火箭殼體、醫學補形、造紙、人造骨、海水淡化設備、海輪、艦艇的外殼等。
⑤鉛錫合金:含鉛38.1%的錫合金俗稱焊錫,熔點約183℃,此時的合金具有最大的焊接強度與溼潤能力,用於電器儀表工業中元件的焊接,以及汽車散熱器、熱交換器、食品和飲料容器的密封等。