金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-30 00:40:29

金属材料:包括纯金属及其合金。

合金:由两种或两种以上的金属(或非金属)熔合而成的有金属特性的物质。

一般所使用的金属材料,大多数属于合金。合金有许多优良的物理、化学或机械性能,合金的性能可以通过添加的金属元素的种类、含量和生成条件等来加以调节。

合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属,熔点一般低于各成分金属。从微观结构看,纯金属的原子排列规整,原子层之间相对容易滑动,加入其它金属后,改变了金属有规则的层状排列,使原子层间的相对滑动变得困难,硬度变大。

一、铁合金

铁合金包括生铁和钢。生铁含碳量高,硬度大、抗压、性脆,可以铸造成型。钢的含碳量低,有良好的延展性,机械性能好,可以锻压和铸造。

金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么(1)

钢的分类

不锈钢是添加了铬、镍的铁合金,抗腐蚀性能力强。

二、铝合金

铝是地壳中含量最多的金属元素。

铝是性质活泼的金属,常温下与空气中的氧气反应,表面形成一层致密的氧化铝膜,起到保护作用,所以铝的抗腐蚀性能很强。

工业上会用化学试剂对铝进行处理,使氧化膜增厚,增强其抗腐蚀能力,还可以对铝进行氧化着色,使其表面形成美丽的颜色。

实验:铝、氧化铝与盐酸反应

金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么(2)

铝、氧化铝与盐酸反应

将铝片放入盐酸中,开始没有明显现象,一段时间后产生气泡。

金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么(3)

实验:铝、氧化铝与氢氧化钠溶液反应

金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么(4)

铝、氧化铝与氢氧化钠溶液反应

将一块铝片直接放入NaOH溶液中,另一块铝片用砂布打磨除去表面的氧化膜后,放入NaOH溶液中。

未打磨的铝片开始没有明显现象,一段时间后产生气泡;打磨过的铝片直接产生气泡。铝片均慢慢溶解,用点燃的木条检验产生的气体,有爆鸣声。

金属材料定义指什么,金属材料的特性是什么(5)

小结:

铝与酸、碱均能反应生成盐和氢气。氧化铝与酸、碱均能反应生成盐和水,属于两性氧化物。日常生活中,铝制炊具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物。

铝合金是目前用途广泛的合金之一。如硬铝,密度小、强度高,有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。

三、新型合金

储氢合金:是一类能大量吸收氢气,并与之结合成金属氢化物的材料。储氢金属要求储氢量大,金属氢化物容易形成,稍微加热又容易分解,室温下吸、放氢的速率快。如Ti-Fe合金、La-Ni合金。

钛合金:载人潜水器的关键部件耐压球壳由钛合金制成。

耐热合金:喷气发动机的叶片由镍、铁、碳和钴组成的镍钴合金,能承受1100℃的高温。

形状记忆合金:用于航空航天、生物工程。

稀土金属:包括镧系金属,加上钪和钇,共17种金属元素。稀土大量用于生产合金,能大大改善合金的性能,被称为“冶金工业的维生素”。

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