Презентация свойства металлов материаловедение

Обновлено: 18.05.2024

Технологические;
Классификация свойств
металлов и сплавов
Металлы и сплавы характеризуются комплексом свойств которые делятся на основные группы:
Физические;
Химические;
Механические;
Эксплуатационные.

Физические свойства металлов и сплавов

Эти свойства называют физическими потому, что обнаруживаются в явлениях, которые не сопровождаются изменением химического состава вещества, т. е. металлы и сплавы остаются неизмененными по составу при нагревании, прохождении через них тока, тепла, а также при их намагничивании и плавлении. Многие из указанных физических свойств имеют установленные единицы измерения, по которым судят о свойствах металла.
1. Цвет
Металлы и сплавы не прозрачны. Даже тонкие слои металлов и сплавов не способны пропускать лучи, но они имеют в отраженном свете внешний блеск, причем каждый из металлов и сплавов имеет свой особый оттенок блеска или, как говорят, цвет. Например, медь имеет розово-красный цвет, цинк — серый, олово — блестяще-белый и т. д.

2. Удельный вес — это вес 1 см3 металла, сплава или любого другого вещества в граммах.
Например, удельный вес чистого железа равен 7,88 г/см3.
3. Плавление — способность металлов и сплавов переходить из твердого состояния в жидкое, характеризуется температурой плавления.
Металлы, имеющие высокую температуру плавления, называют тугоплавкими (вольфрам, платина, хром и т.д.). Металлы, имеющие низкую температуру плавления, называют легкоплавкими (олово, свинец и т.д.).

4. Тепловое расширение — свойство металлов и сплавов увеличиваться в объеме при нагревании, характеризуется коэффициентами линейного и объемного расширения.
Коэффициент линейного расширения — отношение приращения длины образца металла при нагревании на 1° к первоначальной длине образца.
Коэффициент объемного расширения — отношение приращения объема металла при нагревании на 1° к первоначальному объему. Объемный коэффициент принимают равным утроенному коэффициенту линейного расширения.

Различные металлы имеют различные коэффициенты линейного расширения. Например, коэффициент линейного расширения стали равен 0,000012, меди — 0,000017, алюминия— 0,000023. Зная коэффициент линейного расширения металла, можно определить его величину удлинения:
1. Определите насколько удлинится стальной трубопровод длиной 5000 м при его нагреве до 20°С:
5000·0,000012·20 = 1,2 м
2. Определите насколько удлинится медный трубопровод длиной 5000 м при его нагреве до 20°С:
5000·0,000017·20= 1,7 м

3. Определите насколько удлинится алюминиевый трубопровод длиной 5000 м при его нагреве до 20°С:
5000·0,000023·20=2,3 м
цветные металлы при нагревании расширяются в большей степени, чем сталь, что необходимо учитывать в процессе сварки.
Вывод:

Чем больше теплопроводность, тем быстрее тепло распространяется по металлу или сплаву при нагревании. При охлаждении металлы и сплавы, обладающие большой теплопроводностью, быстрее отдают тепло. Теплопроводность красной меди в 6 раз выше теплопроводности железа. При сварке металлов и сплавов, имеющих большую теплопроводность, требуется предварительный, а иногда и сопутствующий подогрев
5. Теплопроводность — способность металлов и сплавов проводить тепло.

6. Теплоемкость — количество тепла, потребное для нагревания единицы веса на 1°. Удельная теплоемкость — количество тепла в ккал (килокалориях), необходимое для нагрева 1 кг вещества на 1°.
Низкую удельную теплоемкость имеют платина и свинец. Удельная теплоемкость стали и чугуна примерно в 4 раза выше удельной теплоемкости свинца.
7. Электропроводность — способность металлов и сплавов проводить электрический ток.
Хорошей электропроводностью обладают медь, алюминий и их сплавы.

8. Магнитные свойства — способность металлов намагничиваться, которое проявляется в том, что намагниченный металл притягивает к себе металлы, обладающие магнитными свойствами.

К химическим свойствам металлов и сплавов относят:
стойкость против коррозии на воздухе,
кислотостойкость,
щелочестойкость,
жаростойкость.
Под химическими свойствами металлов и сплавов понимают их способность вступать в соединения с различными веществами и в первую очередь с кислородом.

1. Стойкостью металлов и сплавов против коррозии на воздухе называют способность последних противостоять разрушающему действию кислорода, находящемуся в воздухе.
2. Кислотостойкостью называют способность металлов и сплавов противостоять разрушающему действию кислот.
Например, соляная кислота разрушает алюминий и цинк, а свинец не разрушает; серная кислота разрушает цинк и железо, но почти не действует на свинец, алюминий и медь.
3. Щелочестойкостью металлов и сплавов называют способность противостоять разрушающему действию щелочей.
Щелочи особенно сильно разрушают алюминий, олово и свинец.

4. Жаростойкостью называют способность металлов и сплавов противостоять разрушению кислородом при нагреве.
Для повышения жаростойкости вводят специальные примеси в металл, как, например, хром, ванадий, вольфрам и т. д.

Под механическими понимают такие свойства металла или сплава, которые отражают его умение противостоять действиям извне.
Механические свойства определяются по результатам механических испытаний.
Механические испытания – это определение механических свойств материалов различными способами.
Многообразие условий службы и обработки металлических материалов предопределяет необходимость проведения большого числа механических испытаний.

Что это за свойства?

Деформация и разрушение
Изменение формы твердого тела под действием при­ложенных к нему внешних сил (нагрузок) называется деформацией.
По характеру действия нагрузки делятся на:
- статические, возрастающие медленно от нуля до некоторого максимального значения и далее остающиеся постоянными или меняющимися незна­чительно;
- динамические, возникающие в результате удара, когда действие нагрузки исчисляется долями се­кунды.

Различают следующие основные виды деформации: сжатие, растяжение, кручение, сдвиг (срез), изгиб
Сжатие — это деформация, характеризуемая умень­шением объема тела под действием сдавливающих его сил
Сжатию подвергаются строительные колонны, фундаменты машин, амортизационные подушки и др.

Растяжение — это деформация, характеризуемая увели­чением длины тела, когда к обоим его концам приложе­ны силы, равнодействующие которых направлены вдоль оси тела.
Растяжению подвергаются тросы грузоподъем­ных машин, крепежные детали, приводные ремни и др.

Кручение — это деформация тела с одним закреплен­ным концом под действием пары равных, противопо­ложно направленных сил, плоскость которых перпенди­кулярна к оси тела (например, валы двигателей, коробок передач и др.).

Сдвиг (срез) — когда две силы направлены друг дру­гу навстречу и лежат не на одной прямой, но достаточ­но близко друг к другу, то при определенной величине сил происходит срез. Деформация, предшествующие срезу, называется сдвигом. При сдвиге соседние сечения детали смещаются одно относительно другого, оставаясь параллельными и без разрушения изделия.

Изгиб — это деформация тела под действием вне­шних сил, сопровождающаяся изменением кривизны деформируемого тела.
Изгибу подвержены балки грузо­подъемных механизмов, валы машин, рессоры и др.

Основными характеристиками механических свойств металлов и сплавов являются:
1. Прочность металла или сплава – это его способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил (нагрузок).

2. Пластичность – способность металла или сплава, не разрушаясь, изменять форму под действием нагрузки и сохранять форму после снятия нагрузки.
Характеристикой пластичности металлов является относительное удлинение и относительное сужение
Относительным удлинением называется отношение величины приращения длины образца после разрыва к его первоначальной длине, выраженное в процентах

Относительное сужение – отношение уменьшения площади поперечного сечения образца после испытания к первоначальной площади его поперечного сечения, выраженное в процентах

3. Ударная вязкость – способность металлов и сплавов оказывать сопротивление действию ударных нагрузок.

4. Твердость – свойство металла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого тела.
Методы определения твердости:
Метод Бринелля – вдавливание шарика из твердой стали
Метод Роквелла – вдавливание вершины алмазного конуса или стального шарика
Метод Виккерса – вдавливание вершины алмазной пирамиды

5. Усталостью называют постепенное разрушение металла или сплава при большом числе повторно-переменных нагрузок, а свойство выдерживать эти нагрузки называют выносливостью.
6. Упругостью называют способность металла или сплава изменять свою первоначальную форму под действием внешней нагрузки и восстанавливать ее после прекращения действия нагрузки

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Свойства металлов и сплавов.
презентация к уроку на тему

Твердость Твердостью металла называется сопротивление, оказываемое металлом при вдавлении в него твердых предметов. Наиболее распространенными методами определения твердости являются методы Бринеля и Роквелла .

Упругость Упругостью металла называется свойство металла восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы, вызвавшей его деформацию. Брусок металла, подвергнутый действия растягивающего усилия, удлиняется. Если это усилие не превосходит, определенной для данного материала величины, брусок после снятия нагрузки получает свои первоначальные размеры. Величина этого усилия называется пределом упругости. Если нагрузка перейдет за предел упругости, то после снятия нагрузки форма бруска не восстанавливается, и брусок останется удлиненным; такая деформация называется пластической.

Прочность Прочностью называется свойство металла сопротивляться действию внешних разрушающих сил. В зависимости от характера этих внешних сил различают прочность на растяжение, на сжатие, на изгиб, на кручение и т.д. Условное напряжение, отвечающее наибольшей нагрузке , предшествующей разрушению образца, называется пределом прочности, обозначается σ b и выражается в кг/мм². Это условное напряжение вычисляют, определяя максимальное усилие P, которое может выдержать образец во время испытания, деля его на первоначальную площадь поперечного сечения образца F 0 .

Вязкость ударная Вязкость характеризуется сопротивлением удару. Удельная ударная вязкость (сопротивление удару) определяется количеством работы, необходимой для разрушения бруска посредством ударной изгибающей нагрузки на так называемом копре Шарпи, деленной на поперечное сечение образца, и выражается в кгм /см² . Хрупкость является обратным показателем вязкости. Она определяет, насколько быстро металл или сплав будет разрушаться под воздействием внешней силы.

Знание показателя вязкости и хрупкости необходимо для расчета поглощаемой энергии воздействия, которая приводит к деформации металлического образца. Р азличают следующие методы измерения и виды вязкости металлов: - статическая. Происходит медленное воздействие на материал до момента его разрушения; - циклическая . Образец подвергают многократным нагрузкам с одинаковым или изменяющимся показателем силы. При этом основной величиной циклической вязкости является количество работы, необходимой для разрушения образца; - ударная. Для ее расчета применяют маятниковый копер Шарпи. Заготовку крепят на нижнем основании, маятник с рубящим конусом находится в верхней точке. После его опускания происходит взаимодействие металла и рубящей части. Степень деформации характеризуется вязкостью образца.

Износостойкость Способность металла сопротивляться истиранию, разрушению поверхности или изменению размеров под действием трения называется износостойкостью.

Ковкость Способность металла без разрушения поддаваться обработке давлением (ковке, прокатке, прессовке и т.д.) называется его ковкостью. Ковкость металла зависит от его пластичности. Пластичные металлы обычно обладают и хорошей ковкостью.

Пластичность Одним из основных свойств металлов является их пластичность, т.е способность металла, подвергнутого нагрузке, деформироваться под действием внешних сил без разрушения и давать остаточную (сохраняющуюся после снятия нагрузки) деформацию. Пластичность иногда характеризуют величиной удлинения образца при растяжении. Отношение приращения длины образца при растяжении к его исходной длине, выражаемое в процентах, называется относительным удлинением и обозначается δ, %. Относительное удлинение определяется после разрыва образца и указывает способность металла удлиняться под действием растягивающих усилий.

Порог хладноломкости — температурный интервал изменения характера разрушения, является важным параметром конструкционной прочности . Чем ниже порог хладоломкости , тем менее чувствителен металл к концентраторам напряжений (резкие переходы, отверстия, риски), к скорости деформации. Хладноломкость — склонность металла к переходу в хрупкое состояние с понижением температуры. Хладоломкими являются железо, вольфрам, цинк и другие металлы, имеющие объемноцентрированную кубическую и гексагональную плотноупакованную кристаллическую решетку .

Выносливость и усталость Пример деформации из-за усталости металла При длительном приложении внешних сил в структуре образца выявляются деформации и дефекты. Они приводят к потере прочности образца и как следствие – к его разрушению. Это называется усталостью металла. Выносливость является обратной характеристикой.

Характер упаковки атомов и его влияние на плотность хорошо просматриваются на примере плотно упакованных решеток кристалла. Простейшим типом кристаллической решетки является кубическая , в которой расположение атомов образует пустотность , приблизительно равную 48%. Более плотной является гранецентрированная кубическая упаковка, дающая около 26% пустот. В такой решетке каждый атом имеет 12 ближайших соседей (4 по бокам и по 4 сверху и снизу. Гексагональная решетка также относится к плотнейшим упаковкам и отличается от гранецентрированной лишь способом наложения слоев.

а - кубическая, б- гранецентрированная кубическая, в - гексагональная

Высокая чистота поверхности , полученная в результате отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность , так как чем меньше микронеровности, тем меньше возможность появления поверхностных трещин от усталости металла . Выносливость - свойство металла противостоять усталости.

Такое явление наступает в результате появления последовательных напряжений (внутренних или поверхностных) за определенный промежуток времени. Если структура не подвергается изменению – говорят о хорошем показателе выносливости. В противном случае происходит деформация. Выполняют следующие испытания образца на выносливость для того, чтобы узнать механические свойства металлов: - чистый изгиб. - поперечный изгиб. - изгиб в одной плоскости; - поперечный и продольный изгиб в одной плоскости; - неравномерное кручение с повторением цикла. Эти испытания позволяют определить показатель выносливости и рассчитать время наступления усталости детали.

Если переменные напряжения превышают, величину предела усталости металла, то через некоторое число циклов переменных нагружений , которое тем меньше, чем больше напряжения, развиваются трещины усталости и деталь разрушается. Ниже определенного значения переменного напряжения ( предела усталости ) металл не разрушается даже при очень большом числе циклов, так как это напряжение является асимптотой для кривой усталости.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Открытый урок на тему : "Коррозия металлов и сплавов.Методы защиты от коррозии"

Заранее формируются бригады (по интересам) и каждой бригаде выдаётся задание. - Каждая бригада показывает свою презентацию, которую подготовил в домашних условиях, пользуясь материалами интернета. зна.

Методическая разработка открытого урока ПМ01."Подготовка и ведение технологического процесса производства цветных металлов и сплавов".Тема :" Производство глинозема". для студентов специальности 150402 "Металлургия цветных металлов"

В данной методической разработке рассмотрены цели урока: методическая, обучающая, воспитательная, развивающая и личностные. В пояснительной записке рассмотрена роль самостоятельной работы студентов. Н.

«ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ».

Формирование знаний о химических свойствах металлов.Развивают умения пользоваться опорными знаниями. Закрепляют умения и навыки выполнять химический эксперимент. Развивают логическое мышление, умеют а.


Практическая работа «Изучение типов кристаллических решеток и их влияние на структуру и свойства металлов и их сплавов»

Представлена методическая разработка практического занятия для учебной дисциплины ОП 08 «Материаловедение» по специальности среднего профессионального образования 22.02.06 "Сварочное производств.


Методическая разработка открытого урока по дисциплине Материаловедение на тему: "Черные, цветные металлы и сплавы на их основе"

В данной методической разработке открытого урока представлена методика преподавания темы «Черные, цветные металлы и сплавы на их основе» учебной дисциплины ОП.04 Материаловедение с п.


Презентация "Металлы и сплавы" по предмету "Материаловедение"

содержит материалы о строении, составе, классификации и применении черных металлов и сплавов.

В презентации размещены материалы о строении, свойствах и применении металлов.

Презентация Материаловедение
презентация к уроку

Пример оформления содержания презентации Железо — ковкий металл серебристо-белого цвета. Железо быстро коррозирует при высоких температурах или при высокой влажности на воздухе. В чистом кислороде железо горит. Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства . Применение: Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов. Магнитная окись железа (магнетит) — важный материал в производстве устройств компьютерной памяти: жёстких дисков, дискет и т. п. Ультрадисперсный порошок магнетита используется во многих чёрно-белых лазерных принтерах в смеси с полимерными гранулами в качестве тонера. П рименение в электротехнике для магнитопроводов трансформаторов и электродвигателей

Сплавы железа Сталь – это сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащий до 2,14 % углерода. Углерод – важнейшая примесь стали. От его содержания зависят прочность, твердость и пластичность стали. Кроме железа и углерода, в состав стали входят кремний, марганец, сера и фосфор. Эти примеси попадают в сталь в процессе выплавки и являются ее неизбежными спутниками. Чугун – сплав железа с углеродом с более высоким содержанием в нем углерода – от 2,14 % до 6,67 %. В состав чугунов входят те же примеси, что и в стали, т. е. кремний, марганец, сера и фосфор.

Классификация чугунов чугуны высокопрочные ковкие белые серые

Пример верстки слайда в две колонки Белый чугун - весь углерод находится в химическом соединении с железом. Белый чугун весьма тверд, хрупок и очень трудно обрабатывается резцами. Серый чугун - весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Серый чугун – это литейный чугун, имеет низкую пластичность и прочность, высокую износостойкость, хорошо обрабатывается резанием. Ковкий чугун - весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии в виде хлопьевидного графита. Обладает высокой прочностью и износостойкостью, хорошими литейными и антикоррозионными свойствами. Высокопрочный чугун - весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии в виде шаровидного графита.

Маркировка чугунов Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами. СЧ — серый чугун, ВЧ — высокопрочный, КЧ — ковкий; Для антифрикционного чугуна в начале марки указывается буква А (АСЧ, АВЧ, АКЧ). Цифры в обозначении марок чугунов указывают его механические свойства. Для серых чугунов приводят показатели пределов прочности при растяжении и изгибе (в кгс/мм2). Для высокопрочного и ковкого чугунов цифры определяют предел прочности при растяжении (в кгс/мм2) и относительное удлинение (в %).


Презентация по предмету основы материаловедения "Сталь. Свойства"

Презентация «Сталь. Свойства» используется для проведения урока теоретического обучения по дисциплине «Основы материаловедения». Тема «Сталь. Свойства» соответствует основной профессиональной пр.


Презентация по материаловедению на тему "Испытание металлов"

Презентация по материаловедению на тему: «Испытание металлов»Содержание:1.Методы испытания2.Испытание на растяжение3.Испытание на твердость4.Испытание на ударную вязкость5.Испытания металлов на .


презентация к уроку материаловедение швейного производства "Волокна растительного происхождения. Их свойства"

На уроке рассматриваются натуральные волокна растительного происхождения, используемые в текстильной промышленности, их применение и основные свойства.


Презентация к уроку по материаловедению "Легированые сплавы"

Легировать - значит сплавлять, соединять, поэтому химические элементы, вводимые в сталь, называются легирующими элементами, а стали, сплавленные с ними, получили название легированных стал.


Презентация к Викторине по материаловедению

Здесь я разместила презентацию к открытому мероприятию. Методическую разработка будет позднее.


Презентация по материаловедению "Слесарные средства контроля"

Тема "Слесарные средства контроля", является заключительной темой при изучении раздела "Обработка металлов резанием".В презентации рассмотрены понятия: измерние, штангениснтрумент, микрометрический ин.


Презентация по теме "Композитные материалы" по дисциплине "Материаловедение"

Презентация по теме "Композитные материалы" по дисциплине "Материаловедение".

Презентация к уроку "Физические свойства металлов"
презентация к уроку (химия, 9 класс) по теме

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

Физические свойства металлов Автор презентации: учитель МБОУ СОШ № 131 Цирина Т.А.

Физические свойства металлов

Кристаллическая решетка Металлическая - в ее узлах находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны. Наличие последних объясняет высокую электропроводность и теплопроводность, а также способность поддаваться механической обработке.

Агрегатное состояние Все металлы твердые, исключение ртуть - единственный жидкий металл.

К овкость И зготовление различных изделий из железа в кузнице.

Способность намагничиваться - железо, кобальт, никель. Находит применение при изготовлении магнитов.

Пластичность Способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы, вытягиваться в проволоку: золото, серебро, медь, алюминий. Из 1г золота можно вытянуть проволоку длиной 2 км.

Пластичность Всем известна алюминиевая фольга. Алюминиевая фольга - это тонкий слой алюминия, в котором отлично сохраняются продукты питания, кофе, чай, лекарства, корма для домашних животных и многое другое.

Пластичность Оловянная фольга, которая используется для заворачивания лучших сортов шоколада.

Металлический блеск Световые лучи падают на поверхность металла и отталкиваются от неё свободными электронами, создавая эффект металлического блеска.

Металлический блеск Зеркало состоит из гладкого стекла, на которое наносят очень тонкий слой металла. Часто зеркала покрывают серебром, потому что оно прекрасно отражает свет.

Электропроводность Высокая электропроводность уменьшается в ряду металлов: Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg При нагревании уменьшается, т.к. колебание ионов затрудняет движение электронов.

Теплопроводность Хорошая теплопроводность, уменьшается в ряду металлов: Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg

Все металлы делятся на две большие группы: Черные металлы : Имеют темно-серый цвет, большую плотность, высокую температуру плавления и относительно высокую твердость. Типичным представителем черных металлов является железо.

Цветные металлы: Имеют характерную окраску: красную, желтую, белую; обладают большой пластичностью, малой твердостью, относительно низкой температурой плавления. Типичным представителем цветных металлов является медь.

Плотность В зависимости от своей плотности металлы делятся на: Легкие (плотность не более 5 г/см 3 )К легким металлам относятся: литий , натрий , калий , магний , кальций , цезий , алюминий , барий. Самый легкий металл — литий, плотность 0.534 г/см 3 .

Плотность Тяжелые (плотность больше 5 г/см 3 ).К тяжелым металлам относятся: цинк , медь , железо , олово , свинец , серебро , золото , ртуть и др. Самый тяжелый металл — осмий , плотность 22,5 г/см 3 .

Твёрдость Металлы различаются по своей твердости: — мягкие: режутся даже ножом (натрий , калий , индий ); — твердые: металлы сравниваются по твердости с алмазом, твердость которого равна 10. Хром — самый твердый металл, режет стекло.

Температура плавления В зависимости от температуры плавления металлы условно делятся на: Легкоплавкие (температура плавления до 1539°С). К самым легкоплавким металлам относятся: ртуть — температура плавления —38,9°С; галлий — температура плавления 30°С; цезий — температура плавления 28,6°С

Температура плавления Тугоплавкие (температура плавления выше 1539 С). К тугоплавким металлам относятся: хром — температура плавления 1890°С; молибден — температура плавления 2620°С; ванадий — температура плавления 1900°С; тантал — температура плавления 3015°С; и многие другие металлы. Самый тугоплавкий металл вольфрам — температура плавления 3410°С.


план-конспект урока с использованием ЭОР в 9 классе по теме "Положение металлов в ПСХЭ. Физические свойства металлов"

Цель урока: повторить положение металлов в ПСХЭ и особенности строения их атомов, обобщить и расширить знания учащихся о физических свойствах металлов.

Конспект урока по теме:"Металлы, их положение в Периодической системе, строение атомов металлов. Общие физические свойства металлов."
Урок по химии в 9 классе. Тема: «Общие химические свойства металлов. Взаимодействие металлов со сложными веществами. Электрохимический ряд напряжений металлов».

Урок по химии в 9 классе. Тема: «Общие химические свойства металлов. Взаимодействие металлов со сложными веществами. Электрохимический ряд напряжений металлов». Цели урока учебные, воспитательные и р.

презентация " Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Физические свойства металлов"

презентация к уроку в 9 классе.

Презентация "Положение металлов в периодической системе. Металлическая связь. Металлическая решетка. Общие физические свойства металлов" 9 класс

Презентация "Положение металлов в периодической системе. Металлическая связь. Металлическая решетка. Общие физические свойства металлов" 9 класс.


План урока химии по теме "Положение металлов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строение их атомов. Строение металлов – простых веществ. Физические свойства металлов".

План урока № 62 (9кл). Положение металлов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, строение их атомов. Строение металлов – простых веществ. Физические свойства металлов.


Презентация « Металлы». «Свойства металлов, их соединений и взаимосвязь между ними»

Изучение свойств металлов и их соединений и генетическая связь между ними.

Строение и свойства металлов и сплавов. Тема 1

Материаловедение — наука о связях между
составом, строением и свойствами материалов и
закономерностях их изменений при внешних физикохимических воздействиях.
Все материалы по химической основе делятся на две
основные группы - металлические и
неметаллические.
К металлическим относятся металлы и их сплавы.
Металлы составляют более 2/3 всех известных
химических элементов.

2. Тема 1.1.Строение и свойства материалов

3. Классификация материалов

По природе материалов :
Металлические материалы (чистые металлы и сплавы)
Неметаллические (полимеры, резины, керамика, дерево)
Композиционные (состоят из двух или большего числа
материалов, относящихся к различным классам веществ,
т.е. металлических и неметаллических).
По назначению:
Конструкционные
Инструментальные
Материалы с особыми физико-химическими свойствами
(электротехнические, антифрикционные, оптические,
изоляционные, смазочные, лакокрасочные, абразивные,
рабочие тела и технологические материалы).

4. Свойства металлов

6. Физические свойства

- плотность
- теплоемкость,
- температура плавления,
- термическое расширение.
- магнитные характеристики,
- теплопроводность,
- электропроводность

7. Химические свойства:

- способность материалов вступать в
химическое взаимодействие с другими
веществами;
- сопротивляемость окислению;
- проникновению газов и химически
активных веществ;
- стойкость против коррозии.

8. Технологические свойства:

- способность подвергаться горячей и
холодной обработке (жидкотекучесть);
- обработке резанием;
- термической обработке и особенно сварке.

9. Механические свойства:

Выявляются испытаниями при
воздействии внешних нагрузок.
Определяют следующие свойства:
- упругость;
- пластичность;
- прочность;
- твердость;
- вязкость;
- усталость;

Прочность –это свойство материала
сопротивляться деформации или
разрушению.
Твердость – это свойство материала
оказывать сопротивление деформации
или хрупкому разрушению при внедрении
индентора в его поверхность.
Пластичность – это свойство материалов
необратимо изменять свою форму и
размеры под действием внешней нагрузки.

11. Влияние типа связи на структуру и свойства кристаллов

Тип связи, возникающий между элементарными частицами
в кристалле, определяется электронным строением
атомов, вступающих во взаимодействие.
Элементарные частицы в кристалле сближаются на
определенное расстояние, которое обеспечивает
кристаллу наибольшую термодинамическую стабильность.
Расстояние, на которое сближаются частицы,
определяется взаимодействием сил, действующих в
кристалле.
Силы притяжения возникают благодаря взаимодействию
электронов с положительно заряженным ядром
собственного атома, а также с положительно заряженными
ядрами соседних атомов.
Силы отталкивания возникают в результате
взаимодействия положительно заряженных ядер соседних
атомов при их сближении.

13. Элементы кристаллографии: кристаллическая решетка, анизотропия

14. ЧТО ТАКОЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА?

Элементарная ячейка – элемент
объема из минимального числа атомов,
многократным переносом которого в
пространстве можно построить весь
кристалл. Элементарная ячейка
характеризует особенности строения
кристалла.
Основными параметрами кристалла
являются: размеры ребер элементарной
ячейки. a, b, c – периоды решетки –
расстояния между центрами ближайших
атомов.
коэффициент компактности
кристаллической решетки – объем,
занятый атомами, которые условно
рассматриваются как жесткие шары. Его
определяют как отношение объема,
занятого атомами, к объему ячейки.

Какие существуют виды элементарных
кристаллических решеток?
а- Объемно-центрированная
кубическая решетка (ОЦК)
Na, K, V, Nb, Cr, Mo, W
б – гранецентрированная
кубическая решетка (ГЦК)
Ag, Au, Pt, Cu, Al, Pb, Ni
в – гексагональная
плотноупакованная
решетка (ГПУ)
Be, Mg, Zn, Cd

17. АНИЗОТРОПИЯ

Анизотропия -
зависимость свойств
материала (например,
механических:
предела прочности,
относительного
удлинения, твердости,
износостойкости и др.)
от направления внутри
этого материала.
Если материал
изотропен, то его
свойства одинаковы во
всех направлениях.

18. Фазовый состав сплавов

Фазой называют однородную часть сплава ,
характеризующуюся определенным составом ,
свойствами , типом кристаллической решетки и
отделенную от других частей сплава поверхностью
раздела.
Однофазная система называется гомогенной , двух или
более фазная система – гетерогенной системой.
В СПЛАВАХ ВОЗМОЖНО
ОБРАЗОВАНИЕ СЛЕДУЮЩИХ ФАЗ:
1.
2.
3.
4.
твердые растворы
жидкие растворы
твердые чистые металлы
химические соединения.

19. Сплав

Сплавом называется вещество,
полученное сплавлением или спеканием
двух или более компонентов.
Сплавы различают по фазовому и
структурному составу в твердом
состоянии.
В зависимости от числа фаз сплавы могут
быть –одно, -двух, -многофазные.

Компоненты – химические элементы, в
результате взаимодействия которых
образуются все фазы сплавов (системы).
Компонентами металлических сплавов
могут быть не только металлы, но и не
металлы.

22. Механическая смесь

Механическая смесь компоненты, образующие
сплав, не способны к
взаимному растворению и не
образуют соединения.
Кристаллы А и В имеют
различные кристаллические
решетки.
Например : Al-Cu, Pb-Sb.

23. Химические соединения

- они образуют новую
Сплавы химические
кристаллическую
соединения образуются между
решетку, отличную от
элементами, значительно
решеток исходных
различающимися по строению и
элементов;
свойствам, если сила
- соотношение атомов
взаимодействия между
элементов обычно
разнородными атомами больше,
описывается формулой
чем между однородными.
Аn Bm ;
-обладают новыми
свойствами;
-имеют определенную
температуру плавления
(т.е. плавление
происходит при
постоянной температуре)

Твердые растворы – это
фазы, содержание
компонентов в которых
может изменяться без
нарушения типа
кристаллической решетки
основного компонента.
Рисунок 3Микроструктура
твердого раствора
Различают твердые растворы внедрения и твердые
растворы замещения.

В твердых растворах
внедрения – атомы
растворенного вещества
находятся в порах
кристаллической решетки
основного компонента.
Эти твердые растворы
образуются на основе металлов
с такими неметаллами, как
углерод, азот, водород, бор и др.
В твердых растворах
замещения – атомы
растворенного вещества
замещают атомы
растворителя в узлах
кристаллической решетки.

26. Твердый раствор

По степени концентрации растворенной
компоненты твердый раствор может быть
ненасыщенным, насыщенным и
пересыщенным.
Чаще всего растворимость одного металла в
другом не только ограничена, но и зависит от
температуры. Например, максимальная
растворимость хрома в меди при 1072оС составляет
0.65%, а при 400оС только 0.05%. Если
концентрация хрома в сплаве меньше 0.05%, то
всегда образуются
кристаллы ненасыщенного твердого раствора.

Твердые растворы замещения с
неограниченной растворимостью на основе
компонентов: Ag и Au, Ni и Cu, Mo и W, V и Ti, и
т.д.
Твердые растворы замещения с ограниченной
растворимостью на основе компонентов: Al и
Cu, Cu и Zn, и т.д.
Твердые растворы внедрения: при
растворении в металлах неметаллических
элементов, как углерод, бор, азот и кислород.
Например: Fe и С.

28. АЛЛОТРОПИЯ

Аллотропия (полиморфизм) — способность
некоторых металлов существовать в
различных кристаллических формах в зависимости
от внешних условий (давление, температура).
Примером аллотропического видоизменения в
зависимости от температуры является железо (Fe):
t < 911о C — ОЦК — Feα;
911 < t < 1392о C — ГЦК — Feγ;
1392 < t < 1539о C — ОЦК — Feδ
(высокотемпературное Feα).

30. Аллотропические превращения в металлах

Аллотропические превращения, так же как и первичная
кристаллизация, протекают при постоянной
температуре, так как при охлаждении происходит
выделение, а при нагреве — поглощение тепла.
Аллотропические превращения протекают путем
зарождения центров кристаллизации в твердом
металле и роста вокруг них кристаллов новой
модификации, подобно процессу первичной
кристаллизации.
Наиболее известными и имеющими практическое
применение являются аллотропические превращения
железа, олова, марганца, кобальта.

Читайте также: