第一节 金属的分类
2. 重有色金属 指密度>4.5g/cm3 的有色金属

包括：Cu、Ni、Sn、Pb、Cd、Hg、Co、Bi等。 特点：大多数易形成配合物。
第一节 金属的分类
3. 贵金属

包括：金、银和铂族—锇、铱、 铂、钌、铑、钯。

特点：
（1）化学性质稳定； （2）密度大：10.4 ~22.4 g / cm3 （3）熔点高：1200 ~3300K
第二节 历史与现状
二、有色金属在现代社会中的作用和地位
◆
材料是国民经济、社会进步和国家安全的物 先进有色金属材料具有强烈的基础性、支撑
质基础与先导。
◆
性、技术经济价值和迫切战略需求。
第二节 历史与现状
1、 国防支撑材料

铝材是飞机的主要结构材料，占重量比的50~80％，民用
飞机铝材料用量在70％以上。钛及其合金在新型飞机上用 作结构材料，飞机越先进，钛用量就越大。
制备应用较晚的金属。 包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼；钒、铌；钛、 铪；镓、铟、铊、锗和稀土元素（即周期表中第 三副族中的钪、钇和镧系元素共17种）以及人造 超铀元素等。

第二节 历史与现状
第二节 历史与现状
材料的发展史，就是人类社会的发展史。 石器时代→陶器时代→青铜器时代→铁器时代。
现代社会 三大技术 支柱
生物 工程
信息 技术
新材料
第二节 历史与现状
石器时代
青铜时代 铁器 时代
多 元 材 料 时 代
第二节 历史与现状
一、辉煌的华夏青铜文明
吴 王 夫 差 矛 越 王 勾 践 剑 三星 堆纵 目人 面像 四羊方尊
青铜敦
第二节 历史与现状
湖北擂鼓墩二 号墓出土战国编钟 一套，其件数和规 模仅次于曾侯乙编 钟 . 音律准确，音色 优美，基本与C大 调七声音阶结构相 同，总音域达 5 个 8 度以上， 五人合作 演出，众声齐发， 交响叠鸣 。无愧为 古代音乐之绝响。
4700MPa，当今高 强铝合金强度没超 过1000MPa。
第二节 历史与现状
F/A-22猛禽（四代机典型代表）
X-45 无人作战飞机
B-3高超音速轰炸机概念设计图
B-2幽灵 战略轰炸飞
第二节 历史与现状
自从1907年12月17日莱特兄弟将第一双人类翅膀送上 天空后，各种飞机不断快速发展，对制造飞机零部件的材料 的要求越来越高，主要是比强度高、耐高温、耐疲劳等。
铀、铍、钽、钨、铂族金属、锗…，被许多国家储存作为 战略物资。美国对钨以钨精矿形式，钽和铍以纯金属形式


进行储备，铂和钯被列为特殊战略金属。
第二节 历史与现状
2、高技术关键材料

铌、钛、锡、铋、钇等都是制取超导材料的基本组元， NbTi、Nb3Sn实用低温超导材料已商品化。

表面工程和技术，有相当部分是稀有金属薄膜、半导体材 料薄膜和贵金属薄膜。
有色金属合金
南京航空航天大学 材料科学与技术学院 缪强
绪 论
绪
论
回顾 发展史与现状
作用与地位
问题与趋势 发展战略 展望
未来
第一节 金属的分类
第一节 金属的分类
已知的元素109种，22种非金属，87种为
金属。在22种非金属中，有5种准金属（B、Si、
As、Se、Te）在金属中Ge、Sb、Po也是准金

由于它们在地壳中含量少，开采 和提取比较困难，价格贵，称为 贵金属。
第一节 金属的分类
4. 准金属 指性质介于金属与非金属间的元素。


包括：B、Si、Se、Te( 碲)、As、Ge、Sb、Po。
它们在周期表中B →At（砹）这条斜线附近， 常称为对角线。
第一节 金属的分类
5. 稀有金属

在自然界含量少或分布稀散、发现晚，难提取或

美国公布的22种金属高科技材料中，稀土金属被列为第三 位。
第二节 历史与现状
3、国民经济的基础材料

电线、电缆占铜材总消耗量的5料可替代。

“蓄电池金属”铅的60－－70％消费在蓄电池中。镍是制 造镍氢电池、镍镉电池的原材料。 车辆中以铝代钢，减重50％，增加运载量10％，节能9.6 －12.5％，日常检修工时减少45％。
F119发动机（F/A-22用）
第二节 历史与现状
美国正研制6倍音速的太空战机，
从太空上攻击地球目标。
美国太空武器想象图
美国ABL机载激光武器系统
第二节 历史与现状
世界上第一架载人
太空飞船
世界上第一位太空人
第二节 历史与现状

“原子时代第一金属”的锆，是核动力潜艇不可替代材料， 80％的锆材用作核动力堆的燃料包壳、容器管、压力管、 格架、端塞和其它堆芯结构材料。 “核时代金属”铍，在核武器中对增大爆炸威力起关键作 用。铍的比刚度大，在导航系统中用作制造精密陀螺仪， 对增加射程、提高命中精度起关键作用。
21世纪中叶聚变能和太阳能将成为主要能源，可控核聚变 反应堆工程需要大量锂、钼、锆、钛等。

第二节 历史与现状
中东有石油，中国有稀土。

稀土元素的特殊电子层结构使其在光、电、磁、化学上表 现出奇异性能，已出现的一大批功能材料，如稀土磁性材 料、稀土发光材料、稀土尾气净化材料、稀土储氢性材料、 高温超导材料等，2l世纪稀土将在功能材料中处于主体地 位。

导弹与火箭的构件基本上采用铝合金、钛合金、镍基高温 合金、镁合金和部分难熔金属合金。 钛、铝及其合金成为舰船耐压壳体、核动力系统、武备系

统、声纳系统等的主要材料。
第二节 历史与现状
航空航天的物质基础
卫星发射，节省 1 公斤重量将降低费用 $20000 。一次 发射节约费用20%。 鍛铝2014（LD10）的力学性能 铝的理论强度
属，严格说，金属有84种。
周期表的右侧，B向右下方画线延伸到砹 （At ）的斜线，将元素分为金属和非金属两部 分，斜线的右上方大部分是非金属，斜线左下 方为金属，斜线附近为准金属。
第一节 金属的分类
黑色金属（铁、铬、锰） 金属 有色金属 (除黑色金属外 的金属） 非铁金属Non-ferrous Metals 轻金属
重金属
稀有金属 贵金属
具有独特的性能和功能，如半导体功能、形状记 忆功能、介电功能、光，磁、热、化学和核功能等。
第一节 金属的分类
1. 轻有色金属 指密度< 4.5g/cm3 的有色金属

包括：K、Na、Ca、Mg、Al、Sr、Ba。 特点：密度小，0.53~4.5g/cm3, 化学性质活泼，与 氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。