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有色金属材料和非金属材料教案

主要教学内容及步骤教学过程师生活动设计意图

一、有色金属
有色金属是除铁及其合金以外的非铁金属及合金的统称,也称非铁金属。

常用有色金属包括:铜及铜合金、铝及铝合金、钛及钛合金、轴承合金等。

1.铜及铜合金
纯铜的代号用“铜”字汉语拼音字母字首“T”加顺序号表示。

根据化学成分,铜合金分为黄铜、白铜、青铜3 类。

2.铝及铝合金
纯铝代号用“铝”字汉语拼音字母字首“L”加顺序号表示。

铝合金按其成分和工艺性能,可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。

铸造铝合金牌号(GB/T8063—1 4)用ZAl 加合金元素符号及合金元素平均含量的百分数表示。

铝合金是使用了100多年的传统材料,目前世界原铝产量达1900万吨。

其中50%用来制取加工材与深加工产品。

目前我国的铝合金品种,只有美国的一半,规格不足美国的1/4。

20世纪70年代以来,铝合金方面的发展有以下几方面:
1.Al-Li系合金
锂是最轻的金属元素。

铝合金中添加百分之几的锂后,可获得时效强化(即铝合金的热处理强化)效果,比重可降低10%,比模量可提高10%。

但锂的熔点很低,故铝锂合金冶炼很困难。

波音747的外壳采用铝锂合金,就能减去一定的质量。

2.超塑铝合金
超塑成形因变形可达百分之几百,复杂的构件可一次成形。

飞机机身隔框、电气外壳等如采用铝合金超塑成形可降低生产成本。

3.粉末冶金铝合金
采用快速凝固制粉或机械合金化制粉技术,可获得晶粒细化、成分均匀的过饱和利用半分钟对金属材料热处理进行复习。

提问:请学生自己找出生活中有色金属材料的应用。

陶瓷材料在冶金、建筑、化工和尖端技术领域已成为耐高温、耐腐蚀的结构材料和多种功能材料的主要用材。

随着航空、航天、电子、通信、机械、化工、能源等工业的发展,对材料的性能
提出了越来越高的要求。

传统的单一材料已不能满足使用要求,复合材料的研究和应用引起了人们的重视。

玻璃纤维树脂复合材料、碳纤维树脂复合材料等已在航空航天工业和交通运输、石油化工等工业中广泛应用。

先进陶瓷的主要特性有
(1)绝缘性、半导性、导电性、超导性、压电性、磁性等。

(2)耐热性、绝缘、高硬度、耐磨性、抗氧化、高温强度高等优异力学性能。

(3)生物适应性、催化等生物、化学功能。

(4)独特的光学功能及光、电、声、热、磁、弹性之间相互转换、耦合的功能。

陶瓷材料大致可分为结构陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷三类。

非金属材料
非金属材料是金属材料以外一切材料的总称。

塑料是指以树脂为主要成分的有机高分子固体材料。

塑料是以合成树脂为主要成分,加入适量的添加剂组成的。

合成树脂是由低分子化合物经聚合反应所获得的高分子化合物,如聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等,树脂受热可软化,起粘结作用,塑料的性能主要取决于树脂。

绝大多数塑料是以所用的树脂名称来命名的。

加入添加剂的目的是弥补塑料的某些性能的不足。

添加剂有填料、增强材料、增塑剂、固化剂、润滑剂、着色剂、稳定剂、阻燃剂等。

三、* 复合材料
复合材料是将两种或多种性质不同的材料,通过物理和化学复合组成的多相材料。

复合材料综合了多种不同材料的优良性能,如强度、弹性模量高,抗疲劳、减震、减磨性能好,化学稳定性好,是一种应用前景非常广阔的工程材料。

列举生活中典型非金属材料的应用:如在高铁、汽车上的应用。

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