浙江XX学院6.1金属材料的物理化学性能

授课班级 授课日期 编制人 王增乐 教学 内容 分析 日 期 课 题 重 点 难 点 检查人 日 期 抽查人 日 期 §6-1 金属材料的物理化学性能 金属材料的物理化学性能基本概念 学情分析 教学目 标设计 教学准备 教学方法 大专技师同学对于金属材料的基础知识有着深切的渴望，在金属材料学习中中，金属材料的物理化学性能的学习是机械基础的内容。 了解金属材料的物理化学性能的基本概念； 掌握根据材料性能选择相应材料的基本能力 教案，教本，教师手册 讲授、学生练习相结合。 摘 要 教学组织 复 习 导 入 师生问候、考勤 新课，米有复习，回顾金属的发展史 从日常的器件磕磕碰碰和其钣金修理导入 1、金属材料的物理化学性能的基本概念。 2、金属材料的物理化学性能的有关指标。 占用时间 教学 过程 设计 讲授新课 3、金属材料的物理化学性能的有关拓展。 P15T1回答 课堂练习 P2公式识记 布置作业 P5读图 小 结 回顾金属材料的物理化学性能的有关指标。 page 1

§6-1 金属材料的物理化学性能

讲授内容 以及 师生活动 课堂常规 一、组织教学 检查学生出勤，并记录 二、复习提问 从金属的历史发展谈起（第一次课，没有复习） 三、导入新课 金属材料。 四、讲授新课 §6-1 金属材料的物理化学性能 一 金属材料的物理性能 1. 密度 定义：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。 物理意义：密度是反映物质的一种特性，每种物质都有它确定的密度，不同物质一般密度不同，密度与该物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。 mvkgm3gcm3 公式： ，其中m表示质量，v表示体积 单位：国际单位 ，常用单位 公式意义：1不同物质的物体，质量相等时，密度较大的物体其体积较小，如质量相等的铜块和铁块，铜块的体积小于铁块的体积。2不同物质的物体，体积相等时，密度较大是物体其质量大，如同一个瓶装满水和装满油相比较，装满水的质量大。 密度的计算：根据公式计算，并注意单位的统一性 【例】质量为222.5g，体积为25cm3的金属块，其密度为多少g/cm3？答：该金属的密度为8.9g/cm3. 2.熔点 金属或者合金从固态转化为液态的温度称为熔点。 拓展：金属熔点的比较一般来说是看金属键。金属键越强，熔沸点越高。金属键的强弱（键能）又和金属离子的带电荷量和离子半径有关。（带电荷数越大，熔沸点越高，离子半径越小，熔沸点越高）离子半径又和金属阳离子的的电子层数、金属的核电荷数、最外层电子数目有关。 比如说铜和金，它们的离子带电荷量相同，由于铜的电子层数少，离子半径小，所以熔点高。这个问题很麻烦，一般不参与讨论。铁：熔点1535铜：熔点1083金：熔点10铝：熔点660镁：熔点8.8 钠和钾熔点很低，100度以下就能融掉。汞：室温下呈液体 3.电阻率 容易导电的物体称为导体． 不容易导电的物体称为绝缘体． 导电能力介于导体和绝缘体之间的物体称为半导体． 从电阻率的观点认识导体、绝缘体、半导体．投影以下内容： 金属导体的电阻率约为10-8～10-6Ω·m 绝缘体的电阻率约为108～1018Ω·m 半导体的电阻率介于导体和绝缘体之间． 导体的电阻率一般很小，绝缘体的电阻率一般很大． 几种常见的半导体材料 锗、硅、砷化镓、锑化铟等． 4.热导率 热导率是用来度量材料传导热量的能力，热导率愈高，热量在该材料内的损耗就越少。热导率定义为单位截面、长度的材料在单位温差下和单位时间内直接传导的热量，公制单位是瓦/米·开尔文。通常用k或λ来表示热导率。 不同单位制下热导率的换算公式如下 和热导率相对应的是热阻率，用来表示材料阻止热量在某方向上传导的能力。热阻系数的单位是米·开尔文/瓦（m-K/W） page 2

§6-1 金属材料的物理化学性能

5.热膨胀率

热膨胀率,也称热膨胀系数。

物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示。

热膨胀系数有体膨胀系数β和线膨胀系数热α之分。

体膨胀系数β=ΔV/(V*ΔT)， 线膨胀系数α=ΔL/(L*ΔT)，

式中ΔV为所给温度变化ΔT下物体体积的改变，V为初始体积；ΔL为所给温度变化ΔT下物体长度的改变，L为初始长度。

严格说来，上式只是温度变化范围不大时的微分定义式的差分近似；准确定义要求ΔV与ΔT无限微小，这也意味着，热膨胀系数在较大的温度区间内通常不是常量。 6.磁性

磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。在相同的不均匀磁场中，由单位质量的物质所受到的磁力方向和强度，来确定物质磁性的强弱。因为任何物质都具有磁性，所以任何物质在不均匀磁场中都会受到磁力的作用。

在磁极周围的空间中真正存在的不是磁力线，而是一种场，我们称之为磁场[1]。磁性物质的相互吸引等就是通过磁场进行的。我们知道，物质之间存在万有引力，它是一种引力场。磁场与之类似，是一种布满磁极周围空间的场。磁场的强弱可以用假想的磁力线数量来表示，磁力线密的地方磁场强，磁力线疏的地方磁场弱。单位截面上穿过的磁力线数目称为磁通量密度。

二 金属材料的化学性能

耐腐蚀性：金属材料抵抗周围介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性。由材料的成分、化学性能、组织形态等决定的。钢中加入可以形成保护膜的铬、镍、铝、钛；改变电极电位的铜以及改善晶间腐蚀的钛、铌等，可以提高耐腐蚀性。

化学腐蚀 化学腐蚀是金属与周围介质直接化学作用的结果。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀过程不产生电流；而且腐蚀产物沉积在金属表面。

电化学腐蚀

金属与酸、碱、盐等电解质溶液接角时发生作用而引起的腐蚀，称为电化学腐蚀。它的特点是腐蚀过程中有电流产生，其腐蚀产物（铁锈）不覆盖在作为阳极的金属表面上，而是在距离阳极金属的一定距离处

一般腐蚀 腐蚀是均匀地颁布在整个金属内外表面上，使截面不断减小，最终使受力件破坏

晶间腐蚀 腐蚀在金属内部沿晶粒边缘进行，通常不引起金属外形的任何变化，往往使设备突然破坏。 点腐蚀 腐蚀集中在金属表面不大的区域内，并迅速向深处发展，最后穿透金属，是一种危害较大的 应力腐蚀 是指在静应力（金属的内外应力）作用下，金属在腐蚀介质中所引起的破坏。这种腐蚀一般穿过晶粒，即所谓穿晶腐蚀

腐蚀疲劳 指在交变应力作用下，金属在腐蚀介质中所引起的破坏。它也是一种穿晶腐蚀 腐蚀速率 单位面积的金属材料在单位时间内经腐蚀之后的失重，称为腐蚀速率 腐蚀率 金属材料在单位时间内腐蚀掉的材料深度称为腐蚀率 高温耐腐蚀性：

组织学生自学，根据学生的水平和课业的实际。指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的

性能。 抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。

五、课堂练习 P15T1回答 P2公式识记

六、课堂小结 本节课学习的内容，和大家一起回顾 七、作业布置 P5读图

page 3

§6-1 金属材料的物理化学性能