Конспект
урока по химии в 9 классе по теме: «Сплавы».
Цель урока:
·
Познакомиться с видами сплавов;
·
Познакомиться со свойствами сплавов
·
Значением сплавов. (медь и её сплавы. Иконы, чистка
монет)
Оборудование: коллекции металлов и сплавов, кристаллические решетки металлов и
сплавов, открытки изделий из сплавов, дидактические задания, периодическая
таблица Д.И.Менделеева, иллюстративный материал, образцы изделий из сплавов.
Ход урока.
I.
Орг. момент.
II.
Повторение.
·
Физические свойства металлов.
·
Металлическая связь.
III.
Содержание урока.
При плавлении металлы обычно смешиваются друг
с другом, образуя сплавы. В большинстве случаев сплавы обладают более полезными
свойствами, чем составляющие их чистые металлы. У бронзы, например, прочность
выше, чем у составляющих ее меди и олова. Сталь и чугун прочнее технически
чистого железа. Поэтому в чистом виде металлы используют редко. Получены
десятки тысяч сплавов
Помимо большей прочности
многие сплавы обладают большей коррозионной стойкостью и твердостью, лучшими
литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо
поддается литью, из нее трудно получить отливки, и в то же время оловянная
бронза имеет прекрасные литейные свойства: из нее отливают художественные
изделия, требующие тонкой проработки деталей. Чугун-сплав железа с углеродом - также
великолепный литейный материал.
Помимо более высоких механических
качеств сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Примерами
могут служить получаемая на основе железа нержавеющая сталь-материал с высокой
коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и с высокой жаропрочностью,
магнитные материалы, сплавы с высоким электрическим сопротивлением, с малым
коэффициентом термического расширения.
Сплавы
- это материалы с характерными свойствами, состоящие из двух и более
компонентов, из которых по крайней мере один - металл.
В
металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные
металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные
металлы.
Подавляющее большинство железных (или
черных) сплавов содержит углерод. Их разделяют на чугуны и стали.
Чугун-сплав на основе
железа, содержащий от 2 до 4,5% углерода, а также марганец, кремний, фосфор и
серу. Чугун значительно тверже железа, обычно он очень хрупкий, не куется, а
при ударе разбивается. Этот сплав применяется для изготовления различных массивных
деталей методом литья, так называемый литейный чугун и для переработки в
сталь - передельный чугун.
В зависимости от состояния
углерода в сплаве различают серый и белый чугун.
Сталь-сплав на основе
железа, содержащий менее 2% углерода. По химическому составу стали делят на два
основных вида: углеродистая и легированная стали.
Углеродистая сталь
представляет собой сплав железа главным образом с углеродом, но, в отличие от
чугуна, содержание в ней углерода, а также других веществ гораздо меньше. В
зависимости от количества углерода стали подразделяют на мягкие(0,3%С), средней
твердости и твердые (до2%С). Из мягкой и средней твердости стали делают детали
машин, трубы, гвозди, скрепки и т. д., а из твердой - различные инструменты.
Легированная сталь- это
тоже сплав железа с углеродом, только в него введены еще специальные, легирующие
добавки: хром, никель, вольфрам, молибден и др.
Легирующие добавки придают сплаву
особые качества. Так, хромоникелевые стали очень пластичные, прочные,
жаростойкие, кислотоупорные, устойчивые против коррозии. Они применяются в
строительстве, а также для изготовления нержавеющих предметов домашнего обихода
(ножей, вилок, ложек), всевозможных медицинских и других инструментов.
Хромомолибденовые и хромованадиевые стали очень твердые, прочные и жаростойкие.
Они используются для изготовления трубопроводов, компрессоров, моторов и многих
других деталей машин современной техники.
Стали - это основа современного
машиностроения, оборонной промышленности, ракетостроения и других отраслей
промышленности.
В развитии современной металлургии
стали большое значение имели работы Д. К. Чернова и П. П. Аносова.
Сплавы меди
Сплавы, повышающие прочность и другие свойства
меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний,
свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.
Латуни - сплавы
меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) - прочнее меди и менее
подвержены окислению. При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее
антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля
возрастает антикоррозийная стойкость. Листы, литые изделия используются в
машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в
производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.
Бронзы. Бронза-
сплав на основе меди с добавкой ( до 20% ) олова. Бронза хорошо отливается,
поэтому используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники,
поршневые кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для
художественного литья.
Раньше бронзами называли сплавы
меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные
бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.
Алюминиевые бронзы.
Дюралюминий - сплав на основе алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и
никель. Имеет хорошие механические свойства, применяется в самолетостроении
машиностроении.
содержат 5-11% алюминия, обладают высокими
механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
Свинцовые бронзы, содержащие
25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников,
работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
Кремниевые бронзы,
содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.
Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и
высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.
Кадмиевые бронзы -
сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) - используют при производстве
троллейных проводов, для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и
в машиностроении.
Припои - сплавы
цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва.
Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31%Cu;
остальное - цинк).Из цветных сплавов отметим бронзу, латунь, мельхиор,
дюралюминий.
Бронза- сплав на основе
меди с добавкой ( до 20% ) олова. Бронза хорошо отливается, поэтому
используется в машиностроении, где из нее изготавливают подшипники, поршневые
кольца, клапаны, арматуру и т. д. Используется также для художественного литья.
Дюралюминий - сплав на основе
алюминия, содержащий медь, магний. Марганец и никель. Имеет хорошие
механические свойства, применяется в самолетостроении машиностроении.
Дополнительный материал с презентацией
Медь в искусстве.
В незапамятные времена медь стала доступна
человеку. Медный век был ознаменован широким использованием орудий,
изготовленных из медных самородков. Достаточно распространенный в природе,
обладающий хорошей ковкостью, сравнительно легко поддающийся обработке – этот
металл первым завоевал доверие и признание человеческой цивилизации. Достаточно
упомянуть о том, что уже в 3-м тысячелетии до нашей эры при помощи медных
инструментов были добыты и изготовлены 2 миллиона 300 тысяч каменных глыб, из
которых сложено одно из семи чудес света – египетская пирамида Хеопса.
Изготовление изделий из меди и искусство медной чеканки по древности
происхождения уступает лишь художественной керамике. Бронзовый век, пришедший
на смену медному, открыл людям еще одну возможность – использование сплавов.
Бронза – это сплав меди с оловом. Знаменательно, что это вещество дало начало
развитию искусства литья. Из бронзы изготавливались преимущественно предметы
роскоши, драгоценности, а также первые зеркала. В Египте эксперименты с медью
привели к возникновению алхимии. Египетские жрецы открыли для себя сплав меди и
цинка – латунь. Сходство латуни с золотом заставило первых алхимиков прийти к
выводу, что они владеют секретом получения золота из меди (правда, в отличие от
золота, латунь окисляется). Кроме сплавов, использовались и химические
соединения меди. Например, в Александрии окисленная медь использовалась в
качестве женского грима – получаемой таким образом зеленой краской подводили
глаза. Этот же краситель применялся и в живописи терм (бань) римского
императора Тита, в стенных фресках Помпеи.
Медь и бронза были известны также в Индии,
Ассирии, Риме и в Греции. Один из богов, воспетых в «Илиаде», кузнец Гефест
выковывает из меди победный щит герою Троянской войны Ахиллу, а в начале III
века до н. э. в районе порта Родоса на побережье Эгейского моря появляется
другое чудо света – Колосс Родосский – 32-метровая статуя бога Солнца Гелиоса.
Гигантское сооружение, под которым свободно проплывали парусные суда, было
полностью медным. До наших дней также дошли выполненные на заре человеческой
цивилизации уникальные скульптуры из бронзы – Марк Аврелий, Дискобол, Спящий
сатир и другие. Не менее популярна была медь и в Японии. Так, в VIII веке н.э.
была создана гигантская медная фигура Будды в храме Тодайдзи весом более 400
тонн.
Из меди и сплавов изготавливались и монеты
разных стран.
Медь в искусстве России
На территории нашей страны медные рудники
появились приблизительно в начале 2-го тысячелетия до н. э. VIII–VI веками до
н. э. датируются находки археологов в Закавказье, Сибири и на Алтае: медные
ножи, наконечники стрел, бронзовые щиты, шлемы и другие предметы. Промышленная
выплавка меди, однако, началась лишь в начале XIII века в Архангельской
области, на Цильменском месторождении.
Меднолитая пластика – это замечательное и до
конца не исследованное явление русской художественной культуры, имеющее
тысячелетнюю историю. Определяя значение медных крестов, икон и складней в
жизни русского народа, Ф.И.Буслаев, известный филолог и искусствовед XIX в.,
писал: «Это были святыни самые удобные для перенесения, прочные и дешевые;
потому они и доселе в большом употреблении в простом народе…». 1 Эти слова с
полным правом можно отнести к любому региону России, в том числе и к Московской
губернии, где на протяжении XVIII – XX вв. не только почитали меднолитые
образа, но и занимались их производством.
Определяющей вехой в истории медного литья
стал указ Петра I от 31 января 1723 г. «О запрещении иметь в приходских церквах
иконы частных лиц; также выливать и продавать в рядах священные изображения из
меди и олова». 2 Этот указ поставил под контроль производство, продажу и
бытование меднолитых предметов, которые следовало «употребить на церковные
нужды». Таким образом, уже в начале XVIII в. была определена политика
государственных властей по отношению к медной пластике. Именно в этих условиях,
поставивших литейное дело в нелегальное положение, мастера-старообрядцы разных
направлений (беспоповцы и поповцы) сумели не только сохранить древнерусские
традиции, но и создать новые образцы крестов, икон и складней.
Из меди и сплавов на Руси отливалось и оружие.
40-тонная Царь-пушка была отлита из бронзы в 1586 году Андреем Чеховым. Медные
монеты впервые на Руси были введены в середине XVII века. Издавна была известна
на Руси и уксуснокислая медь – ярко-зеленая краска, носившая в старину название
«яр-медянки».
Медное литье, утвердившееся в русском
церковном искусстве в домонгольскую эпоху, неотрывно сопровождает всю историю
русской религиозности и благочестия. Купола, как известно, в России кроют
золотом, однако основа для покрытия купола изготавливалась обычно из меди. И
сегодня медь является предпочтительным материалом для изготовления церковных
куполов: так, при реконструкции храма Василия Блаженного в Москве в скором
времени планируется заменить железные купола медными, так как железо быстро
ржавеет. Высочайшего мастерства русские умельцы достигли и в искусстве литья
колоколов. Бронзовый Царь-колокол, предназначенный для колокольни Ивана
Великого, весом более 200 тонн был отлит в 1735 году отцом и сыном Материными.
Медными листами покрыта и южная дверь Успенского собора – главного храма
Древней Руси.
Литые иконы, кресты и складни изготовлялись в
России с древнейших времён. Особенно популярными стали литые иконы в среде
старообрядцев – они нуждались в иконах, выполненных из прочного материала,
приспособленного для частых перевозок, длительного пребывания под открытым
небом или, в случае обыска или необходимости прятать свои святыни от гонителей,
в земле. Медные сплавы как нельзя более отвечали этим требованиям. Родиной
старообрядческого цветнометаллического литья считается поморский Выговский
монастырь, где, по-видимому, до середины XVIII в. сформировались основные
композиционные и стилевые мотивы медной пластики. К XIX в. медные иконы
отливались не только на Севере, но и на Урале, и даже в мастерских Подмосковья.
Медь нашла свое применение и в светском
искусстве Руси. Гравюра на металле – технология, заимствованная с Запада, но
получившая свое продолжение и развитие в руках русских мастеров – не перестает
удивлять тонкостью и изяществом исполнения и в наши дня. Первые гравюры на
металле, появившиеся в Петровскую эпоху, были резцовыми – их получали путем
нанесения на поверхность металла резцом штрихов и линий. В дальнейшем резцовая
техника сочеталась с пунктирной (когда вместо резца использовались пуансоны – с
их помощью наносились точки различной величины, формы и глубины), с различными типами
обработки поверхности медной доски, а также травления участков доски,
предварительно покрытых кислотоупорным лаком. Сегодня культура гравюры на меди
оказалась во многом утраченной из-за своей сложности и строгости принципов.
В архитектуре и оформлении городского
пространства императорской России прочное место заняли и бронзовые скульптуры.
Из бронзы изготовлен и знаменитый петербургский «Медный всадник» – творение
французского скульптора Фальконе, воспетый А. С. Пушкиным.
Медные монеты прошлого
Монета 10 копеек, Сибирь, 1770 г
.
Монета 10 копеек, Сибирь, 1770 г.
IV.
Домашнее задание.
§ 7
упр. 1- 3, сообщения о производстве и применении сплавов .
V.
Закрепление
1.
На какие две группы делятся металлы?
2.
Сравните состав и свойства чугуна и стали.
В
чем сходство и различие?
3.
Медные изделия дома
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.