Цель урока: дать понятие о сплавах, их классификации и свойствах. Познакомить учащихся с важнейшими сплавами и их значением в жизни общества.
Задачи:
- Повторить основные физические свойства металлов, на основе которых они находят применение.
- Изучить теорию по вопросу состава и применения человеком сплавов.
- На практике познакомиться с некоторыми свойствами сплавов.
Оборудование и реактивы: коллекция сплавов черных металлов: чугунов и сталей, изделий из них. Коллекция сплавов цветных металлов и изделий из них. Спиртовка, лучинка, швейная иголка, стакан с водой.
ХОД УРОКА
I. Организационная часть
Учащиеся распределяются на группы и
рассаживаются за круглые столы по 4-5 человек.
На каждом столе оборудование и карточки с
дополнительным материалом.
II. Актуализация знаний
– Как давно люди начали использовать металлы,
вспомните из истории: железный век, медный век,
бронзовый век, почему они так названы?
– На основании каких свойств металлы
используются человеком с незапамятных времён? (Твердость,
прочность, износоустойчивость,
электропроводность и т.д.).
– Более всего за свою историю человечество
использовало железо и медь. Давайте сейчас
подумаем, есть ли у этих металлов какие-либо
недостатки, которые делают использование их не
таким идеальным, как хотелось бы человеку? (Изделия
из чистой меди – мягкие и легко деформируются,
железо корродирует, ломается).
– Сегодня мы с вами постараемся разобраться, что
можно сделать, чтобы устранить недостатки этих
очень широко используемых человеком металлов.
Понятие о сплавах
– К сплавам относятся все системы, полученные
сплавлением каких-либо веществ. Наибольшее
значение имеют металлические сплавы — материалы
с металлическими свойствами, состоящие из двух
или более компонентов, из которых по крайней мере
один — металл.
– Химическая связь в сплавах металлическая.
Поэтому они обладают физическими свойствами,
которые определяются этим типом связи.
– Какими свойствами обладают металлы? (Металлический
блеск, и электро- и теплопроводность и т. д.)
– Сплавы получаются путем смешения различных
металлов в расплавленном состоянии с
затвердеванием их при последующем охлаждении.
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.
При этом возможно образование следующих типов сплавов.
1. Расплавленные металлы неограниченно растворяются друг в друге, т. е. смешиваются в любых отношениях. Таким образом получаются твердые растворы. Компонентами таких систем могут быть металлы, у которых решетки одного типа, а атомы имеют близкие размеры, например: Ag — Си, Ag — Аи, Си — Ni. Такие сплавы содержат в узлах кристаллической решетки атомы обоих металлов, а потому однородны. По сравнению с компонентами, из которых они состоят, такие сплавы характеризуются более высокой прочностью, твердостью и химической стойкостью; они пластичны и хорошо проводят электрический ток.
2. Расплавленные металлы смешиваются между собой в любых отношениях, но при охлаждении образуется не твердый раствор, а сплав, состоящий из мельчайших отдельных кристалликов каждого из металлов, например РЬ — Sn, Pb — Ag, Bi — Cd.
3. Расплавленные металлы вступают в химическое взаимодействие и образуют между собой химические соединения — интерметаллиды: Zn и Си, Са и Sb, Pb и Na.
Кроме сплавления, некоторые сверхтвердые
сплавы получаются методом порошковой
металлургии, когда смесь порошков металлов
прессуется под большим давлением с последующим
спеканием ее при высокой температуре.
Этот вид металлургии используется и для
получения сверхтвердых изделий. Другие изделия
из сплавов получают в основном методами литья
или литьем с последующими ковкой, штамповкой,
прокатом или резанием.
Представители сплавов
– Сейчас мы познакомимся с основными
сплавами железа и цветных металлов.
– У вас на столах есть карточки (Приложение
1). Познакомьтесь с их содержанием, а так
же воспользуйтесь § 7 учебника и приготовьте
ответы на вопросы и сделайте записи в рабочей
тетради с. 28-30 [2].
III. Закрепление
Свойства сплавов
Сейчас мы с вами на опыте убедимся, что сплавы действительно имеют несколько иные свойства, такие как более низкую температуру плавления и большую твердость сплавов по сравнению с компонентами, составляющими их [1].
Опыт 1. Учащимся показывают медь, цинк и латунь. Обратить внимание на их цвет. Для того чтобы показать твердость латуни (она тверже меди и цинка), пластинкой из нее царапают пластины из меди и цинка.
Опыт 2. Аналогично, как в предыдущем опыте, демонстрируют большую твердость бронзы по сравнению с твердостью меди и олова.
В заключение урока, проделать лабораторную работу по отпуску и закаливанию стали на примере швейной иглы.
Опыт 1. Швейную иглу несколько раз накаливают в пламени газовой горелки или спиртовки. После постепенного охлаждения иголку или лезвие можно легко сгибать. Произошел отпуск стали.
Опыт 2. Иголку из предыдущего опыта снова накаляют и быстро опускают в воду. Теперь иголка не гнется, ее можно сломать. Сталь при быстром охлаждении в воде закалилась.
IV. Рефлексия
– На столах находятся вырезанные из цветного картона фигурки различных деталей двух цветов. Выплавили ли мы с вами сегодня новые сплавы знаний, или вы уйдёте с урока с тем , с чем пришли?
Серые фигурки – сплавы знаний не
получили
Красные фигурки – получен новый сплав,
ребята формулируют основную, на их взгляд идею
урока.
V. Домашнее задание: § 7, упр. 1 – 4 приготовить сообщение о использовании сплавов в автомобиле- и самолётостроении.
Литература^
1. Габриелян О.С. Химия. Настольная книга
учителя. 9 класс: методическое пособие / О.С.
Габриелян, И.Г.Остроумов. – 3-е изд., перераб. –
М.:Дрофа, 2007. – 350 с.
2. Габриелян О.С. Химия. 9 кл.: рабочая тетрадь
к учебнику О.С.Габриеляна «Химия. 9 класс» /
О.С.Габриелян, А.В.Яшукова – М.: Дрофа, 2013. – 175 с.