GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ- KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9- CHÂN TRỜI SÁNG TẠO. BÀI 18-GIỚI THIỆU VỀ HỢP KIM

Nhận giáo án đầy đủ liên hệ qua: Zalo: 0932.99.00.90 Facebook: https://www.facebook.com/thayhoangoppa Nhận giáo án đầy đủ liên hệ qua: Zalo: 0932.99.00.90 Facebook: https://www.facebook.com/thayhoangoppa Nhận giáo án đầy đủ liên hệ qua: Zalo: 0932.99.00.90 Facebook: https://www.facebook.com/thayhoangoppa Nhận giáo án đầy đủ liên hệ qua: Zalo: 0932.99.00.90 Facebook: https://www.facebook.com/thayhoangoppa

Trang 3

CHÀO MỪNG

CÁC EM HỌC SINH

Trang 4

Bài 18:

GIỚI THIỆU VỀ HỢP KIM

Trang 5

MỤC TIÊU

- Nêu được khái niệm hợp kim.

- Giải thích vì sao trong một số trường hợp thực tiễn, kim loại được sử dụng dưới dạng hợp kim.

- Nêu được thành phần, tính chất đặc trưng của một sốhợp kim phổ biến, qnan trọng, hiện đại.

- Trình bày được các giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất gang; quá trình sản xuất thép.

Trang 6

VIDEO

Trang 7

Để khoan được đất, đá, người ta phải chế tạo mũi khoan có độ cứng cao được làm từ hợp kim Hợp kim là gì? Vì sao lại chế tạo

ra hợp kim? Chúng có thành phần và tính chất nào đặc trưng?

Trang 8

NỘI DUNG BÀI HỌC

KIM CHỦ YẾUSẢN XUẤT

02

Trang 9

01 HỢP KIM

Trang 11

Vì sao người ta thường sử dụng hợp kim mà không dùng

kim loại tinh khiết để chế tạo các vật dựng trong đời sống?

LỜI GIẢI:

Do hợp kim không dễ phản ứng với không khí, nước

1 HỢP KIM

Trang 12

Hợp kim có những đặc điểm của những đơn chất nhưng tính chất tăng hoặc giảm phụ thuộc vào

những đơn chất kết hợp tạo thành.

❑Có tính dẫn nhiệt, dẫn điện nhưng so vớikim loại nguyên chất thì có phần giảm hơnvì khi hai hay nhiều nguyên tố kết hợp vớinhau sẽ làm giảm mật độ electron tự do.

❑Có độ cứng cao hơn so với đơn chất vì cấutạo mạng tinh thể chắc chắn hơn

❑Mang nhiều ưu điểm của kim loại đơnchất như chống gỉ, chịu ma sát, tính dẻo…

❑Một số hợp kim có tính trơ với acid hoặcbase hoặc các xác tác khác.

1 HỢP KIM

Trang 13

Ưu điểm:

• Độ bền cao: Hợp kim thường có độ bền và chịu lực

tốt hơn so với các kim loại cơ bản Sự kết hợp củacác kim loại khác nhau giúp tăng cường tính chất cơhọc của hợp kim, làm cho nó được sử dụng rộng rãitrong các ngành công nghiệp yêu cầu độ bền cao nhưhàng không, ô tô, xây dựng, và nhiều ngành khác.

• Độ cứng và chống mài mòn: Bằng cách pha trộn

các kim loại khác nhau, hợp kim có thể có độ cứngcao hơn so với các kim loại tinh khiết Điều này làmcho hợp kim ít bị mài mòn hơn và duy trì hình dạngban đầu trong môi trường cứng như nước biển hoặctrong các ứng dụng máy móc.

• Khả năng chịu nhiệt tốt: Một số hợp kim được

thiết kế để chịu được nhiệt độ cao, cho phép sử dụngtrong các ứng dụng nhiệt như động cơ máy bay, độngcơ phản lực, và các hệ thống chịu nhiệt.

Nhược điểm:

• Chi phí: Sản xuất hợp kim có thể đòi hỏi các

quy trình phức tạp hơn so với kim loại tinhkhiết, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn Điềunày làm cho sản phẩm hợp kim thường có giáthành cao hơn so với các loại kim loại khác.

• Khó tái chế: So với kim loại tinh khiết, tái

chế và làm mới hợp kim có thể khó khăn hơndo quá trình kết hợp của các kim loại khácnhau Việc tái chế hợp kim yêu cầu quy trìnhphức tạp và tốn kém hơn, gây ra ảnh hưởngtiêu cực vào môi trường.

• Dễ bị ăn mòn: Một số hợp kim có thể dễ bị

ăn mòn hơn so với kim loại tinh khiết, đặc biệtkhi nằm trong môi trường ẩm ướt hoặc phụthuộc vào loại ăn mòn.

1 HỢP KIM

Trang 14

Ví dụ

✓ Chế tạo các chi tiết của phương tiện giao thông như ô tô,tàu hỏa, tàu biển, máy bay.

✓ Vỏ vệ tinh nhân tạo, chi tiết khinh khí cầu

✓ Cửa sổ, cửa chính, bàn ghế, thau, chậu, dụng cụ bếp.✓ Các chi tiết của điện thoại, laptop, CPU

Hợp kim nhôm

1 HỢP KIM

Trang 16

Ví dụ

✓ Đường ống khí đốt, bộ tản nhiệt, dây cáp

✓ Ống dẫn, các chi tiết trong ô tô, tàu biển, máy bay

✓ Các chi tiết khớp nối, ren, ống sử dụng trong môi trườngnước hoặc nước biển

✓ Dây truyền tải ngành viễn thông

Hợp kim đồng

1 HỢP KIM

✓ dây cáp

Trang 17

Những đặc tính của vượt trội

- Hợp kim có đặc tính gần giống với kim loại, tuy nhiênchúng luôn luôn có đặc tính vượt trội hơn so với kim loạinguyên liệu để hợp thành.

- Xét về tính chất vật lý thì cũng không khác nhiều so vớikim loại được hợp kim hoá như: tính điện và hệ số dẫnnhiệt Nhưng về độ bền kéo, độ bền cắt, độ cứng, khả năngchống ăn mòn… thì khác hoàn toàn so với kim loại gốc.

- Ngoài ra, một số hợp kim không giống như kim loạinguyên chất đó là không có một điểm nóng chảy nhất định.

1 HỢP KIM

Trang 18

Hợp kim là vật liệu kim loại có chứa một kim loại cơ bản và một số kim loại hoặc

phi kim khác.

1 HỢP KIM

Trang 19

Quan sát trong nhà, em thấy có những vật dụng nào được chế tạo từ hợp kim? Kể tên hợp kim làm nên vật

Trang 20

MỞ RỘNG

Hình trên mô phỏng các nguyên tử trong một đơn chất kim loại Các nguyên lử

được sắp xếp một cách đều đặn.

Vì sao các hợp kim lại cứng hơn so với kim loại ban đầu?

Khi tác dụng lực đủ lớn, chẳng hạn bằng cách dùng búa đập vào kim loại, các lớp nguyên tử này có thể trượt lên nhau một cách dễ dàng Đó là lí do vì

sao kim loại dễ uốn và dát mỏngNhưng khi kim loại được chế tạo thành hợp kim, các nguyên tử kim loại mới xuất hiện trong mạng tinh

thể Các lớp không thể trượt dễdàng Vì vậy, hợp kim cứng hơn

kim loại ban dầu

1 HỢP KIM

Trang 21

MỘT SỐ HỢP KIM

Trang 22

Gang :

- Là hợp kim của Fe và C trong đó có từ 2-5% khối lượng C, ngoài ra còn một lượng nhỏ Si, Mn, S,…

lưu huỳnhnguyen tố khác

2 MỘT SỐ HỢP KIM CHỦ YẾU

Trang 23

Phân loại tính chất ứng dụng:

Tính chất

Gang trắngGang xám

-Chứa ít cacbon (chủ yếu ở dạng xementit Fe3C) và rấtít Si

- Rất cứng và giòn

- Luyện thép- Đúc bệ máy, ống nước,…-Chứa nhiều Si và cacbon (chủ yếu ở dạng than chì)- Kém cứng và kém giòn

Ứng dụng

Trang 24

- Là hợp kim của sắt chứa từ0,001 – 2% khối lượng cacboncùng với một số nguyên tốkhác (Si, Mn, Cr, Ni )

Vỏ đồng hồ bằng thép

Trang 25

Theo em có những loại thép nào trong

cuộc sống?

Trang 26

Thép thường (hay thép cacbon):

Ống tròn bằng thép mềm Công cụ làm bằng thép mềm

– Thép mềm: chứa không quá 1%C Dễ gia công, kéo sợi, cán

thành thép lá Dùng chế tạo vật dụng trong đời sống và xâydựng nhà cửa

Trang 27

– Thép cứng: chứa trên 0,9%C; được dùng để chế tạo các

công cụ, các chi tiết máy như các vòng bi, vỏ xe bọc thép

Xe bọc thép Dao làm từ thép cứng

Trang 28

– Thép đặc biệt chứa 13% Mn, rất cứng.

Máy nghiền đá

Trang 29

– Thép đặc biệt chứa khoảng 20%Cr và 10% Ni,

rất cứng, không gỉ.

Vỏ điện thoại bằng thép

Trang 30

– Thép đặc biệt chứa khoảng 18%W và

5%Cr, rất cứng.

Máy phay đứng

Trang 31

Bảng 18.1.Thành phần, tính chất và ứng dụng của một số hợp kim phổ biến

Sản xuất bếp, lò nướnghoặc lò hơi, chi tiết máymóc, bánh răng,

Thép thường (thép

Chủ yếu là sắt, dưới 2%carbon và một lượngnhỏ nguyên tố khác

chế tạo các vật dụngtrong đời sống,

Inox (thép đặc biệt)

Chủ yếu là sắt và mộtsố nguyên tố khác nhưCr, Ni,

Trang 32

Quan sát Bảng 18.1, em hãy cho biết thép thường và inox có gì khác về thành phần, tính

Trang 33

Lời giải:

Thép thường thành phần chủ yếu là sắt, dưới 2% carbon và một lượng nhỏ nguyên tố khác Tính chất: dẻo và cứngThép đặc biệt (inox): chủ yếu là sắt và một số nguyên tố khác như Cr, Ni Tính

chất: khó bị gỉ

Trang 34

Gang, thép và hợp kim nhôm là các hợp kim phổ biến có thành phần, tính chất đặc

trưng với nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất.

Trang 35

SẢN XUẤT

GANG VÀ THÉP

03

Trang 36

Sản xuất gang như thế nào?

3 SẢN XUẤT GANG VÀ THÉP

Trang 37

❖Nguyên liệu :

- Quặng sắt trong tự nhiên

- Than cốc (cung cấp nhiệt cháy, tạo ra CO, tạo thành gang)

Trang 38

Nguyên liệu

Thổi không khí đã làm giàu oxygen vàsấy nóng tại ~900oC

(1)C +O2→ CO2 H<0

(2) CO2+ C → 2CO H>0

(3a) CaCO3→ CaO + CO2

(5a) CaO + SiO2 →CaSiO3

Lò cao

❖Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang :

Trang 39

Khôngkhí

Trang 40

Việc thêm đá vôi vào lò cao có mục đích gì trong quá

Trang 41

Theo em thép được sản xuất như thế nào?

Trang 42

VIDEO

Sản Xuất Gang ThépTại Khu Liên HợpGang Thép Hòa Phát

Trang 43

Trang 45

❖ Các phương pháp luyện thép

Phương pháp Betxơme:

Luyện thép trong lò thổi hình quả lê, vỏ ngoài bằng thép, bên trong lót gạch chịu lửa nát Luồng không khí mạnh thổi vào gang lỏng, đốt cháy tạp chất trong gang tạo thànhthép trong thời gian ngắn.

đi-* Nhược điểm: không luyện được thép từ gang chứa nhiều P, không luyện được thép cóthành phần theo ý muốn.

++ +

Ba giai đoạn chuyển gang thành thép

Trang 46

Sơ đồ lò thổi oxygen (betxơme)

Trang 47

Vì sao khí oxygen được thổi liên tục qua gang nóng chảy?

Trang 48

Ngoài ra còn có các phương pháp sau ?

Trang 49

Phương pháp Mac-tanh:

Quá trình luyện thép kéo dài 6 – 8 giờ nên có thể phân tích được sản phẩm vàcho thêm những chất cần thiết để chế được các loại thép có thành phần mongmuốn

Sơ đồ lò Mac-tanh

Nhiên liệukhí Không khí

Cửa nạpnguyên liệu

Xỉ nóngchảy

Thép nóngchảy

Trang 50

* Nhược điểm: dung tích nhỏ.

Sơ đồ lò điện

Cửa nạp nguyên liệuVòm lò

Điện cực bằng than chì

Máng rót thép

Thép nóng chảy

Trang 51

❑ Khí thải trong quá trình luyện gang thép: CO, SO2, H2S,…bụi làm ô nhiễm môi trường.

❑ Chất thải rắn làm suy thoái môi trường đất, nước

❑ Chất thải lỏng làm tăng nồng độ kim loại nặng ảnh hưởng đến sinh thái.

Ảnh hưởng của quá trình luyện gang thép đến môi trường

Trang 52

Nhức nhối ô nhiễm môi trường từ sản xuất công nghiệp

Trang 53

✓ Gang được sản xuất qua các giai đoạn:- Quá trình tạo thành carbon monoxide;- Quá trình tạo thành gang;

- Quá trình tạo xỉ.

gang (hoặc thép phế liệu) và khí oxygen

Trang 54

CỦNG CỐ

Trang 57

iron (Fe) với carbon (C)

aluminium (Al) với copper (Cu).

carbon (C) với silicon (Si).

iron (Fe) với aluminium (Al).

Gang và thép là hợp kim của02

Trang 58

Dùng carbon monooxide (CO) khử iron oxide ở nhiệt

độ cao trong lò luyện kim.Làm giảm hàm lượng các

nguyên tố C, Si, Mn…

Làm giảm hàm lượng Làm giảm hàm lượng của Fe.

Nguyên tắc sản xuất gang là03

Trang 59

Làm giảm hàm lượng các nguyên tố C, Si, Mn… có

trong gang.

Làm giảm hàm lượng C có trong gang.

Làm tăng hàm lượng C có trong gang.

Làm giảm hàm lượng của Fe có trong gang.

Nguyên tắc sản xuất thép là04

Trang 60

SiO2 + CaO → CaSiO3

S + O2 → SO2

Phản ứng có thể xảy ra ở cả hai quá trìnhluyện gang và luyện thép là

05

Trang 62

Chất dùng làm chất khử iron oxide trong lò cao là

07

Trang 63

khí nitrogen (N2) và khí hiếm.

gang, iron (Fe), thép phế liệudầu ma-dút hoặc khí đốt..

chất chảy là calcium oxide (CaO)

Thành phần không phải nguyên liệucho quá trình luyện thép là

08

Trang 64

Thanks you!