Разработка урока с использованием
технологии критического мышления.
Сплавы металлов
Цели и задачи урока:
1. Учащиеся должны знать особенности состава, строения и свойств сплавов металлов.
2. Систематизировать знания учащихся о металлах, строении атомов и физических свойствах.
3. Выявить черты различия между металлами и сплавами
4. Развивать логическое мышление, умение находить причинно-следственные связи между веществами, их строением и свойствами.
5. Воспитывать коммуникативные навыки.
Оборудование:
Периодическая система элементов, кристаллические решетки железа, меди, образцы сплавов, комьютер, проектор, презентация «Сплавы»
Ход урока.
1. Стадия вызова.
1. Ответьте на вопросы:
- в чем состоят особенности строения атомов металлов?
- каковы их физические свойства?
- какого типа кристаллические решетки металлов?
- каковы окислительно – восстановительные свойства металлов?
- каковы области применения металлов?
2. Сообщение учащихся о сплавлении металлов с целью улучшения их свойств. История получения первого сплава. Бронза. Бронзовый век.
Запись темы урока на доске, сообщение целей урока
3. Актуализация имеющихся знаний о сплавах.
Задание 1. Самостоятельная работа. Начертите в тетради таблицу и заполните 1 и 2 графы данной таблицы.
Что я знаю о сплавах | Что я хочу узнать | Что я узнал |
Задание 2. Работа в парах. Перескажите друг другу ваши записи.
Задание 3. Совместная работа учащихся. Отчеты учащихся о результатах работы. Учащиеся не повторяют, а дополняют друг друга.
2. Стадия осмысления новой информации.
1. Самостоятельная работа с новой информацией.
Задание: изучите текст, в ходе работы на полях текста карандашом делайте пометки
v уже знал
+ новая информация,
! очень ценная информация,
? не очень понятно,
- думал иначе, противоречит моим представлениям
2. Структурная организация информации в памяти. Работа в парах – обсуждение полученных данных
3. Решение задачи на установление состава сплава
4. Защита презентаций учащихся
- некоторые примеры сплавов
- сплавы драгоценных металлов
- монетные сплавы
- проверка решения задачи
4. Совместная работа учащихся. Систематизация полученных знаний.
В ходе обсуждения составляется опорный конспект темы
3. Стадия размышления (рефлексии).
Задание 1. Заполните графу 3 таблицы.
Задание 2. Ответьте на вопрос: чем сплавы отличаются от чистых металлов?
Задание 3. Продолжите высказывание Сплавы – это…..
4. Задание на дом: пар.
Приложение.
Текст новой информации
Сплавы.
Под металлическим сплавом понимают вещество, получаемое сплавлением двух или более элементов с характерными металлическими свойствами. Сплавы даже при сравнительно простой кристаллической структуре часто обладают более высокими механическими и физическими свойствами, чем составляющие их чистые металлы, например твёрдые растворы Cu‒Sn (бронза) или Fe‒C (чугун, сталь). Два больших периода истории материальной культуры ‒ бронзовый век и железный век ‒ названы по тем металлам и сплавам, из которых изготовлялись орудия труда, предметы вооружения и пр. Издавна было известно, что свойства сплавов зависят не только от их состава, но и от тепловой (например, закалка) и механической (например, ковка) обработки. В технике металлические сплавы применяют шире, чем чистые металлы. Сплавы часто обладают очень ценными механическими, технологическими, магнитными и другими характеристиками, которые не свойственны чистым металлам
Получение сплавов. Металлические сплавы получают сплавлением элементов-металлов или металлов с неметаллами при преимущественном содержании металлов. В жидком состоянии большинство металлов растворяется взаимно в любых пропорциях. В технике сплавы обычно получают путем взаимного растворения их составляющих в жидком состоянии. При кристаллизации в процессе охлаждения получаются твердые сплавы. Но из этого правила есть исключения. Например, жидкий свинец почти не растворяется в жидкой меди и в жидком железе. Не растворяются взаимно в жидком состоянии металлы с большой разницей в объемах атомов и температурах плавления.
Строение сплавов. При кристаллизации жидкого сплава могут получаться твердые металлические сплавы с различным строением. 1. Механическая смесь двух чистых металлов А и В получается в том случае, когда в процессе кристаллизации сплава из жидкого состояния разнородные атомы не входят в общую кристаллическую решетку. В механической смеси каждый металл образует самостоятельные кристаллы. Кристаллы каждого из металлов, находящиеся в этом сплаве, имеют то же строение и свойства, которыми они обладают в куске чистого металла.
2. Твердый раствор — сплав, у которого атомы растворимого элемента размещены в кристаллической решетке растворителя. В кристаллах твердого раствора существует только один тип кристаллической решетки. Растворителем является тот элемент, кристаллическую решетку которого имеет твердый раствор. Растворимый элемент может либо замещать элемент-растворитель в узлах кристаллической решетки, либо располагаться в междоузлиях. По типу расположения атомов растворимого элемента в кристаллической решетке твердые растворы делят на две группы: замещения и внедрения. Растворы замещения образуют металлы с металлами Твердые растворы внедрения образуют металлы с неметаллами. Атомы неметаллов меньше атомов металлов. Поэтому атомы неметаллов могут располагаться в междоузлиях кристаллической решетки металлов. Твердые растворы внедрения в металлах дают углерод, бор, азот, водород и другие неметаллы.
3. Химические соединения между металлами могут существовать при избытке одного из компонентов. Химические соединения дают металлы, далеко стоящие друг от друга в периодической таблице элементов и сильно отличающиеся по свойствам. Химические соединения имеют повышенную твердость и пониженную пластичность. Они объясняются сложным строением кристаллической решетки. Характерное отличие химического соединения металлов от твердого раствора заключается в том, что твердый раствор имеет кристаллическую решетку металла-растворителя, а химическое соединение — свою особую кристаллическую решетку.
Многообразие сплавов. Современные промышленные сплавы ‒ основная часть конструкционных материалов. При этом 95% мировой металлопродукции составляют сплавы на основе железа ‒ самого дешёвого и доступного металла (сталь, чугун, ферросплавы).
Большое число всевозможных сплавов требует их классификации. Сплавы классифицируют:
1. По составу: а) по числу компонентов ‒ на двойные, тройные и т. д.;
б) по числу фаз ‒ на однофазные (твёрдый раствор или интерметаллид) и многофазные (гетерофазные), состоящие из двух и более фаз.
2. По практическому получению и применению принята следующая классификация
а) по металлам ‒ сплавы чёрных металлов и сплавы цветных металлов - алюминиевые сплавы, железные сплавы, никелевые сплавы и т. П., либо по добавленным в небольших количествах и придающим особо ценные свойства легирующим компонентам (бериллиевая бронза, ванадиевая, вольфрамовая стали);
б) по применению - конструкционные для изготовления конструкций или инструментальные для изготовления инструментов
в) свойствам ‒ антифрикционные, жаропрочные, жаростойкие, износостойкие, лёгкие и сверхлёгкие, легкоплавкие, химически стойкие и многие другие, а также
в) по технологии изготовления изделий ‒ на литейные (отливка жидких сплавов в формы); деформируемые (в холодном или горячем состоянии путём ковки, прокатки, волочения, прессования, штамповки); полученные методами порошковой металлургии (см. Спечённые материалы).
Для обозначения качественного состава сплавы маркируются. Например, бериллиевая бронза Бр. Б2, нержавеющая хромоникелевая сталь X18H9. Кроме того, многие сплавы имеют названия, связанные с различными их признаками: составом (например, нихром), особыми свойствами (например, инвар, константан). Сплавы называют и по фамилиям изобретателей (Вуда сплав).
