Методическая разработка урока по материаловедению на тему: "Алюминий и его сплавы"

Тема урока:«Алюминий и сплавы на его основе»

Цельурока:

Обучающая - ознакомить обучающихся со свойствами алюминия и сплавами на его основе; объяснить промышленное значение меди и его сплавов; изучить свойства, маркировку, область применения;

Развивающая– развивать способность анализировать, сравнивать, обобщать полученный материал; умение логически правильно и технически грамотно излагать свои мысли; устанавливать межпредметные связи;

Воспитательная- воспитывать интерес к выбранной профессии и изучаемой дисциплине, бережное отношение к используемым металлам.

Методическая цель: Активизация познавательной активности обучающихся через современные педагогические технологии

Тип урока: формирование новых понятий с использованием знаний, полученных на предыдущих уроках.

Метод проведения: информационно-сообщающий, объяснительно-иллюстративный.

Материально-техническое оснащение: мультимедийная аппаратура, учебник «Материаловедение», презентация, индивидуальные карточки.

Межпредметные связи: физика, химия, спецтехнология, производственное обучение.

Ход урока:

Организационный момент

Проверка присутствующих;

Проверка готовности к уроку.

Актуализация опорных знаний, умений, навыков и мотивационных состояний:

Вопросы:

- Алюминий относится к цветным металлам?

- Какие цветные металлы еще вы знаете?

- Назовите признаки характерные для всех цветных металлов.

- Где чаще всего применяются цветные металлы и их сплавы?

Слайд 1

Изложение нового материала

Из истории открытия

В 1808 г. английский ученый Гемфри Дэви доказал существование алюминия и дал ему имя.

Слайд 3

А в 1825 г. датский физик Ханс Кристиан Эрстед впервые получил алюминий, загрязненный калием и ртутью. Это были «комочки металла по цвету и блеску похожие на олово».

Слайд 4

В то время алюминий стоил в 1500 раз дороже железа (сейчас в 3 раза). Великому русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву англичане вручили дорогой подарок. Это были химические весы, в которых одна чашка была изготовлена из золота, другая — из алюминия. Чашка из алюминия стоила дороже золотой. Полученное «серебро из глины» заинтересовало не только учёных, но и промышленников и даже императора Франции.

Слайд 5

Основоположником электрометаллургических процессов в области производства алюминия, создателем российской отечественной алюминиевой промышленности считается Павел Павлович Федотьев. 27.03.1929 г. под его руководством на заводе «Красный выборжец» было получено 8 кг первого отечественного алюминия

Слайд 6

Производство алюминия

По сырьевым запасам алюминий – самый распространенный в природе элемент. В земной коре имеются значительные запасы алюминиевых руд (бокситов).

Слайд 8 Слайд 9

Давайте познакомимся с современным производством алюминия. Посмотрев видеоролик «Алюминий» (www.galileo.com -10 мин.), ответим на следующие вопросы:

1. Из чего производится алюминий?

2. Как называется устройство для получения алюминия?

3. Какой процесс происходит при выплавке алюминия?

4. Сколько времени занимает процесс выплавки?

Слайд 10

3.3. Свойства алюминия

Физические свойства

Металл серебристо-белого цвета, легкий, хорошо проводит тепло и электричество.

Плотность — 2712 кг/м³;

Температура плавления у технического алюминия - 658°C, у алюминия высокой чистоты - 660°C;

Удельная теплота плавления — 390 кДж/кг;

Температура кипения — 2500 °C;

Удельная теплота испарения — 10,53 МДж/кг;

Удельная теплоемкость — 897 Дж/кг·K;

Высокая пластичность (прокатывается даже в фольгу);

Высокая электропроводность — 37·10⁶ См/м (65% от электропроводности меди);

Высокая светоотражающая способность;

Теплопроводность — 203,5 Вт/(м·К);

Слабый парамагнетик

Слайд 11

Химические свойства алюминия

Алюминий химически активен. Окисляется кислородом; при нормальных условиях он покрыт тонкой и прочной оксидной пленкой и поэтому не реагирует с классическими окислителями. Алюминий устойчив против коррозии на воздухе и в воде. Поэтому широко востребован в современной индустрии.

Механические свойства алюминия

Из-за низких механических свойств чистый алюминий в качестве конструкционного материала не применяется.

Для повышения физико-механических и технологических свойств алюминий легируют различными элементами (медь, магний, кремний, цинк).

Слайд 12

3.4 Сплавы на основе алюминия

Классификация алюминиевых сплавов:

В зависимости от технологических свойств

Литейные- алюминий заливают в литейную форму, которая соответствует конфигурации получаемого изделия. Эти сплавы часто содержат значительные примеси кремния для улучшения литейных свойств.

Деформируемые- Эти сплавы сначала разливают в слитки, а затем придают им нужную форму.

Прокаткой, если необходимо получить листы и фольгу.

Прессованием, если нужно получить профили, трубы и прутки.

Формовкой, чтобы получить сложные формы полуфабрикатов.

Ковкой, если требуется получить сложные формы с повышенными механическими свойствами.

Слайд 14

По химическому составу

Силумины - легкие литейные сплавы алюминия (основа) с кремнием (8-13%).

Область применения:изготовление деталей сложной конфигурации, главным образом в авто- и авиастроении.

Слайд 15

Дюралюминий - сплав алюминия с медью (до 5,2%), марганцем и магнием

Применение

Является конструкционным материалом для авиационного и транспортного машиностроения.

Слайд 16

Магналий - сплавы алюминия (основа) с магнием (1-30%) .

Применение

Изготавливают фасонные отливки,листы, проволоку, заклепки и т.д. Эти пластичные сплавы обладают хорошей свариваемостью, коррозийной стойкостью и высоким уровнем усталостной прочности.

В алюминиево-магниевых сплавах содержится до 6% магния.

Слайд 17

Применение алюминия

Структура применения алюминия по отраслям народного хозяйства приведена на слайде 20.

Слайд 20

Алюминий и его сплавы широко используют в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока; во всех видах транспорта, а в особенности воздушного, что привело к уменьшению собственной массы транспортных средств и к резкому увеличению эффективности их использования.

Слайд 21 Слайд 22

Также они нашли применение в гражданском строительстве при изготовлении каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и других конструкций. В автомобильной промышленности моторы, блоки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и многие другие детали также изготавливают из алюминия и его сплавов.

Слайд 23 Слайд 24

Особую популярность алюминий получил в пищевой промышленности для изготовления кухонной посуды, тары для консервирования и хранения продуктов сельского хозяйства, а также используется как упаковочный материал для пищевых продуктов.

Слайд 25

Использование алюминия широко и разнообразно, а в некоторых случаях даже непредсказуемо, например, в стекловарении и при изготовлении ювелирных изделий.

Слайд 26

4. Закрепление нового материала:

Вопросы на закрепление:

Расскажите о свойствах алюминия и его марках.

В чем различие между силумином и дюралюмином?

Объясните значение букв и цифр в марках: АЛ4, Д16.

Каково применение алюминиевых сплавов в автомобилестроении?

Слайд 26

Дополнительное задание: определить верность следующих утверждений(верно –неверно):

1. Алюминий не поддаётся коррозии.

2. Замена стальных деталей алюминиевыми повышает грузоподъёмность судна.

3. Из дюралюминия изготавливают литые детали.

4. Кремний содержится во всех перечисленных сплавах: Д1, АК4, АЛ25.

5. Алюминиевые радиаторы предпочтительнее стальных.

При устном ответе необходимо объяснить свои рассуждения.

10