Методическая разработка урока материаловедения по теме «Коррозия металлов»

Подгайная Анна Николаевна
Преподаватель специальных дисциплин
Саранский гуманитарно-технический колледж имени Абая Кунанбаева

Предмет:Материаловедение.

Тема урока:Коррозия металлов.

Тип: Изучение нового материала.

Вид: Нетрадиционный урок.

Цель: Овладение материалом о коррозии металлов, причинах ее возникновения, классификации коррозионных процессов.

Задачи:

обучающие: сформировать представление о коррозии металлов, ее значении, причинах, классификации коррозионных процессов, научить использовать приобретенные знания для объяснения явлений окружающей среды;

воспитательные: воспитывать познавательный интерес студентов к предмету;

развивающие: развивать умение строить логические цепочки и выводы из наблюдений, прогнозировать решение некоторых проблем, развивать умение сравнивать, обобщать, работать в группах.

Студенты должны:

- иметь представление: о сущности процесса коррозии, причинах ее возникновения, классификации коррозионных процессов;

- иметь ценностные установки: осознанного изучения данной темы и применения полученной информации в быту;

- уметь: аргументировать выбор и метод решения проблемных вопросов.

Межпредметная связь:физика, химия, технология обработки материалов, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Оборудование:

- основные средства: учебное пособие Экилик В.В. "Теория коррозии и защиты металлов"

- вспомогательные средства: флипчарты ActivStudio, видеоматериал, макеты, демонстрационный и раздаточно-дидактический материал.

Методы и приемы: словесный (беседа, рассказ), наглядно-образный, проблемно-поисковый, аудиовизуальный, работа в группах, элементы технологии критического мышления, метод проектной деятельности.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Сообщение темы и цели урока

Перед студентами ставится проблемное задание: "Определить проблему, возникшую с рядом сооружений и транспортом." (приложение 1, флипчарт 1)

Студенты выдвигают высказывания своих предположений и сравнивают в дальнейшем со стихотворением. (приложение 1, флипчарт 2)

Итак, какова же тема занятия? (приложение 1, флипчарт 3)

Делая вывод из вышесказанного, сформулируем тему и цели урока, что необходимо изучить. (приложение 1, флипчарт 4)

Чтобы знать, как бороться с врагом, надо хорошо изучить его. В качестве эпиграфа к уроку возьмем слова академика А.Н. Несмеянова: «Знать – значит победить!» (приложение 1, флипчарт 5)

3. Актуализация знаний

Студентам предлагается вспомнить и сообщить информацию о различных металлах. Работа над кроссвордом по теме "Металлы" (приложение 1, флипчарт 6)

Работа над проектом"Рекламное агентство". Студенты делятся на группы. Каждой группе необходимо разработать рекламу выбранного металла и представить ее. (приложение 1, флипчарт 7)

4. Изучение нового материала

Сообщение теоретических обоснований появления коррозии.

1) Понятие и сущность процесса коррозии (приложение 1, флипчарт 8,9)

Металлы составляют одну из основ цивилизации на планете Земля. Среди них как конструкционный материал явно выделяется железо. Объем промышленного производства железа примерно в 20 раз больше, чем объем производства всех остальных металлов, вместе взятых. В природе, хотя и очень редко, но встречается самородное железо. Его происхождение считают метеоритным, т.е. космическим, а не земным. Поэтому первые изделия из железа (они изготавливались из самородков) ценились очень высоко – гораздо выше, чем из серебра и даже золота.

Несмотря на широкое внедрение в нашу сегодняшнюю жизнь полимерных материалов, стекла, керамики, основным конструкционным материалом продолжает оставаться железо и сплавы на его основе. С изделиями из железа мы на каждом шагу встречаемся в быту и знаем, как много хлопот доставляют его ржавление и сама ржавчина. Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют.

Коррозия металлов чаще всего сводится к их окислению и превращению в оксиды.

Гидратированный оксид железа Fе2O3·H2О и является тем, что люди называют ржавчиной. Это рыхлый порошок светло-коричневого цвета. Многие металлы при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет кислороду воздуха и воде проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от дальнейшего окисления. Например, алюминий – очень активный металл и теоретически с водой должен был бы взаимодействовать. Однако его поверхность покрывается плотной пленкой оксида Al2O3, которая защищает металл от воздействия воды и кислорода. По этой причине вода в алюминиевом чайнике при нагревании кипит, но не действует на металл и потому чайник служит довольно долгое время. Однако в воздухе часто содержатся оксиды серы, азота, углерода и другие, а в воде – растворенные газы и соли. Поэтому процесс коррозии и его продукты часто не столь простые.

2) Классификация коррозионных процессов (приложение 2, слайд 1-2)

По виду коррозионной среды различают следующие виды коррозии:

Газовая коррозия — это химическая коррозия металлов в газовой среде при минимальном содержании влаги (как правило не более 0,1 %) или при высоких температурах.

Атмосферная коррозия — это коррозия металлов в атмосфере воздуха или любого влажного газа.

Подземная коррозия — это коррозия металлов в почвах и грунтах.

Биокоррозия — это коррозия, протекающая под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов.

Радиационная коррозия — это коррозия, обусловленная действием радиоактивного излучения.

Коррозия внешним током и коррозия блуждающим током. В первом случае — это коррозия металла, возникающая под воздействием тока от внешнего источника. Во втором случае — под воздействием блуждающего тока. (приложение 2, слайд 3-4)

По характеру разрушений (приложение 2, слайд 5-8):

Равномерная коррозия наблюдается, например, при коррозии железных труб на воздухе.

При избирательной коррозии разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава. В качестве примеров можно привести графитизацию чугуна или обесцинкование латуней.

Местная (локальная) коррозия охватывает отдельные участки поверхности металла. Местная коррозия может быть выражена в виде отдельных пятен, не сильно углубленных в толщу металла; язв - разрушений, имеющих вид раковины, сильно углубленной в толщу металла или точек (питтингов), глубоко проникающих в металл. Первый вид наблюдается, например, при коррозии латуни в морской воде. Язвенная коррозия отмечена у сталей в грунте, а питтинговая — у аустенитной хромоникелевой стали в морской воде.

Подповерхностная коррозия начинается на поверхности, но затем распространяется в глубине металла. Продукты коррозии оказываются сосредоточенными в полостях металла. Этот вид коррозии вызывает вспучивание и расслоение металлических изделий.

Межкристаллитная коррозия характеризуется разрушением металла по границам зерен. Она особенно опасна тем, что внешний вид металла не меняется, но он быстро теряет прочность и пластичность и легко разрушается. Связано это с образованием между зернами рыхлых малопрочных продуктов коррозии. Этому виду разрушений особенно подвержены хромистые и хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы.

По происходящим процессам выделяют химическую и электрохимическую коррозии. (приложение 2, слайд 9-11)

3) Причины коррозии

Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример— кислородная коррозия железа в воде. Развитию коррозийных процессов способствуют радиация, продукты жизнедеятельности микроорганизмов и бактерий. Коррозия, вызываемая морскими микроорганизмами, наносит ущерб днищам морских судов, а коррозийные процессы, вызванные бактериями, даже имеют собственное название — биокоррозия.

Совокупность воздействия механических напряжений и внешней среды многократно ускоряет коррозию металлов — снижается их термоустойчивость, повреждаются поверхностные оксидные пленки, а в тех местах, где появляются неоднородности и трещины, активируется электрохимическая коррозия.

4) Студентам показывается видеофрагмент "Изучение условий появления и распространения коррозии".

5. Закрепление изученного материала

1) Задание на соответствие: Соотнести формулу химического вещества и рисунки, найти отсутствующие причины возникновения коррозии. (приложение 1, флипчарт 10)

2) Соотнести название коррозии и соответствующее изображение. (приложение 1, флипчарт 11)

3) Работа в группах "Дебаты". Студентам необходимо аргументировать свой выбор, поместив выбранное изображение в определенную колонку. (приложение 1, флипчарт 12)

6. Домашнее задание.

Творческое задание "В погоне за рыжей крысой - причины и последствия коррозии"

7. Рефлексия

Преподаватель предлагает студентам заполнить конструкцию гайками "Я доволен", "Я понял", "Я узнал", "Я научился","Было легко", " Было интересно" и "Я устал", "Я не понял", "Я недоволен", "Материал непонятен", "Было скучно" по степени:

- понимания изученного учебного материала;

- включения в режим работы урока;

- удовлетворенности работой на уроке. (приложение 1, флипчарт 13)

 

Список источников:

1. Беликова М.Ю. В царстве "рыжего дьявола”//Я иду на урок химии. Книга для учителя. М.: Издательство "Первое сентября”, 1999.

2. Ангал Р. Коррозия и защита от коррозии. Издательство: "ИД Интеллект", 2013.

3. Неверов А.С. Коррозия и защита материалов. Учебное пособие. Издательство: "Форум", 2015.

4. http://www.rmnt.ru Коррозия металла - причины возникновения и методы защиты

5. http://www.myshared.ru

 

Скачать приложения

скачать dle 11.0фильмы бесплатно