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发布时间：2021-02-02
纳米金属材料是形成纳米晶粒的金属与合金。具有晶界比例，比表面能，表面原子比例大等特点。粒径由100nm降至5nm，颗粒表面能与总能量之比由0.8%增至14%，晶界比例由3%增至50%，表面原子的比例增至40%，2nm时增至80%。具有特能:纳米可提高燃烧效率；含1.8%C的钢，纳米晶断裂强度可达4800MPa。
纳米固体中的原子排列既不同于长程有序的晶体，也不同于长程无序、短程有序的“气体状”固体结构，是一种介于固体与分子间的亚稳中间态物质。因此，一些研究人员把纳米材料称之为晶态、非晶态之外的“第三态晶体材料”。正是由于纳米材料这种的结构，使纳米材料科学与技术之产生效应，即小尺寸效应、量子效应(含宏观量子隧道效应)、表面效应和界面效应，从而具有传统材料所不具备的物理、化学性能，表现出独特的光学、电学、磁学、催化、化学特性和超导性能等特性，使纳米材料在国防、电子、化工、冶金、轻工、航空、陶瓷、核技术、催化剂、医药等领域具有重要的应用价值。
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对纳米颗粒而言，尺寸变小同时其比表面积显著增加，从而产生一系列新奇的性质。例如米颗粒对光吸收显著增加，与大尺寸固态物质相比纳米颗粒的熔点会显著下降，例如，2nm的金属颗粒熔点为600K，随着粒径增加，熔点迅速上升，块状金属为1337K。还有，小尺寸的纳米颗粒磁性与大块材料有明显的区别。一般固体的热运动于晶格振动，固体本身并不运动。而对于纳米金属粒子，除了晶格振动以外，颗粒整体也振动，结果使纳米金属粒子比导体中的电子自由程小，其磁畴比强磁性物质的磁畴小，有时甚至小于磁畴，从而呈单磁畴结构。
特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等功能合金，以及金属基复合材料等。
具有性能的金属材料，是通过成型方法或通过成分设计而制成的。如非晶态金属就是将熔融金属或合金通过装置，具有高强度、高导磁性、高耐腐蚀性的金属材料。如高温合金是通过成分设计得到的耐热性优良的金属材料，包括铁基奥氏体耐热钢、镍基合金、钴基合金等。
举例来说，硬质合金，硬质合金主要用于机械铸造业中的，冷作模具、量具及耐磨零件，但以用于方面的量。钨钴类(YG)合金主要用来切削并加工那些脆性材料，如铸铁、有色金属及合金、胶体及其他非金属材料；钨钴钛类(YT)合金主要用于加工韧性材料，如各种钢类材料。另外我国还生产一种新品种YWl和YW2的合金钢，又称通用“硬质合金”(也叫合金)，因为它既可当作YG合金来切削铸铁和有色金属，又可用来切削各种钢材。除用于外，硬质合金也用来制造冷拔模，冷冲模、冷挤模和冷镦锻模等。此外使用硬质合金后，工具和零件的寿命大大提高，可以大大提高生产率和产品质量。
重金属原义是指密度大于4.5g/cm3的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。但就环境污染方面所说的重金属主要是指汞（）、镉、铅、铬以及类金属等生物毒性显著的重元素。重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些中累积，造成慢性中毒。而其中重金属对人体的伤害常见的有：
汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑视力破坏极大。天然水每升水中含0.1毫升，就会强烈中毒。含有微量的汞饮用水，长期食用会引起蓄积性中毒。
铬：会造成四肢麻木，精神异常。
镉：导致，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。
铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一旦进入人体很难排除。直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑等。
钴：对皮肤有放射性损伤。
钒：伤人的心、肺，导致胆固醇代谢异常。
锑：与能使银手饰变成砖红色，对皮肤有强损伤。
：会使人得多发性炎。
锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。
锡：与铅是古代剧‘鸩’中的重要成分，入腹后凝固成块，使人致死。
锌：过量时会得锌中毒。
这些重金属中任何一种都能引起人的、头晕、、健忘、错乱、关节疼痛、结石、（如肝、胃、肠、膀胱、乳腺、前列腺及乌脚病和畸形儿）等；建议平常注意饮食，不然一旦在体内沉淀会给身体带来很多危害。
金属是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。 地球上的绝大多数金属元素是以化合态存在于自然界中的。这是因为多数金属的化学性质比较活泼，只有极少数的金属如金、银等以游离态存在。金属在自然界中广泛存在，在生活中应用极为普遍，是在现代工业中非常重要和应用多的一类物质。
狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%)，加入一种或几种其他元素而构成的合金。我国在1958年,将铁、铬、锰列入黑色金属，并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属。这64种有色金属包括：铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、、钍。
有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合机械性能。常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼合金、锆合金等。有色金属中的铜是人类早使用的金属材料之一。现代有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。
另外还有就是合成金属，是由两种或两种以上化学元素，且其中至少有一种是金属元素所组成具有金属特性的物质称为合金。由两种元素组成的合金统称为“二元合金”，由三种以上元素组成的合金通称为“多元合金”。合金的结构和性质，决定于组成合金的组分间相互作用的特性。
