納米金屬材料是形成納米晶粒的金屬與合金。具有晶界比例，比表面能，表面原子比例大等特點。粒徑由100nm降至5nm，顆粒表面能與總能量之比由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時增至80%。具有特異性能:納米可提高燃燒效率；含1.8%C的鋼，納米晶斷裂強度可達4800MPa。
納米固體中的原子排列既不同于長程有序的晶體，也不同于長程無序、短程有序的“氣體狀”固體結(jié)構(gòu)，是一種介于固體與分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質(zhì)。因此，一些研究人員把納米材料稱之為晶態(tài)、非晶態(tài)之外的“第三態(tài)晶體材料”。正是由于納米材料這種特殊的結(jié)構(gòu)，使納米材料科學與技術(shù)之產(chǎn)生四大效應，即小尺寸效應、量子效應(含宏觀量子隧道效應)、表面效應和界面效應，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學性能，表現(xiàn)出獨特的光學、電學、磁學、催化、化學特性和超導性能等特性，使納米材料在國防、電子、化工、冶金、輕工、航空、陶瓷、核技術(shù)、催化劑、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有重要的應用價值。
由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為小尺寸效應。對納米顆粒而言，尺寸變小同時其比表面積顯著增加，從而產(chǎn)生一系列新奇的性質(zhì)。例如米顆粒對光吸收顯著增加，與大尺寸固態(tài)物質(zhì)相比納米顆粒的熔點會顯著下降，例如，2nm的金屬顆粒熔點為600K，隨著粒徑增加，熔點迅速上升，塊狀金屬為1337K。還有，小尺寸的納米顆粒磁性與大塊材料有明顯的區(qū)別。一般固體的熱運動于晶格振動，固體本身并不運動。而對于納米金屬粒子，除了晶格振動以外，顆粒整體也振動，結(jié)果使納米金屬粒子比導體中的電子自由程小，其磁疇比強磁性物質(zhì)的磁疇小，有時甚至小于磁疇，從而呈單磁疇結(jié)構(gòu)。

金屬元素是化學元素的主體,是人們生產(chǎn)和生活的主要物質(zhì)資源。對于金屬的用途相比大家都略有了解。
鎢(W) 在各種金屬元素中,鎢是難熔化和難揮發(fā)的金屬元素。鎢主要用于制造合金鋼;純鎢則主要用于制造燈炮中的鎢絲,也用于電子儀器、光學儀器等。
鉻(Cr) 鉻是銀白色金屬,硬度極高,具有抗腐蝕性,用于電鍍和制造特殊鋼材。本世紀,當人們致力于研究鉻的堅硬性質(zhì)時,無意中發(fā)現(xiàn)了它的耐腐蝕性,從而誕生了不銹鋼?，F(xiàn)在,不銹鋼及鍍鉻制品已在醫(yī)療器械、飲具、餐具等領(lǐng)域得到廣泛應用。
錳(Mn) 純凈的錳性堅而脆,難以在生產(chǎn)和生活中應用,但錳的合金則有廣泛的用途。錳鋼既堅硬、又堅韌,是制造鐵軌、軸承、裝甲板的理想材料。
鋰(Li) 鋰是輕而比熱的金屬元素。鋰不僅用于制造超輕合金和鋰電池,而且是技術(shù)的重要材料。鋰合金在航天工業(yè)上可大大減輕重量而降低能耗,在原子能工業(yè)上有重要作用;在冶金工業(yè)中,鋰常用作脫氧劑和脫氣劑,以消除金屬鑄件中的孔隙和氣泡。
鈦(Ti) 鈦的比強度(強度與比重的比值)在所有金屬元素中。鈦及鈦為主體的合金是新型的結(jié)構(gòu)材料,質(zhì)硬而輕,主要用于制造飛機、潛艇、耐腐蝕化工設備及各種機械零件。鈦合金在-253～ 500°C的溫度范圍內(nèi),都可保持高強度,是理想的航天材料。在煉鋼中,少量的鈦還是良好的脫氧、除氮及脫硫劑。

稀土金屬（rare earth metals)又稱稀土元素，是元素周期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。從1794年發(fā)現(xiàn)個稀土元素釔，到1972年發(fā)現(xiàn)自然界的稀土元素钷，歷經(jīng)178年，人們才把17種稀土元素全部在自然界中找到。稀土金屬的光澤介于銀和鐵之間。稀土金屬的化學活性很強。
鈧和釔因為經(jīng)常與鑭系元素在礦床生，且具有相似的化學性質(zhì)，故被認為是稀土元素。
與其名稱暗示的不同，稀土元素（钷除外）在地殼中的豐度相當高，其中鈰在地殼元素豐度排名第25，占0.0068%（與銅接近）。然而，由于其地球化學性質(zhì)，稀土元素很少富集到經(jīng)濟上可以開采的程度。稀土元素的名稱正是源自其匱乏性。人類種發(fā)現(xiàn)的稀土礦物是從瑞典伊特比村的礦山中提取出的硅鈹釔礦，許多稀土元素的名稱正源自于此地。
稀土是歷史遺留的名稱。稀土金屬是從18世紀末葉開始陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。當時人們常把不溶于水的固體氧化物稱為土，例如把氧化鋁叫陶土。稀土一般是以氧化物狀態(tài)分離出來，又很稀少，因而得名稀土。稀土金屬的化學性質(zhì)很相似，所以在礦物生，但是鈧的化學性質(zhì)同其他稀土差別較大，一般稀土礦物中不含鈧。稀少的钷初是從鈾反應堆裂變產(chǎn)物中獲得的，放射性元素147Pm的半衰期為 2.7年。過去認為自然界中不存在钷，直到1965年，芬蘭一家磷酸鹽工廠在處理磷灰石時發(fā)現(xiàn)了痕量的钷。

金屬是一種具有光澤（即對可見光強烈反射）、富有延展性、容易導電、導熱等性質(zhì)的物質(zhì)。 地球上的絕大多數(shù)金屬元素是以化合態(tài)存在于自然界中的。這是因為多數(shù)金屬的化學性質(zhì)比較活潑，只有極少數(shù)的金屬如金、銀等以游離態(tài)存在。金屬在自然界中廣泛存在，在生活中應用極為普遍，是在現(xiàn)代工業(yè)中非常重要和應用多的一類物質(zhì)。
狹義的有色金屬又稱非鐵金屬，是鐵、錳、鉻以外的所有金屬的統(tǒng)稱。廣義的有色金屬還包括有色合金。有色合金是以一種有色金屬為基體(通常大于50%)，加入一種或幾種其他元素而構(gòu)成的合金。我國在1958年,將鐵、鉻、錳列入黑色金屬，并將鐵、鉻、錳以外的64種金屬列入有色金屬。這64種有色金屬包括：鋁、鎂、鉀、鈉、鈣、鍶、鋇、銅、鉛、鋅、錫、鈷、鎳、銻、汞、鎘、鉍、金、銀、鉑、釕、銠、鈀、鋨、銥、鈹、鋰、銣、銫、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鎢、鉬、鎵、銦、、鍺、錸、鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔、硅、硼、硒、碲、砷、釷。
有色合金的強度和硬度一般比純金屬高，電阻比純金屬大、電阻溫度系數(shù)小，具有良好的綜合機械性能。常用的有色合金有鋁合金、銅合金、鎂合金、鎳合金、錫合金、鉭合金、鈦合金、鋅合金、鉬合金、鋯合金等。有色金屬中的銅是人類早使用的金屬材料之一?，F(xiàn)代有色金屬及其合金已成為機械制造業(yè)、建筑業(yè)、電子工業(yè)、航空航天、核能利用等領(lǐng)域不可缺少的結(jié)構(gòu)材料和功能材料。
另外還有就是合成金屬，是由兩種或兩種以上化學元素，且其中至少有一種是金屬元素所組成具有金屬特性的物質(zhì)稱為合金。由兩種元素組成的合金統(tǒng)稱為“二元合金”，由三種以上元素組成的合金通稱為“多元合金”。合金的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，決定于組成合金的組分間相互作用的特性。