合金，是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據(jù)組成元素的數(shù)目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。
合金是宏觀均勻，含有金屬元素的多元化學(xué)物質(zhì)，一般具有金屬特性.任何元素均可采用作合金元素，但大量加入的仍是金屬.組成合金的基本的、獨(dú)立的物質(zhì)稱組元，或簡稱為元.由兩個組元組成的合金稱為二元合金，由三個組元組成的合金稱為三元合金，由三個以上組元組成的合金稱為多元合金.固態(tài)下，合金可能呈單相亦可能呈復(fù)相的混合物;可能呈晶態(tài)、亦可能呈現(xiàn)準(zhǔn)晶狀態(tài)或非晶狀態(tài).晶態(tài)合金中依其組成元素的原子半徑、負(fù)電性以及電子濃度等等差異情況不同，可能出現(xiàn)的相有保持與基底純元素相同結(jié)構(gòu)的固溶體(solid solution)以及不和任何組成元素結(jié)構(gòu)相同的中間相(inter-mediate phases).中間相包括正常價化合物、電子化合物、laves相、σ相、間隙相和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙式化合物等等.合金在平衡狀態(tài)下可能出現(xiàn)的相可以從相平衡圖得知.
合金中組成相的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)對合金的性能起決定性的作用.同時，合金組織的變化即合金中相的相對數(shù)量、各相的晶粒大小，形狀和分布的變化，對合金的性能也發(fā)生很大的影響.因此，利用各種元素的結(jié)合以形成各種不同的合金相，再經(jīng)過合適的處理可能滿足各種不同的性能要求.
高分子化學(xué)中現(xiàn)也借用合金一詞，它指在 一定條件下把聚合物或共聚物與另一種聚合物或彈性物摻合而成的復(fù)合材料，如苯乙烯-丙稀腈共聚物樹脂與丁二烯-丙稀腈橡膠摻合。

稀有金屬是在地殼中含量較少，分布稀散或難以從原料中提取的金屬。如鋰、鈹、鈦、釩、鍺、鈮、鉬、銫、鑭、鎢、鐳等。按其物理、化學(xué)性質(zhì)及生產(chǎn)方法上的不同可分為：(1)稀有輕金屬，如鈹、鋰、銣、銫等;(2)稀有貴金屬，如鉑、銥、鋨等;(3)稀有分散金屬，如鎵、鍺等;(4)稀土金屬，如、鈧釔、鑭、鈰、釹等，(5)難熔稀有金屬，如鈦、鋯、鉭等; (6)放射性稀有金屬，如釙、鐳、錒、鈾、钚等。
稀有金屬主要用于制造特種鋼、超硬質(zhì)合金和耐高溫合金，在電氣工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、陶瓷工業(yè)、原子能工業(yè)及火箭技術(shù)等方面。
稀有金屬的名稱具有一定的相對性，隨著人們對稀有金屬的廣泛研究，新產(chǎn)源及新提煉方法的發(fā)現(xiàn)以及它們應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，稀有金屬和其它金屬的界限將逐漸消失，如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。
有的稀有金屬在物理－化學(xué)性質(zhì)上近似而不容易分離成單一金屬。過去制取和使用得很少，因此得名為稀有金屬。19世紀(jì)即有稀有元素(rare elements)一詞，20世紀(jì)20年代在此基礎(chǔ)上定名為稀有金屬。稀有金屬開發(fā)較晚，所以有時還稱為新金屬(new metals)。第二次世界大戰(zhàn)以來，由于新技術(shù)的發(fā)展，需求量的增大，稀有金屬研究和應(yīng)用迅速發(fā)展，冶金新工藝不斷出現(xiàn)，這些金屬的生產(chǎn)量也逐漸增多。稀有金屬已經(jīng)不稀。稀有金屬所包括的金屬也在變化，如鈦在現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用日益廣泛，產(chǎn)量增多，所以有時也被列入輕金屬。

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(diǎn)。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(qiáng)度可達(dá)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(xué)與技術(shù)之產(chǎn)生四大效應(yīng)，即小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)(含宏觀量子隧道效應(yīng))、表面效應(yīng)和界面效應(yīng)，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學(xué)性能，表現(xiàn)出獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、催化、化學(xué)特性和超導(dǎo)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(yīng)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(yīng)。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(diǎn)會顯著下降，例如，2nm的金屬顆粒熔點(diǎn)為600K，隨著粒徑增加，熔點(diǎn)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(yùn)動于晶格振動，固體本身并不運(yùn)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(dǎo)體中的電子自由程小，其磁疇比強(qiáng)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)。

特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態(tài)金屬材料，以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等；還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金，以及金屬基復(fù)合材料等。
具有特殊性能的金屬材料，是通過特殊成型方法或通過成分設(shè)計(jì)而制成的。如非晶態(tài)金屬就是將熔融金屬或合金通過特殊裝置，具有高強(qiáng)度、高導(dǎo)磁性、高耐腐蝕性的金屬材料。如高溫合金是通過成分設(shè)計(jì)得到的耐熱性優(yōu)良的金屬材料，包括鐵基奧氏體耐熱鋼、鎳基合金、鈷基合金等。
舉例來說，硬質(zhì)合金，硬質(zhì)合金主要用于機(jī)械鑄造業(yè)中的刀具，冷作模具、量具及耐磨零件，但以用于刀具方面的量。鎢鈷類(YG)合金主要用來切削并加工那些脆性材料，如鑄鐵、有色金屬及合金、膠體及其他非金屬材料；鎢鈷鈦類(YT)合金主要用于加工韌性材料，如各種鋼類材料。另外我國還生產(chǎn)一種新品種YWl和YW2的合金鋼，又稱通用“硬質(zhì)合金”(也叫萬能合金)，因?yàn)樗瓤僧?dāng)作YG合金來切削鑄鐵和有色金屬，又可用來切削各種鋼材。除用于刀具外，硬質(zhì)合金也用來制造冷拔模，冷沖模、冷擠模和冷鐓鍛模等。此外使用硬質(zhì)合金后，工具和零件的壽命大大提高，可以大大提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。