定义：
材料的基本结构单元至少有一维处于纳米尺度范围(一般在11100nm)，并由此具有某些新特性的材料（1微米=1000纳米）。
纳米级结构材料简称为纳米材料(nanometermaterial)，是指其结构单元的尺寸介于1纳米～100纳米范围之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且，其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如：熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。

材料分类：
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。
（1）纳米粉末
又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于：高密度磁记录材料；吸波隐身材料；磁流体材料；防辐射材料；单晶硅和精密光学器件抛光材料；微芯片导热基片与布线材料；微电子封装材料；光电子材料；先进的电池电极材料；太阳能电池材料；高效催化剂；高效助燃剂；敏感元件；高韧性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用于陶瓷发动机等）；人体修复材料；抗癌制剂等。
（2）纳米纤维
指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于：微导线、微光纤（未来量子计算机与光子计算机的重要元件）材料；新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。
（3）纳米膜
纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于：气体催化（如汽车尾气处理）材料；过滤器材料；高密度磁记录材料；光敏材料；平面显示器材料；超导材料等。
（4）纳米块体
纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为：超高强度材料；智能金属材料等。
发展历程：
1861年，随着胶体化学的建立，科学家们开始了对直径为1~100nm的粒子体系的研究工作。

真正有意识的研究纳米粒子可追溯到20世纪30年代的日本的为了军事需要而开展的“沉烟试验”，但受到当时试验水平和条件限制，虽用真空蒸发法制成了世界第一批超微铅粉，但光吸收性能很不稳定。

到了20世纪60年代人们开始对分立的纳米粒子进行研究。1963年，Uyeda用气体蒸发冷凝法制的了金属纳米微粒，并对其进行了电镜和电子衍射研究。1984年德国萨尔兰大学（Saarland University)的Gleiter以及美国阿贡实验室的Siegal相继成功地制得了纯物质的纳米细粉。Gleiter在高真空的条件下将粒子直径为6nm的铁粒子原位加压成形，烧结得到了纳米微晶体块，从而使得纳米材料的研究进入了一个新阶段。

1990年7月在美国召开了第一届国际纳米科技技术会议（International Conference on Nanoscience&Technology)，正式宣布纳米材料科学为材料科学的一个新分支。

自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段：

第一阶段（1990年以前）：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。

第二阶段（1990~1994年）：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段（1994年至今）：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。

合金的概念：
合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。

①合金可以是金属与金属或金属与非金属的混合物，不一定全部由金属组成。

②合金具有金属特性，如导电性、导热性、延展性等。

③合金是几种成分熔合在一起形成的，发生的是物理变化，不是化学变化；合金不是几种成分简单地混合而成的。

④合金中各成分仍保持自己的性质。

合金与组成它们的金属的性质比较：
金属熔合了其他金属或非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了改变，从而引起性质的变化。因而合金比纯金属具有更广泛的用途。 纯金属与合金性质的比较:
①合金一般比其组分金属的颜色更鲜艳。

②合金的硬度一般应工组成它的金属。

③合金的熔点一般低于成它的金属。

④合金的抗腐蚀能力一般强工组成它的金属。

⑤合金的导电性、导热隆能一般差于组成它的金属。

生铁和钢的比较：

含碳量	2%—4%	0.03%—2%
其他元素	Si、Mn、S、P（少量）	Si、Mn等
机械性能	硬而脆，无韧性	坚硬，韧性大，塑性好，有弹性
机械加工性质	可铸不可锻	可铸，可锻，可压延
分类	白口铁，灰口铁，球墨铸铁	碳素钢，合金钢

知识点拨：
①生铁和熟铁：生铁是指含碳债在 2%一4.3%之间的铁合金，熟铁是用生铁精炼而成的较纯的铁，含碳量低于0.02%。
②生铁与铸铁:铸铁是生铁中的一种，是指可用来铸造的生铁，通常指球墨铸铁。
③碳素钢的性能与含碳址有关，含碳量越高，硬度越大，但韧性越差；含碳量越低，韧性越好，但硬度越小。
④纯铁与日常生活中铁的颜色差异日常生活，我们接触的铁一般不是纯铁，而是一些铁的氧化物或含铁的混合物，故我们常见的铁的颜色是黑色的，但它并不是纯铁的颜色，纯铁的颜色是银白色的。

应用广泛的合金：
（1）铁合金：铁合金包括生铁和钢，生铁和钢的主要成分是铁，钢与生铁的各种性能不同，主要是由于二者的含碳量不同。
生铁与钢的种类

（2）生铁与钢：
生铁的含碳量为2%—4.3%
钢的含碳量为0.03%—2%
（3）钛和钛合金：钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
①性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，密度小，又称亲生物金属；
②用途：喷气发动机、飞机.机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮和舰艇的外壳等。

定义：
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。

常见的金属材料包括：
纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料）

几种重要的金属：
(1)铁(Fe)
纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延展性，是电和热的良导体，密度为7.86g/cm3，属重金属，熔点为1535℃，沸点为2750℃。

(2)铝(Al)
具有银白色金属光泽，密度为2.70g/cm³，熔点为660℃，沸点为2200℃。具有良好的延展性、导电性和一导热性。在空气中，铝表面能形成一层致密的氧化物薄膜，可阻止铝进一步被氧化;铝对浓硝酸等有耐腐蚀性;在高温时还原性很强，可川来冶炼高熔点金属;导电性仅次于银和铜，常用于制造电线和电缆。

(3)铜(Cu)
具有红色金属光泽，密度为8.92g/cm³，熔点为1083℃，沸点为2595℃。具有良好的延展性、导电性和导热性。铜在干燥的空气中化学性质不活泼，在潮湿的空气中，表面可生成碱式碳酸铜(铜绿)；导电性在金属中仅次于银，用于制造电线、电缆和各种电器。

(4)锌(Zn)
具有青白色金属光泽，密度为7.14g/cm3，熔点为419.4℃，沸点为907℃.锌在空气中比较稳定，在表面能形成一层致密的氧化物薄膜，所以常将锌镀在铁的表面，以防止铁被腐蚀;锌还常用于电镀、制造铜合金和干电池。

(5)钛(Ti)具有银白色金属光泽，密度为4.5g/cm³，熔点为1725℃，沸点为3260℃。具有良好的延展性和耐腐蚀性。钛和钛的合金可用于制造喷气发动机，轮船外壳，反应器和电信器材。
人类使用金属的历史：
人类最早使用的金属制品是青铜器，然后过渡到铁器时代，再后就是铝制品时代。人类使用金属的历史主要与金属的活动性及冶炼技术的难易有关。

金属之最：
(])地壳中含量最多的金属元素—铝(Al)
(2)人体中含量最高的金属元素—钙(Ca)
(3)导电、导热性最好的金属—银(Ag)
(4)熔点最高的金属—钨(W)
(5)目前世界年产址最高的金属—铁(Fe)
(6)硬度最大的金属—铬(Cr)
(7)密度最大的金属—饿(Os)
(8)密度最小的金属—铿(Li)

金属材料的分类：
金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金，是应用最广泛的金属材料，除黑色金届外其他各种金属称为有色金属。

纯金：
   在欧洲和美洲，把纯金叫做“24K"，"18K”金就是含黄金18份，其余的6份是铜，合为成数，就是七成五。把成数和K数互相折合，可以用下边两个公式：成数÷10×24=K数，K数÷24×10=成数。美国的金元按规定是21.6K，用上面的公式一算，可以知道应该用九成金来铸。普通的金表外壳和金笔尖都是14K，你可以算一算是几成金。