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(guò)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(guò)特殊成型方法或通過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)說(shuō)，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(lái)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(guó)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(wàn)能合金)，因?yàn)樗瓤僧?dāng)作YG合金來(lái)切削鑄鐵和有色金屬，又可用來(lái)切削各種鋼材。除用于刀具外，硬質(zhì)合金也用來(lái)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。

金屬元素是化學(xué)元素的主體,是人們生產(chǎn)和生活的主要物質(zhì)資源。對(duì)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(xué)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(jì),當(dāng)人們致力于研究鉻的堅(jiān)硬性質(zhì)時(shí),無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了它的耐腐蝕性,從而誕生了不銹鋼。現(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(yīng)用。
錳(Mn) 純凈的錳性堅(jiān)而脆,難以在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用,但錳的合金則有廣泛的用途。錳鋼既堅(jiān)硬、又堅(jiān)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(qiáng)度(強(qiáng)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(jī)、潛艇、耐腐蝕化工設(shè)備及各種機(jī)械零件。鈦合金在-253～ 500°C的溫度范圍內(nèi),都可保持高強(qiáng)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。

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(shí)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(zhǎng)程有序的晶體，也不同于長(zhǎng)程無(wú)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(guó)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(jià)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(duì)納米顆粒而言，尺寸變小同時(shí)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(duì)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(huì)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(dòng)于晶格振動(dòng)，固體本身并不運(yùn)動(dòng)。而對(duì)于納米金屬粒子，除了晶格振動(dòng)以外，顆粒整體也振動(dòng)，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(shí)甚至小于磁疇，從而呈單磁疇結(jié)構(gòu)。

輕金屬是相對(duì)密度小于5的金屬，其中又分為有色輕金屬和稀有輕金屬兩類。有色輕金屬有鋁、鎂、鈣、鈦、鉀、鍶、鋇等，前四種在工業(yè)上多用作還原劑，鋁、鎂、鈦及其合金相對(duì)密度較小，強(qiáng)度較高，抗蝕性較強(qiáng)，廣泛用于飛機(jī)制造和宇航等工業(yè)部門。稀有輕金屬有鋰、鈹、銣、銫等，鈹主要用于配制鈹青銅，由于鈹?shù)臒嶂凶臃@截面小，又可用作原子核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料。鋰用作金屬冶煉時(shí)的脫氧劑和除氣劑，并作為熱核反應(yīng)材料。
輕金屬資源豐富，鋁、鎂的地殼豐度均居前列，遠(yuǎn)超過(guò)常用重有色金屬。且與重有色金屬僅有單一類礦物資源的情況不同，除鋁外，其余的輕金屬大都擁有礦物和鹵水（海水及鹽湖鹵水、地下鹵水等）兩類資源。
輕金屬工業(yè)礦物亦與以硫化礦為主的重有色金屬工業(yè)礦物不同，前者基本均為氧化礦，主要有硅酸鹽（鋁土礦、霞石）、碳酸鹽（菱鎂礦、白云石、石灰石）、硫酸鹽（明礬石、芒硝、石膏、天青石、重晶石）和磷酸鹽（磷灰石）等，也有部分礦物為氯化物（食鹽、鉀鹽、光鹵石）和氟化物 （螢石）。
輕金屬礦物中含有的共生有價(jià)金屬，在鋁工業(yè)生產(chǎn)中已開(kāi)展綜合利用工作。如鋁土礦中的鎵、釩，霞石礦中的鈉、鉀等均已開(kāi)始作為副產(chǎn)回收。而在鹵水資源中，一般均含有鈉、鉀、鈣、鎂、硼、鋰、銣、銫等多種元素，綜合回收這些元素尤為重要。在以鹵水為資源的工業(yè)生產(chǎn)中，多種輕金屬實(shí)際上均為綜合利用的產(chǎn)物。
高品位輕金屬礦物可在經(jīng)破碎處理后直接用于冶煉，低品位輕金屬礦物或者只適用于特定的方法直接進(jìn)行冶煉，或者需先經(jīng)選礦富集。
以鹵水作為原料時(shí)，一般須先進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，然后分階段提取各個(gè)金屬鹽類的富集物。如鹽湖鹵水經(jīng)日曬蒸發(fā)后，順次結(jié)晶析出氯化鈉，鉀石鹽、光鹵石及水氯鎂石，可分別作為提取鈉、鉀、鎂鹽的原料。