十二、金属的联姻——合金科技
单质金属都有自己的特性，例如铁会生锈。如果在炼铁的过程中，加入碳，就会形成比铁更坚硬的合金——钢；而在炼钢的过程中再加入铬，钢就会具备不生锈的性质。由此可见，如果将两种金属组成合金，那么这个合金就好像是两种金属的孩子，兼有父母的特性，它可以弥补一些单质金属的缺点，更容易被用于生产生活。
由于不同的金属原子之间具有不同的距离，因此性能也就不一样。如果一种金属的原子结构比较松散，那么它就比较柔软轻盈。合金之所以能够改变这些特性，原因就在于，当不同的金属原子合在一起的时候，它们之间的空隙会减小，因此密度和硬度就会增加，因而抵抗环境甩蚀的能力也会增加。这种由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的新物质，一般通过熔合成均匀液体后凝固形成。
以锌为基础加入其他元素组成的合金是锌合金。常加入的合金元素有铝、铜、镁、铅、钛等。锌合金熔点低，易熔焊、钎焊和塑性加工。它在大气中耐腐蚀，残废料便于回收和重熔，但易发生尺寸变化。按制造工艺可将锌合金分为铸造锌合金和变形锌合金两类。铸造锌合金的流动性和耐腐蚀性较好，适用于压铸仪表及汽车零件外壳等。常用的变形锌合金有锌铝合金和锌铜合金，可代替部分黄铜或硬铝制成精密锻件。
金属钛易于加工，密度小，耐腐蚀性强，因此人们把它和其他金属合起来，制成了钛合金。这些钛合金性能超出钛金属本身，比如钛与铝钒的合金就具有很好的耐热性能，可以在高温下工作很长时间，是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。如今，船舶、化工、电子器件和通信设备等部门都需要大量钛合金。因此，钛享有“未来的金属”的美称，只是目前钛的价格较昂贵，限制了它的广泛使用。
不锈钢的发明和使用，要追溯到第一次世界大战时期。英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托，研究武器的改进工作。那时，士兵用的步枪枪膛极易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利·布雷尔利也被誉为‘不锈钢之父”。
人们常常会用油漆或耐氧化的金属（例如，锌、镍和铬）进行电镀来保护碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到12％左右时，铬便会与腐蚀介质中的氧作用，从而会在钢表面形成一层很薄的氧化膜来阻止钢基体的进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢材料和性能的要求。
十三、稀有金属提取技术
自然界有这么一类金属，它们有的地壳丰度小，天然资源少；有的地壳丰度虽大，但赋存状态分散，不容易被经济地提取；有的在物理和化学性质上近似，而不容易分离成单一的金属。因此它们得名为稀有金属。尽管它们在工业制备和应用上比较晚，但在现代工业中却有广泛的用途。
稀有金属的名称具有一定的相对性，随着人们对它们的广泛研究，新产源地和新提炼方法的发现以及它们应用范围的扩大，稀有金属和其他金属的界限正在逐渐消失：有的稀有金属在地壳中的含量甚至比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属资源主要用于制造特种钢、超硬质合金和耐高温合金，应用在电气工业、化学工业、陶瓷工业、原子能工业及火箭技术等方面。
给我们生活提供照明的灯丝主要是由钨制成的。我国钨的储量占据了全球的85％。它可以制成特种钢等产品，广泛用于国防工业、航空航天和信息产业，因此被称为“工业的牙齿”。钨能耐高温，是熔点最高的金属，所以钨合金被大量用在机械和武器工业中。比如枪、炮的发射管中都会用到钨的合金。如果一个国家没有钨的话，在目前技术条件下的金属加工能力就会出现极大的缺失，直接导致机械行业的瘫痪，所以人们又把它称作“战略金属”。
铟很软，能用指甲刻痕，还能拉成细丝。它的可塑性强，可压成极薄的金属片，能用化学法或电解法由闪锌矿制得。纯态的金属铟几乎没有什么商业价值，它主要用于制造合金，以降低金属的熔点。铟银合金或铟铅合金的导热能力高于银和铅，可作为半导体、电光源等的原料。铟不但是制造液晶面板不可替代的金属材料，还是合金、半导体数据传输、航天产品的制造不可替代的金属材料，而且在高科技武器制造中有极其重要的作用。
我国拥有丰富的稀土矿产资源，成矿条件优越，堪称得天独厚，为发展本国的稀土工业提供了坚实的基础。稀土是包括镧、铈、镨、钕、钇等17种化学元素的总称，用于制造复合材料和镁、铝、钛等合金材料，被形象地比喻为“工业味精”。它们在许多尖端技术领域也正在大显身手，如用于激光测距、激光瞄准、激光制导和激光武器等。此外，应用稀土可生产荧光材料、电池材料、电光源材料、永磁材料、激光材料、超导材料、光导纤维材料等。
八、金属也有“记忆”？
大家都知道，自然界虽然神秘莫测，但总是有规律可循的。幸运的是，人类往往能在无意间发现甘种物质的规律或者特性。形状记忆合金的发现就是一件非常有意思的事，从此人们知道，原来金属也有“记忆”。
1963年的一天，一群工作人员正在美国海军的研究机构中，忙着加工一批镍钛合金丝。由于他们得到的合金丝是弯曲的，所以得先拉直它们，然后再做实验。实验开始后，当实验温度升到一定值时，工作人员竟然发现，他们费了不少工夫才拉直的合金丝，全都变回了原来那种弯曲的形状。好像合金丝从前被“冻”得失去知觉时，被人们改变了形状，当温度升高到一定的时候，它们“苏醒”了，又“记忆”起了自己原来的模样，不顾一切地恢复了自己的“本来面目”。
人们经过研究发现：随着环境的变化，这些合金内部也会出现变化；如果温度回到原来的数值，合金内部变化也会回到原来的状态。人们把这种合金称为“形状记忆合金”。记忆合金的“记忆力”特别惊人，它们能重复恢复到原来的状态几百万次，而且不会产生疲劳和断裂。
阿波罗登月舱曾在月亮上设置过月面天线，月面天线的直径长达数米，科研人员先用记忆合金制成半球形天线，然后降低温度将把它们压成一小团装入登月舱。等天线随着登月舱到达月球表面时，由于太阳光的照射而升高温度，天线就恢复了本来的形状。
记忆合金还具有耐腐蚀性，牙医就是利用镍钛合金制成矫正牙齿的细丝，借助人的口腔温度，来为患者做牙齿矫正手术的。牙齿就是在这个变形过程中慢慢地得到了矫正。
