合金

　　由兩種或多種化學組分構成的固溶體或化合物形式的材料或物質。
　　合金，是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。根據組成元素的數目，可分為二元合金、三元合金和多元合金。中國是世界上最早研究和生產合金的國家之一，在商朝（距今3000多年前）青銅（銅錫合金）工藝就已非常發達；公元前6世紀左右（春秋晚期）已鍛打（還進行過熱處理）出鋒利的劍(鋼制品)。
　　概述
　　定義
　　我們常將兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成具有金屬特性的物質叫做合金。但合金可能只含有一種金屬元素，如鋼。（鋼，是對含碳量質量百分比介于0.02%至2.04%之間的鐵合金的統稱）
　　這里我們需要注意，盡管常見是合金一般是混合物，但是合金可以是純凈物，例如金屬互化物
　　合金的生成常會改善元素單質的性質，例如，鋼的強度大于其主要組成元素鐵。合金的物理性質，例如密度、反應性、楊氏模量、導電性和導熱性可能與合金的組成元素尚有類似之處，但是合金的抗拉強度和抗剪強度卻通常與組成元素的性質有很大不同。這是由于合金與單質中的原子排列有很大差異。
　　少量的某種元素可能會對合金的性質造成很大的影響。例如，鐵磁性合金中的雜質會使合金的性質發生變化。
　　不同于純凈金屬的是，多數合金沒有固定的熔點，溫度處在熔化溫度范圍間時，混合物為固液并存狀態。因此可以說，合金的熔點比組分金屬低。參見低共熔混合物。
補充
　　常見的合金中，黃銅是由銅和鋅的合金；青銅是錫和銅的合金，用于雕象、裝飾品和教堂鐘。一些國家的貨幣都會使用合金（如鎳合金）。
　　合金的分類及通性
　　合金的分類
　　根據合金中含量較大的主要金屬的名稱而分類稱作某某合金,如銅含量高的為銅合金,其性能主要保持銅的性能。　
　　根據結構的不同，合金主要類型是：
　　(1)混合物合金（共熔混合物），當液態合金凝固時，構成合金的各組分分別結晶而成的合金，如焊錫、鉍鎘合金等；
　　(2)固熔體合金，當液態合金凝固時形成固溶體的合金，如金銀合金等；
　　(3)金屬互化物合金，各組分相互形成化合物的合金，如銅、鋅組成的黃銅（β-黃銅、γ-黃銅和ε-黃銅）等。
　　合金的許多性能優于純金屬，故在應用材料中大多使用合金(參看鐵合金、不銹鋼)。
合金的通性
　　各類型合金都有以下通性：
　　(1)多數合金熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點；
　　(2)硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大；（特例：鈉鉀合金是液態的，用于原子反應堆里的導熱劑）
　　(3)合金的導電性和導熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可以制造高電阻和高熱阻材料。還可制造有特殊性能的材料。
　　(4)有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼)如在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學工業
　　2.常見合金
　　球墨鑄鐵、錳鋼、不銹鋼、黃銅、青銅、白銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、18K白金。
　　幾種新型合金
　　隨著科技的發展，新型合金的種類日益增多，這里介紹主要的幾種。
（1）輕質合金
　　鋁鋰合金具有高比強度（斷裂強度/密度）、高比剛度且相對密度小的特點，如用作現代飛機蒙皮材料，一架大型客機可減輕重量50 kg。以波音747為例，每減輕1 kg，一年可獲利2 000美元。鈦合金比鋼輕、耐腐蝕、無磁性、強度高，是用于航空和艦艇的理想材料。
（2）儲氫合金
　　由于石油和煤炭的儲量有限，而且在使用過程中會帶來環境污染等問題，尤其是20世紀70年代全球石油危機，使氫能作為新的清潔燃料成為研究熱點。在氫能利用過程中，氫的儲運是重要環節。1969年荷蘭飛利浦公司研制出LaNi5儲氫合金，具有大量的可逆地吸收、釋放氫氣的性質，其合金氫化物LaNi5H6中氫的密度與液態氫相當，約為氫氣密度的1 000倍。
　　儲氫合金是由兩種特定金屬構成的合金，其中一種可以大量吸氫，形成穩定的氫化物，而另一種金屬雖然與氫的親和力小，但氫很容易在其中移動。Mg、Ca、Ti、Zr、Y和La等屬于第一種金屬，Fe、Co、Ni、Cr、Cu和Zn等屬于第二種金屬。前者控制儲氫量，后者控制釋放氫的可逆性。通過兩者合理配制，調節合金的吸放氫性能，制得在室溫下能夠可逆吸放氫的較理想的儲氫材料。
（3）超耐熱合金
　　鎳鈷合金能耐1 200 ℃的高溫，可用于噴氣飛機和燃氣輪機的構件。鎳鈷鐵非磁性耐熱合金在1 200 ℃時仍具有高強度、韌性好的特點，可用于航天飛機的部件和原子反應堆的控制棒等。尋找符合耐高溫、可長時間運行（10 000 h以上）、耐腐蝕、高強度等要求的合金材料，仍是今后研究的方向。
（4）形狀記憶合金
　　它們具有高彈性、金屬橡膠性能、高強度等特點，在較低溫度下受力發生塑性變形后，經過加熱，又恢復到受熱前的形狀。如Ni-Ti、Ag-Cd、Cu-Cd、Cu-Al-Ni、Cu-Al-Zn等合金，可用于調節裝置的彈性元件（如離合器、節流閥、控溫元素等）、熱引擎材料、醫療材料（牙齒矯正材料）等。
　　形狀記憶效應來源于一種熱彈性馬氏體相變。一般的馬氏體相變作為鋼的淬火強化的方法，就是把鋼加熱到某個臨界溫度以上保溫一段時間，然后迅速冷卻，例如直接插入冷水中（稱為淬火），這時鋼轉變為一種馬氏體的結構，并使鋼硬化。后來，在某些合金中發現了不同于上述的另一種所謂熱彈性馬氏體相變，熱彈性馬氏體一旦產生便可以隨著溫度降低繼續長大。相反，當溫度回升時，長大的馬氏體又可以縮小，直至恢復到原來的狀態，即馬氏體隨著溫度的變化可以可逆地長大或縮小。熱彈性馬氏體相變時隨之伴有形狀的變化。
　　新型金屬功能材料除上述幾類以外，還有能降低噪音的減振合金；具有替代、增強和修復人體器官和組織的生物醫學材料；具有在材料或結構中植入傳感器、信號處理器、通信與控制器及執行器，使材料或結構具有自診斷、自適應，甚至損傷自愈合等智能功能與生命特征的智能材料等。