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自從(cong) 20世紀後期社會(hui) 從(cong) 工業(ye) 化時代進入信息化、全球化和星空体育官网入口网站化的時代，社會(hui) 生產(chan) 力的發展對材料的要求不斷提高，同時，由於(yu) 科學的快速發展以及材料生產(chan) 技術的成熟，其他各類材料也得以飛速發展，但金屬材料作為(wei) 最重要的結構和功能材料的地位卻始終難以撼動。

在各種各樣的材料裏，金屬可謂充當了“頂梁柱”的作用。看看你的周圍，一定存在著由金屬製成或參與(yu) 製成的東(dong) 西。一個(ge) 最形象的例子是每個(ge) 人都離不開的手機，少了金屬，就會(hui) 變成一塊無用的磚頭。

電路板上的銅線圈 圖片來源：Veer圖庫

01

黑，是五彩斑斕的黑

提到金屬，你的腦海裏會(hui) 浮現出什麽(me) 景象呢？是金光閃閃的項鏈首飾，抑或是閃耀著金屬光澤的鍋碗瓢盆？不知道你發現了沒有，每當提到金屬，我們(men) 好像從(cong) 來不會(hui) 把它和黑色聯係到一起，但“黑色金屬”確實是金屬中一個(ge) 大類！

“黑色”這個(ge) 詞很容易使人們(men) 誤以為(wei) 黑色金屬一定是黑色的，而有色金屬一定是五彩斑斕的。基於(yu) 此，不少人認為(wei) 銀白色的鐵、鉻和銀灰色的錳應該都不是“黑色”金屬。那為(wei) 何要將三者及其合金歸到黑色金屬的範疇內(nei) 呢？

原因是這樣的：黑色金屬是工業(ye) 上對鐵、鉻和錳的統稱，亦包括這三種金屬的合金。事實上純淨的鐵和鉻是銀白色的，而錳是銀灰色。由於(yu) 鋼鐵表麵通常覆蓋一層黑色的四氧化三鐵，而錳和鉻主要應用於(yu) 冶煉黑色的合金鋼，所以才會(hui) 被誤以為(wei) 是“黑色”金屬。

鋼鐵和黃金分別代表性黑色金屬和有色金屬 圖片來源：Veer圖庫

02

金屬兩(liang) 大門派之爭(zheng)

對於(yu) 金屬，官方定義(yi) 是“具有光澤、有良好的導電性、導熱性與(yu) 機械性能，並具有正的電阻溫度係數的物質”。

金屬是個(ge) 大家庭，這個(ge) 大家庭內(nei) 一共有86名成員。通常人們(men) 根據它們(men) 的顏色和性質等特征，將其分為(wei) 兩(liang) 個(ge) “門派”：黑色金屬和有色金屬。黑色金屬主要指鐵、鉻、錳及其合金，如鋼、生鐵、鐵合金、鑄鐵等，有色金屬則泛指黑色金屬以外的金屬，又名非鐵金屬，就是鐵、鉻、錳這些金屬以外的所有金屬的統稱。

元素周期表 圖片來源：Veer圖庫

兩(liang) 者不僅(jin) 名稱不同，它們(men) 的產(chan) 量也大相徑庭！有色金屬由於(yu) 種類眾(zhong) 多，其礦產(chan) 地的數量也就比黑色金屬要多得多。而黑色金屬雖然礦產(chan) 地少，但是其每個(ge) 礦產(chan) 地的產(chan) 量可是很多的，使黑色金屬的總產(chan) 量達到了世界金屬產(chan) 量的95%！並且鐵、鉻、錳這三種金屬都是冶煉鋼鐵的主要原料，而鋼鐵在國民經濟中占有極其重要的地位，亦可作為(wei) 衡量國家實力的重要標誌。

03

有趣的名字來源

“有色金屬”英文翻譯為(wei) “Nonferrous Metals”，與(yu) “黑色金屬”的英文翻譯“Ferrous Metals”相對應。據一位長期從(cong) 事有色金屬行業(ye) 工作的老先生講，當初將“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”翻譯為(wei) “黑色金屬”和“有色金屬”的過程，也是一個(ge) 有趣的故事。

最早翻譯“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”的學者認為(wei) ，如果直接翻譯為(wei) “鐵的金屬”和“非鐵的金屬”，或“含鐵的金屬”和“不含鐵的金屬”，雖然考慮到了翻譯的準確性，卻不夠簡潔，在使用上也十分拗口。於(yu) 是這位學者跳出慣性思維，從(cong) 金屬的光學性質出發，進行了翻譯中的再創造。

純淨的鐵是銀白色，但在人們(men) 日常工作、生活中常常見到的鐵，卻是黑色。這是因為(wei) 鐵的表麵覆蓋了一層黑色的氧化膜：四氧化三鐵。也正是由於(yu) 這層氧化膜，使鐵給人們(men) 留下了黑色的印象，於(yu) 是從(cong) 這個(ge) 角度出發，將“Ferrous Metals”創造地翻譯為(wei) “黑色金屬”。

生鏽的鋼鐵和純淨的鋼鐵 圖片來源：中科院金屬所先進鋼鐵材料研究部

有了“黑色金屬”的存在，又考慮到銀是白色、金是金色、銅是黃色、鉛是灰色，“非鐵的金屬”呈現多彩的光學特性，於(yu) 是將“Nonferrous Metals”翻譯為(wei) “有色金屬”。從(cong) 此，“黑色金屬”和“有色金屬”便成為(wei) 漢語中的“Ferrous Metals”和“Nonferrous Metals”在行業(ye) 中傳(chuan) 播開來。

04

金屬，社會(hui) 發展的“頂梁柱”

金屬材料可以說是人類社會(hui) 發展的推動者，因為(wei) 它在人類社會(hui) 的各個(ge) 轉型期都起到了舉(ju) 足輕重的作用。在人類社會(hui) 發展史上，繼石器時代之後出現的銅器時代、鐵器時代，都以金屬材料的應用為(wei) 其時代的顯著標誌。

青銅獸(shou) 麵紋鼎 圖片來源：故宮博物院

第二次世界大戰後，科學技術的進步促進了新型材料的發展，球墨鑄鐵、合金鑄鐵、合金鋼、耐熱鋼、不鏽鋼、鎳合金、鈦合金和硬質合金等相繼被研發出來並被應用於(yu) 實際生產(chan) 。

到了現代時期，金屬材料的研發已經不止局限於(yu) 傳(chuan) 統的純金屬、純合金方向。隨著基礎理論、工藝技術的完善，新的金屬材料得到了迅速發展。其中包括納米金屬，高/中熵合金，定向凝固柱晶和單晶合金等高溫結構材料、金屬基複合材料以及形狀記憶合金等[1-4]。

各種各樣的金屬材料已經成為(wei) 人類社會(hui) 發展的重要物質基礎，農(nong) 業(ye) 現代化、工業(ye) 現代化、國防和科學技術現代化都離不開金屬材料的支持，小到農(nong) 具、機械零件、日常用品，大到飛機、導弾、火箭、衛星、核潛艇等尖端武器以及原子能、電視、通訊、雷達、電子計算機等尖端技術所需的構件或部件大都是由金屬製成。

目前世界上許多國家，尤其是工業(ye) 發達國家，競相發展金屬、有色金屬工業(ye) ，增加金屬的戰略儲(chu) 備。可以說，金屬材料是國民經濟、人民日常生活及國防工業(ye) 、科學技術發展必不可少的基礎材料和重要的戰略物資。

出品：科普中國

作者：劉騰遠（中國科學院金屬研究所）

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