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:納米鋁粉可提高燃燒效率；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。
通過(guò)傳統(tǒng)金屬材料的制備方法：冶煉、鑄造軋制、鍛壓熱處理等很難得到納米金屬材料。比較成熟的納米金屬材料的制備方法主要有：惰性氣體蒸發(fā)、原位加壓法、高能球磨法和非晶晶化法等。
(1)鈷(Co)高密度磁記錄材料。利用納米鈷粉記錄密度高、矯頑力高(可達(dá)119.4kA/m)、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點(diǎn)，可大幅度改善磁帶和大容量軟硬磁盤的性能。。
(2)金屬納米粉體對(duì)電磁波有特殊的吸收作用。可作為吸波材料，具有頻帶寬、兼容性好、質(zhì)量小、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)。美國(guó)新近開(kāi)發(fā)的含“超黑粉”的納米復(fù)合材料，吸波率達(dá)99%。法國(guó)研究者采用真空沉積法把NiCo合金及SiC沉積在基體上形成超薄電磁吸收納米結(jié)構(gòu)，再粉碎成微屑并制成納米材料，吸波頻率達(dá)50MHz～50GHz。鐵、鈷、氧化鋅粉末及碳包金屬粉末可作為軍事用高性能毫米波隱形材料、可見(jiàn)光一紅外線隱形材料和結(jié)構(gòu)式隱形材料，以及手機(jī)輻射屏蔽材料。
(3)表面涂層材料。納米鋁、銅、鎳粉體有高活化表面，在無(wú)氧條件下可以在低于粉體熔點(diǎn)的溫度實(shí)施涂層。此技術(shù)可應(yīng)用于微電子器件的生產(chǎn)。
(4)高效催化劑。銅及其合金納米粉體用作催化劑，效率高、選擇性強(qiáng)，可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應(yīng)過(guò)程中的催化劑。通常的金屬催化劑鐵、銅、鎳、鈀、鉑等制成納米微粒可大大改善催化效果。由于比表面巨大和高活性，納米鎳粉具有極強(qiáng)的催化效果，可用于有機(jī)物氫化反應(yīng)、汽車尾氣處理等。粒徑為30nm的鎳可將有機(jī)化學(xué)加氫及脫氫的反應(yīng)速度提高15倍。
(5)導(dǎo)電漿料。用納米銅粉替代貴金屬粉末制備性能優(yōu)越的電子漿料，可大大降低成本。此技術(shù)可促進(jìn)微電子工藝的進(jìn)一步優(yōu)化。
(6)高性能磁記錄材料一鐵。利用納米鐵粉的矯頑力高、飽和磁化強(qiáng)度大、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點(diǎn)，可大幅度改善磁帶和大容量軟硬磁盤的性能。
(7)磁流體。用鐵、鈷、鎳及其合金粉末生產(chǎn)的磁流體性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調(diào)節(jié)、光顯示等領(lǐng)域。用永久磁鐵將磁流體固定在回轉(zhuǎn)軸的周圍，因回轉(zhuǎn)軸與周圍固定件間的空隙很小，其磁場(chǎng)強(qiáng)度特別大，從而能承受較大的沿軸線方向的推力，達(dá)到密封效果。
(8)導(dǎo)磁漿料。利用納米鐵粉的高飽和磁化強(qiáng)度和高磁導(dǎo)率的特性，可制成導(dǎo)磁漿料，用于精細(xì)磁頭的粘結(jié)結(jié)構(gòu)等。
(9)高效助燃劑。將納米鎳粉添加到火箭的固體燃料推進(jìn)劑中可大幅度提高燃料的燃燒熱、燃燒效率，改善燃燒的穩(wěn)定性。
(10)高硬度、耐磨WC-Co納米復(fù)合材料。納米結(jié)構(gòu)的WC-Co已經(jīng)用作保護(hù)涂層和切削工具。這是因?yàn)榧{米結(jié)構(gòu)的WC-Co在硬度、耐磨性和韌性等方面明顯優(yōu)于普通的粗晶材料。其中，力學(xué)性能提高約一個(gè)量級(jí)，還可能進(jìn)一步提高。高能球磨或者化學(xué)合成WC-Co納米合金已經(jīng)工業(yè)化。
(11)Al基納米復(fù)合材料。Al基納米復(fù)合材料具有超高強(qiáng)度(可達(dá)到1．6GPa)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在非晶基體上彌散分布著納米尺度的a—Al粒子，合金元素包括稀土(如Y、Ce)和過(guò)渡族金屬(如Fe、Ni)。通常用快速凝固技術(shù)獲得納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種材料具有很好的強(qiáng)度與模量的結(jié)合以及疲勞強(qiáng)度。溫?cái)DA1基納米復(fù)合材料已經(jīng)商業(yè)化，在高溫下表現(xiàn)出很好的超塑性行為：在1s的高應(yīng)變速率下，延伸率大于500%。
