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。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，納米晶斷裂強度可達4800MPa。
納米固體中的原子排列既不同于長程有序的晶體，也不同于長程無序、短程有序的“氣體狀”固體結構，是一種介于固體與分子間的亞穩(wěn)中間態(tài)物質。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構，使納米材料科學與技術之產(chǎn)生四大效應，即小尺寸效應、量子效應(含宏觀量子隧道效應)、表面效應和界面效應，從而具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理、化學性能，表現(xiàn)出獨特的光學、電學、磁學、催化、化學特性和超導性能等特性，使納米材料在國防、電子、化工、冶金、輕工、航空、陶瓷、核技術、催化劑、醫(yī)藥等領域具有重要的應用價值。
通過傳統(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119.4kA/m)、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點，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、質量小、厚度薄等優(yōu)點。美國新近開發(fā)的含“超黑粉”的納米復合材料，吸波率達99%。法國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構，再粉碎成微屑并制成納米材料，吸波頻率達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、可見光一紅外線隱形材料和結構式隱形材料，以及手機輻射屏蔽材料。
(3)表面涂層材料。納米鋁、銅、鎳粉體有高活化表面，在無氧條件下可以在低于粉體熔點的溫度實施涂層。此技術可應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，可用于二氧化碳和氫合成甲醇等反應過程中的催化劑。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，納米鎳粉具有極強的催化效果，可用于有機物氫化反應、汽車尾氣處理等。粒徑為30nm的鎳可將有機化學加氫及脫氫的反應速度提高15倍。
(5)導電漿料。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。此技術可促進微電子工藝的進一步優(yōu)化。
(6)高性能磁記錄材料一鐵。利用納米鐵粉的矯頑力高、飽和磁化強度大、信噪比高和抗氧化性好等優(yōu)點，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，可廣泛應用于密封減震、醫(yī)療器械、聲音調節(jié)、光顯示等領域。用永久磁鐵將磁流體固定在回轉軸的周圍，因回轉軸與周圍固定件間的空隙很小，其磁場強度特別大，從而能承受較大的沿軸線方向的推力，達到密封效果。
(8)導磁漿料。利用納米鐵粉的高飽和磁化強度和高磁導率的特性，可制成導磁漿料，用于精細磁頭的粘結結構等。
(9)高效助燃劑。將納米鎳粉添加到火箭的固體燃料推進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納米復合材料。納米結構的WC-Co已經(jīng)用作保護涂層和切削工具。這是因為納米結構的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，力學性能提高約一個量級，還可能進一步提高。高能球磨或者化學合成WC-Co納米合金已經(jīng)工業(yè)化。
(11)Al基納米復合材料。Al基納米復合材料具有超高強度(可達到1．6GPa)。其結構特點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)和過渡族金屬(如Fe、Ni)。通常用快速凝固技術獲得納米復合結構。這種材料具有很好的強度與模量的結合以及疲勞強度。溫擠A1基納米復合材料已經(jīng)商業(yè)化，在高溫下表現(xiàn)出很好的超塑性行為：在1s的高應變速率下，延伸率大于500%。
