金属

金属（古代ギリシャ語のμέταλλον ( métallon )  「鉱山、採石場、金属」に由来）は、磨いたり割ったりすると光沢のある外観を示し、電気や熱を比較的よく伝導する材料です。これらの特性はすべて、フェルミ準位で利用可能な電子を持つことと関連しており、非金属材料ではそうではありません。^{[1] : 第8章と第19章 [2] : 第7章と第8章}金属は通常、延性（ワイヤに引き伸ばすことができる）と展性（薄いシートに叩くことができる）を備えています。^[3]

金属は、鉄などの化学元素、ステンレス鋼などの合金、またはポリマー窒化硫黄などの分子化合物である可能性があります。^[4]金属の一般的な科学は冶金学と呼ばれ、材料科学のサブトピックです。電子的および熱的特性の側面も凝縮物質物理学と固体化学の範囲内にあり、これは学際的なトピックです。口語では、鋼合金などの材料は金属と呼ばれ、ポリマー、木材、セラミックなどの他の材料は非金属材料と呼ばれます。

金属は絶対零度でも電気を通します。^[5]これはフェルミエネルギーでの非局在化状態の結果です。 ^{[1] [2]}多くの元素や化合物は高圧下では金属になります。たとえば、ヨウ素は大気圧の4万〜17万倍の圧力で徐々に金属になります。ナトリウムは大気圧の200万倍弱の圧力で非金属になり、さらに高い圧力で再び金属になると予想されます。

周期表やいくつかの化学的性質について議論する場合、金属という用語は、純粋な形で標準状態では上記の電気伝導の意味で金属である元素を表すためによく使用されます。関連する用語である金属は、ドーパント原子や合金元素の種類にも使用されることがあります。

天文学では、金属とは恒星中のヘリウムより重いすべての化学元素を指します。この意味で、元素合成によって恒星の中心核に集まる最初の 4 つの「金属」は、炭素、窒素、酸素、ネオンです。恒星は、その一生の間に、より軽い原子、主に水素とヘリウムを融合してより重い原子を作ります。天体の金属度は、その物質のうちより重い化学元素で構成されている割合です。^{[6] [7]}

一部の金属は強度と弾力性に富んでいるため、高層ビルや橋梁建設のほか、ほとんどの車両、多くの家電製品、工具、パイプ、鉄道線路などに頻繁に使用されています。貴金属は歴史的に貨幣として使用されていましたが、現代では、貨幣金属は少なくとも23種類の化学元素にまで広がっています。^[8]また、窒化チタン^[9]などの多元素金属や縮退半導体も半導体業界で 広く使用されています。

精錬金属の歴史は、約 11,000 年前に銅が使われたことに始まると考えられています。紀元前 5 千年紀に初めて青銅が出現する以前から、金、銀、鉄 (隕鉄)、鉛、真鍮も使用されていました。その後の発展には、初期の鋼鉄の生産、 1809 年の最初の軽金属であるナトリウムの発見、現代の合金鋼の出現、そして第二次世界大戦の終結以降、より洗練された合金の開発などがあります。

ほとんどの金属は、少なくとも磨いたり、割ったりすると、光沢があります。数マイクロメートルより厚い金属板は不透明に見えますが、金箔は緑色の光を透過します。これは、自由に動く電子が光を反射するためです。^{[1] [2]}

ほとんどの元素金属は非金属よりも密度が高いが^[10]、密度には大きなばらつきがあり、リチウムが最も密度が低く（0.534 g/cm ³）、オスミウムが最も密度が高い（22.59 g/cm ^{3 ）} 。6d遷移金属の中にはオスミウムよりも密度が高いと予想されるものもありますが、それらの既知の同位体は不安定すぎるため大量生産は不可能です^[11] 。マグネシウム、アルミニウム、チタンは商業的に重要な軽金属です。それぞれの密度は1.7、2.7、4.5 g/cm ^{3で、鉄の7.9や銅の8.9 g/cm 3}などの古い構造金属の密度と比較できます。最も一般的な軽量金属はアルミニウム^{[12] [13]}とマグネシウム^{[14] [15]}の合金です。

金属は一般的に展性と延性があり、応力を受けても割れることなく変形します。^[10]金属結合の非方向性は、パイエルス応力が比較的低く転位運動を可能にするほとんどの金属固体の延性に寄与し、また、塑性変形のための面と方向の組み合わせも多数あります。^[16]原子が密集して配置されているため、転位のバーガースベクトルはかなり小さく、これは転位を生成するために必要なエネルギーも小さいことを意味します。^{[3] [16]}対照的に、食塩のようなイオン化合物では、バーガースベクトルははるかに大きく、転位を動かすエネルギーははるかに高くなります。^[3]金属の可逆的な弾性変形は、応力がひずみに比例するフックの復元力の法則でうまく説明できます。^[17]

温度変化は、結晶質金属と非結晶質金属の両方において、粒界、点空孔、線状転位とらせん転位、積層欠陥、双晶などの金属の構造欠陥の移動につながる可能性がある。内部滑り、クリープ、金属疲労も起こる可能性がある。^{[3] [16]}

単純な金属物質の原子は、体心立方（bcc）、面心立方（fcc）、六方最密充填（hcp）の3つの一般的な結晶構造のいずれかをとることが多い。bccでは、各原子は8つの他の原子の立方体の中心に位置している。fccとhcpでは、各原子は12個の他の原子に囲まれているが、層の積み重ね方は異なる。金属によっては、温度によって異なる構造をとるものがある。^[18]

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  体心立方結晶構造、単位格子は2原子、クロム、鉄、タングステンなどに見られる。
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  アルミニウム、銅、金などに見られる、4原子単位格子を持つ面心立方結晶構造
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  チタン、コバルト、亜鉛などに見られる、6原子単位格子を持つ六方最密結晶構造。
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  TiNなどの岩塩結晶中の原子の配列

異なる元素を含む他の多くの金属は、窒化チタンの岩塩構造や一部のニッケル酸塩のペロブスカイト（構造）など、より複雑な構造を持っています。 ^[19]

金属の電子構造は、金属が比較的良質の電気伝導体であることを意味している。電子はすべて異なる運動量を持ち、外部電圧がない場合には平均してゼロになる。電圧が印加されると、一部は特定の方向に少し速く動き、一部は少し遅く動くため、正味のドリフト速度が生じ、それが電流につながる。^{[1] [2]これには、電子がどの}波動関数にあるかの小さな変化が含まれ、より高い運動量を持つものへと変化する。量子力学によれば、特定の状態には電子は1個しか存在できないとされており、これをパウリの排他原理という。^{[20]したがって、図に示すように、最も高い占有エネルギーで利用可能な空の非}局在化電子状態（より高い運動量）が存在する必要がある。シリコンなどの半導体やチタン酸ストロンチウムなどの非金属では、電子の最も高い充填状態と最も低い非充填状態の間にエネルギーギャップがあるため、わずかに高い運動量を持つアクセス可能な状態はない。その結果、半導体や非金属は伝導性が低いが、高温で追加の部分的に占有されたエネルギー状態を導入する元素をドープすると、ある程度の電流を流すことができる。^[21]

元素金属の電気伝導率は、マンガンの 6.9 × 10 ³ S /cmから銀の6.3 × 10 ⁵ S/cm である。対照的に、ホウ素などの半導体半金属の電気伝導率は 1.5 × 10 ⁻⁶ S/cm である。1 つの例外を除き、金属元素は加熱すると電気伝導率が低下する。プルトニウムは、約 -175 ～ +125 °C の温度範囲で加熱すると電気伝導率が増加し、異常に大きな熱膨張係数と、100 °C 付近で単斜晶系から面心立方系への相変化を伴っている。^[22]この挙動や超ウラン元素における同様の挙動は、単純なモデルでは捉えられない、より複雑な相対論的相互作用とスピン相互作用によるものであるという証拠がある。^[23]

金属合金や導電性セラミック、ポリマーはすべて同じ定義で金属です。たとえば、窒化チタンはフェルミ準位で非局在化状態にあります。これらは元素金属と同様の電気伝導性を持っています。液体も金属導体または電気です。たとえば水銀です。通常の状態では、気体は金属導体ではありません。しかし、プラズマ（物理学）は金属導体であり、プラズマ内の荷電粒子は、特に白色矮星の場合、元素金属の電子と多くの共通点を持っています。^[24]

金属は比較的熱伝導率が高く、金属内では熱は主に伝導電子によって輸送されます。^[25]温度が高くなると、電子はフェルミ・ディラック統計によって示されるわずかに高いエネルギー準位を占めることができます。^{[2] [21]}これらはわずかに高い運動量（運動エネルギー）を持ち、熱エネルギーを伝達することができます。経験的なヴィーデマン・フランツの法則によれば、多くの金属では熱伝導率と電気伝導率の比率は温度に比例し、比例定数はすべての金属でほぼ同じです。^[2]

金属の電子の熱容量と熱伝導率への寄与、および金属自体の電気伝導率は、自由電子モデルから近似的に計算できる。^[2]しかし、これは金属のイオン格子の詳細な構造を考慮していない。イオンコアの配置によって生じる正の電位を考慮すると、金属の電子バンド構造と結合エネルギーを考慮することができる。さまざまなモデルが適用可能だが、最も単純なのはほぼ自由電子モデルである。^[2]密度汎関数理論などの現代的な方法が典型的に使用される。^{[27] [28]}

金属を形成する元素は、通常、電子を失うことで陽イオンを形成する。^[10]ほとんどの元素は空気中の酸素と反応して様々な時間スケールで酸化物を形成する（カリウムは数秒で燃えるが、鉄は数年かけて錆びる）。これは、天然の酸化物が拡散バリアとして機能する不動態層を形成するかどうかによって決まる。^{[29] [30]}パラジウム、白金、金などの他の元素は、大気と全く反応しない。金は、電子を獲得して化合物を形成することができる（金化物、例えば金化セシウム）。元素金属の酸化物は、多くの場合塩基性である。しかし、 CrO ₃、Mn ₂ O ₇、OsO ₄などの非常に高い酸化状態にある酸化物は、しばしば厳密に酸性反応を示す。また、BeO、Al ₂ O ₃ 、PbOなどの電気陽性度の低い金属の酸化物は、塩基性と酸性の両方の特性を示すことがある。後者は両性酸化物と呼ばれる。

通常の条件下で金属構造のみを形成する元素は、以下の周期表で黄色で示されています。残りの元素は、共有結合ネットワーク構造（水色）、分子共有結合構造（濃青）、または単一原子（紫色）として残ります。^[31]アスタチン（At）、フランシウム（Fr）、およびフェルミウム（Fm）以降の元素は、放射性が非常に高く、大量生産されたことがないため、灰色で示されています。理論的および実験的証拠は、これらの未調査の元素が金属であるはずであることを示唆しています^[32]。ただし、DFT計算では半導体であることが示唆されているオガネソン（Og）は除きます。^[33]

状況は圧力によって変わります。非常に高い圧力では、すべての元素（そして実際にはすべての物質）が金属化することが予想されます。^[32]ヒ素（As）は、標準状態では安定した金属同素体と準安定半導体同素体の両方を持っています。同様の状況が炭素（C）にも影響します。グラファイトは金属ですが、ダイヤモンドはそうではありません。

金属の文脈では、合金とは金属特性を持つ物質で、2つ以上の元素から構成されています。多くの場合、これらの元素のうち少なくとも1つは金属元素です。「合金」という用語は、シリコン-ゲルマニウム合金のように、より一般的に使用されることがあります。合金の組成は可変または固定されています。たとえば、金と銀は、金または銀の割合を変えることができる合金を形成します。チタンとシリコンは、2つの成分の比率が固定されている合金TiSi 2_を形成します（金属間化合物としても知られています^{[34] [35]}）。

純粋な金属のほとんどは、柔らかすぎたり、脆すぎたり、化学的に反応性が高すぎたりして、実用化には至りません。合金で金属と他の元素を異なる比率で組み合わせると、特性が変わり、例えば、より延性、硬度、耐腐食性が向上したり、より望ましい色や光沢が得られたりするなど、望ましい特性が得られます。今日使用されているすべての金属合金のうち、鉄の合金（鋼、ステンレス鋼、鋳鉄、工具鋼、合金鋼）は、量と商業価値の両方で最大の割合を占めています。^[36]さまざまな割合の炭素と合金化された鉄は、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼になり、炭素レベルが高くなると延性と靭性が低下します。シリコンを追加すると鋳鉄になり、炭素鋼にクロム、ニッケル、モリブデン（10%以上）を追加すると、耐食性が向上したステンレス鋼になります。

その他の重要な金属合金としては、アルミニウム、チタン、銅、マグネシウムの合金がある。銅合金は先史時代から知られており（青銅器時代は青銅にちなんで名付けられた）、今日でも多くの用途があるが、最も重要なのは電気配線である。他の3つの金属の合金は比較的最近開発されたもので、化学反応性があるため電解抽出プロセスが必要である。アルミニウム、チタン、マグネシウムの合金は、その高い強度対重量比で評価されており、マグネシウムは電磁シールドも提供できる。^{[37] [38]}これらの材料は、航空宇宙や一部の自動車用途など、材料コストよりも強度対重量比が高い状況に最適である。^[39]

ジェットエンジンなどの要求の厳しい用途向けに特別に設計された合金には、10 種類を超える元素が含まれる場合があります。

金属は、その組成、物理的または化学的特性によって分類できます。以下のサブセクションで説明するカテゴリには、鉄金属と非鉄金属、脆性金属と耐火金属、白金属、重金属と軽金属、卑金属、貴金属、貴金属、および金属セラミックとポリマーが含まれます。

「鉄」という用語は、 「鉄を含む」という意味のラテン語に由来しています。これには、錬鉄などの純鉄や、鋼などの合金が含まれます。鉄金属は磁性を持つことが多いですが、必ずしもそうとは限りません。非鉄金属や合金には、鉄がほとんど含まれていません。

ほぼすべての元素金属は展性または延性がありますが、ベリリウム、クロム、マンガン、ガリウム、ビスマスなど、いくつかの元素は脆いです。^{[40]ヒ素とアンチモンは、金属として認められている場合、脆いです。体積}弾性係数とせん断弾性係数の比（ピューの基準）の値が低いことは、本質的な脆さを示しています。^[41]転位が動きにくい場合、材料は脆く、これは多くの場合、バーガースベクトルが大きく、滑り面の数が限られていることに関連しています。^[42]

耐火金属は、熱や摩耗に対して非常に耐性のある金属です。このカテゴリに属する​​金属はさまざまですが、最も一般的な定義には、ニオブ、モリブデン、タンタル、タングステン、レニウム、およびそれらの合金が含まれます。これらはすべて、融点が 2000 °C を超え、室温で硬度が高いです。窒化チタンなどのいくつかの化合物も耐火金属と呼ばれます。

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  比較のためのニオブ結晶と1 cm ^{3 の} 陽極酸化ニオブ立方体
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  酸化物分散強化型高温合金 GRX-810 で作られた NASA ミートボールの 3D プリント
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  レニウム単結晶、再溶解した棒、比較用の1 cm ³レニウム立方体
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  窒化チタン粉末

ホワイトメタルは、比較的融点の低い白色の合金の一種で、主に装飾目的で使用される。^{[43] [44]}英国では、美術品取引業者はオークションカタログで、英国分析局のマークが付いていない外国の銀製品を指すために「ホワイトメタル」という用語を使用しているが、^[45]それでも銀であると理解され、それに応じて価格が付けられている。

重金属とは、比較的密度の高い金属のことです。^[46] マグネシウム、アルミニウム、チタン合金は、商業的に重要な軽金属です。^[47]これらの密度は1.7、2.7、4.5 g/cm ^3で、鉄（7.9）や銅（8.9） などの他の構造金属の密度の19～56%に相当します。 ^[48]

卑金属という用語は、希塩酸(HCl) と容易に反応して金属塩化物と水素を形成するなど、容易に酸化または腐食される金属を指します。例としては、鉄、ニッケル、鉛、亜鉛などがあります。銅は HCl とは反応しませんが、比較的容易に酸化されるため、卑金属と見なされます。

貴金属という用語は、一般的に卑金属の対義語として使用されます。貴金属は、ほとんどの卑金属とは異なり、反応性が低く、腐食や酸化に耐性があります^{[49] 。貴金属は、希少性が高いと認識されているため、貴金属になる傾向があります。例としては、金、プラチナ、銀、}ロジウム、イリジウム、パラジウム などがあります。

錬金術や貨幣学では、卑金属という用語は貴金属、つまり経済的価値の高いものと対比される。^{[50]今日のほとんどのコインは、}本質的価値の低い卑金属で作られている。過去には、コインの価値は主に貴金属の含有量から決まることが多かった。金、銀、プラチナ、パラジウムにはそれぞれISO 4217通貨コードがある。現在、これらはプラチナやパラジウムとして触媒コンバーターに使用されるなど工業用途があり、宝飾品に使用されるほか、投資や価値の保存手段としても使用されている。^[51] 2024年夏の時点で、パラジウムとプラチナの価値は金の半分弱であったが、銀は大幅に安価である。

電気化学において、バルブ金属とは、後に絶縁酸化物が形成されるため、一方向にのみ電流を流す金属である。^[52]

金属電気伝導性を持つセラミック化合物は数多くありますが、金属元素の単純な組み合わせではありません。（非伝導性セラミックと伝導性金属の複合材料であるサーメットとは異なります。）遷移金属窒化物は結合に重要なイオン特性を持つため、セラミックと金属の両方に分類できます。 ^[9]遷移金属窒化物はフェルミ準位で部分的に満たされた状態にあるため^[9]熱伝導性および電気伝導性に優れており、遷移金属原子から窒素への電荷移動が顕著に起こることがよくあります。^[9]ただし、ほとんどの元素金属とは異なり、セラミック金属は特に延性があるわけではありません。用途は広く、たとえば窒化チタンは整形外科用デバイス^[53]や耐摩耗コーティングに使用されています。 ^[54]多くの場合、その有用性は、薄膜コーティングとして使用できるように効果的な堆積方法があるかどうかに依存します。^[55]

金属的な電気伝導性を持つポリマーは数多く存在し、^{[57] [58]、}典型的には図に示すポリマーのような拡張芳香族成分と関連している。芳香族領域の伝導はグラファイトの伝導に似ており、方向性が非常に強い。^[59]

ハーフメタルとは、あるスピン方向の電子に対しては導体として、反対のスピン方向の電子に対しては絶縁体または半導体として作用する物質のことである。これらは1983年にマンガンベースのホイスラー合金の電気的特性の説明として初めて記述された。^[60]すべてのハーフメタルは強磁性（またはフェリ磁性）であるが、ほとんどの強磁性体はハーフメタルではない。ハーフメタルの既知の例の多くは、酸化物、硫化物、またはホイスラー合金である。^[61]

半金属は、伝導 帯の底と価電子帯の上部の間に小さなエネルギーの重なりを持つ物質であるが、運動量空間では重なり合わない。^[62]通常の金属とは異なり、半金属は両方のタイプの電荷キャリア（正孔と電子）を持ちますが、電荷キャリアは通常、実際の金属よりもはるかに少ない数で発生します。この点で、半金属は縮退半導体に似ています。これが、半金属の電気的特性が金属と半導体の中間にある理由です。ワイル半金属とディラック半金属など、他のタイプもあります。^[63]

古典的な半金属元素としては、ヒ素、アンチモン、ビスマス、α-スズ（灰色スズ）、グラファイトなどがある。また、テルル化水銀（HgTe）^[64]や導電性ポリマーなどの化合物も存在する。^[65]

周期表の鉄付近までの金属元素は、主に恒星内元素合成によって作られます。このプロセスでは、水素からケイ素までの軽い元素が恒星内で連続的に核融合反応を起こし、光と熱を放出して、原子番号が大きいより重い元素を形成します。^[66]

より重い元素は、通常この方法では生成されない。なぜなら、そのような原子核が関与する核融合反応は、エネルギーを放出するのではなく消費するからである。^[67]むしろ、それらは主に中性子捕獲によって（より低い原子番号の元素から）合成され、この反復捕獲の2つの主なモードは、s過程とr過程である。s過程（「s」は「遅い」の略）では、単一の捕獲は数年または数十年の間隔を置いて行われるため、安定性の低い原子核はベータ崩壊する。^[68]一方、r過程（「速い」）では、捕獲は原子核が崩壊するよりも速く起こる。したがって、s過程は多かれ少なかれ明確な経路をたどります。たとえば、安定したカドミウム110核は、恒星内部の自由中性子によって連続的に衝突され、不安定なカドミウム115核を形成し、崩壊してインジウム115（ほぼ安定で、半減期はs過程はビスマスで停止するが、これは次の2つの元素、ポロニウムとアスタチンの半減期が短いためで、これらはビスマスまたは鉛に崩壊する。r^{過程は非常}に速いため、この不安定領域をスキップして、トリウムやウランなどのより重い元素を生成することができる。[ ^71]

金属は恒星の進化と破壊の過程の結果として惑星に凝縮する。恒星はその寿命の終わりに質量の大部分を放出され、時にはその後中性子星の合体によっても質量を失う。 ^{[72] [n 3]それによって}星間物質中のヘリウムより重い元素の存在量が増加する。重力によってこの物質が合体して崩壊すると、新しい恒星と惑星が形成される。^[74]

地球の地殻は重量で約 25% の金属元素で構成されており、そのうち 80% はナトリウム、マグネシウム、アルミニウムなどの軽金属です。銅などの一部の重金属は全体的に希少ですが、山の形成、浸食、その他の地質学的プロセスの結果として、経済的に抽出可能な量に濃縮されることがあります。

金属元素は、主に好岩性（岩石を好む）または好銅性（鉱石を好む）として見つかります。好岩性元素は主に、反応性の高い s ブロック元素、反応性の高い d ブロック元素、および f ブロック元素です。酸素との親和性が強く、比較的低密度のケイ酸塩鉱物として存在する場合がほとんどです。好銅性元素は主に、反応性の低い d ブロック元素と、周期 4～6 の p ブロック金属です。通常は（不溶性の）硫化鉱物に含まれています。好銅性元素は、好岩性元素よりも密度が高く、固化時に地殻のより深いところに沈むため、好岩性元素よりも存在量が少ない傾向があります。

一方、金は親鉄元素、つまり鉄を好む元素である。金は酸素や硫黄と容易に化合物を形成しない。地球形成当時、金は金属元素の中で最も貴重（不活性）であったため、高密度の金属合金を形成する傾向があるため、核に沈んだ。その結果、金は比較的希少である。その他の（より貴重でない）元素、モリブデン、レニウム、白金族金属（ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金）、ゲルマニウム、スズは親鉄元素として数えられるが、地殻ではなく、地球（核、マントル、地殻）で主に発生するという点においてのみである。それ以外の場合、これらは地殻に少量存在し、主に親銅元素として存在する（天然の形ではあまり存在しない）。^{[n 4]}

地球内部にある回転する流体の外核は、主に鉄で構成されており、地球を保護する磁場の源であると考えられています。^{[n 5]核は地球の固体内核の上、マントルの下にあります。これを 5 m 2} (54 平方フィート) の面積を持つ柱に再配置することができれば、高さは約 700 光年になります。磁場は、太陽風の荷電粒子や、上層大気 (紫外線の透過を制限するオゾン層を含む) を剥ぎ取る宇宙線から地球を保護します。

金属元素は、多くの場合、ボーキサイトなどの必要な元素が豊富に含まれる鉱石を採掘することによって地球から抽出されます。鉱石は探査技術によって位置が特定され、続いて鉱床の探査と検査が行われます。鉱物資源は一般に、重機を使用して掘削して採掘される露天掘りと地下鉱山に分けられます。場合によっては、関係する金属の販売価格により、低濃度の資源を採掘することが経済的に実行可能になります。

鉱石を採掘したら、通常は化学的還元または電解還元によって元素を抽出する必要があります。乾式冶金では高温を使用して鉱石を原料金属に変換し、湿式冶金では同じ目的で水性化学反応を 利用します。

金属鉱石がイオン化合物である場合、純粋な金属を抽出するためには通常、鉱石を還元剤で加熱して製錬する必要があります。鉄などの一般的な金属の多くは、炭素を還元剤として使用して製錬されます。アルミニウムやナトリウムなどの一部の金属には商業的に実用的な還元剤がないため、代わりに電気分解を使用して抽出されます。^{[75] [76]}

硫化鉱石は直接金属に還元されるのではなく、空気中で焙焼されて酸化物に変換されます。

金属の需要は、インフラ、建設、製造、消費財で使用されていることから、経済成長と密接に関係しています。20世紀には、社会で使用される金属の種類が急速に増加しました。今日では、中国やインドなどの大国の発展と技術の進歩により、需要がかつてないほど高まっています。その結果、採掘活動が拡大し、世界の金属在庫は、未使用の埋蔵量として地下に眠るのではなく、地上で使用されています。一例として、銅の使用中在庫があります。1932年から1999年の間に、米国で使用されている銅は、1人あたり73グラムから238グラムに増加しました。^[77]

金属は本質的にリサイクル可能なので、原理的には何度も繰り返し使用することができ、環境への悪影響を最小限に抑え、エネルギーを節約することができます。例えば、ボーキサイト鉱石からアルミニウムを製造するのに使用されるエネルギーの95％は、リサイクル材料を使用することで節約されます。^[78]

世界的に、金属のリサイクル率は一般的に低い。2010年に国連環境計画が主催する国際資源パネルは、社会中に存在する金属の蓄積量^[79]とそのリサイクル率^[77]に関する報告書を発表した。報告書の著者らは、社会中の金属の蓄積量は地上の巨大な鉱山の役割を果たす可能性があると指摘した。彼らは、携帯電話、ハイブリッド車や燃料電池のバッテリーパックなどの用途に使用される一部の希少金属のリサイクル率は非常に低く、将来的に使用済み金属のリサイクル率を大幅に引き上げない限り、これらの重要な金属は現代の技術で使用できなくなると警告した。

銅は天然の形で存在し、その独特の外観、重さ、可鍛性から、最初に発見された金属である可能性がある。金、銀、鉄（隕鉄）、鉛も同様に先史時代に発見されている。銅と亜鉛の合金である真鍮は、これらの金属の鉱石を同時に精錬して作られ、この時代に起源を持つ（ただし、純粋な亜鉛は13世紀まで単離されなかった）。固体金属の可鍛性から、金属製の装飾品、道具、武器を作る最初の試みが生まれた。ニッケルを含む隕鉄が時々発見され、いくつかの点で、これは合金鋼が普及する1880年代まで製造されていたどの工業用鋼よりも優れていた。^[80]

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  自然銅
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  金の結晶
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  結晶銀
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  隕石の鉄片
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  酸化 鉛
  塊と^1cm3立方体
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  真鍮製の重り（35g）

青銅（銅とヒ素または錫の合金）の発見により、人々は以前よりも硬く耐久性のある金属製品を作ることができるようになりました。青銅製の道具、武器、防具、装飾タイルなどの建築材料は、石や銅（「銅石器時代」）で作られたものよりも硬く耐久性がありました。当初、青銅は銅とヒ素（ヒ素青銅を形成）から作られ、銅とヒ素の鉱石を自然または人工的に混合して製錬しました。^[81]これまでに知られている最も古い遺物は、紀元前5千年紀のイラン高原から発見されています。 ^[82]錫が使用されるようになったのはずっと後のことで、紀元前3千年紀後半には銅以外の青銅の主要成分となりました。^[83]純粋な錫自体は、紀元前1800年に中国と日本の金属加工業者によって初めて単離されました。

水銀は紀元前2000年以前に古代中国やインドで知られており、紀元前1500年のエジプトの墓からも発見されています。

鉄と炭素の合金である鋼の最古の生産例は、アナトリア半島のカマン・カレホユック遺跡から発掘された、紀元前1800年頃の約4000年前の鉄器の破片に見られます。^{[84] [85]}

紀元前500年ごろから、スペインのトレドの刀工たちは、鉄鉱石（および炭素）にタングステンとマンガンを含むウルフラマイトと呼ばれる鉱物を加えることで、初期の合金鋼を作っていた。その結果生まれたトレド鋼は、ポエニ戦争でハンニバルが使用したときにローマの注目を集めた。それはすぐにローマ軍団の武器の基礎となった。そのような剣は、「既存のどの剣よりも構造が強く、壊れないため、ローマ兵に心理的な優位性を与えた」^{[86] 。}

コロンブス以前のアメリカでは、銅と金の合金であるトゥンバガで作られた物品が、西暦300年から500年の間にパナマとコスタリカで生産され始めました。小さな金属彫刻が一般的で、トゥンバガ（および金）で作られたさまざまな装飾品が、高位の人々の通常の衣装を構成していました。

同じ頃、エクアドル先住民は、少量のパラジウム、ロジウム、イリジウムを含む天然のプラチナ合金と金を混ぜて、ホワイトゴールドとプラチナの合金のミニチュアやマスクを製作していた。金属加工業者は、金が溶けるまでプラチナ合金の粒を加熱した。冷却後、得られた凝集体は、すべての金属を溶かしたのと同等になるまで、繰り返し叩かれ、再加熱された（当時の技術では、関係するプラチナ族金属の融点に達することは不可能だった）。^{[87] [n 7]}

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  凝固した溶融錫の滴
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  ペトリ皿
  に注がれる水銀
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  銀と金の天然合金であるエレクトラムは、コインの製造によく使用されました。ローマの神アポロが描かれており、表面にはデルポイの三脚座（紀元前 310 年～ 305 年頃）が描かれています。
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  ピューター（ 85～99%の錫と（通常は）銅の合金）で作られた皿。ピューターは、近東で青銅器時代の初め頃に初めて使用されました。
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  金と銅の合金であるトゥンバガで作られた胸当て（装飾用の胸当て）

アラビアと中世の錬金術師は、すべての金属と物質は、すべての金属の父であり可燃性の性質を持つ硫黄の原理と、すべての金属の母であり流動性、可融性、揮発性の性質を持つ水銀の原理で構成されていると信じていました。これらの原理は、ほとんどの研究室で見られる硫黄と水銀のような一般的な物質とは必ずしも一致しませんでした^。この理論は、すべての金属は熱、消化、時間、汚染物質の除去の適切な組み合わせによって地球の奥深くで金になる運命にあるという信念を強化しました。これらはすべて、錬金術の知識と方法によって開発され、促進される可能性があります。^{[n 9]}

ヒ素、亜鉛、アンチモン、ビスマスが知られるようになったが、これらは最初は不展性のため半金属またはバスタードメタルと呼ばれていた。アルベルトゥス・マグヌスは1250年に石鹸を三硫化ヒ素と一緒に加熱して化合物からヒ素を単離した最初の人物であると考えられている。不純だと脆い金属亜鉛は、1300年までにインドで単離された。アンチモンを単離する手順の最初の記述は、1540年のヴァンノッチョ・ビリンゴッチオの著書「De la pirotechnia」にある。ビスマスはアグリコラの「De Natura Fossilium」 （1546年頃）で説明されているが、ビスマスはスズや鉛に似ているため、昔はこれらの元素と混同されていた。

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  変色を防ぐために容器に密封されたヒ素
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  亜鉛の破片と1cm ^{3 の}立方体
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  輝く輝きを放つアンチモン
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  非常に薄い酸化層を持つ結晶状のビスマスと、1 cm ^{3 の}ビスマス立方体

鉱山と冶金の技術に関する最初の体系的なテキストは、ヴァンノッチョ・ビリンゴッチオによる『鉱石技術論』（1540年）であり、金属の検査、溶融、加工について扱っています。

16年後、ゲオルギウス・アグリコラは1556年に『De Re Metallica』を出版した。これは鉱業、冶金学、および付随する芸術と科学の専門分野の記述であり、16世紀までの化学産業に関する広範な論文である。

彼は『化石の自然について』（1546年） の中で、ある金属について次のように述べている。

金属は鉱物であり、性質上液体かやや硬いものです。後者は火の熱で溶けることがあります。しかし、再び冷えて熱がなくなると、再び硬くなり、本来の形に戻ります。この点で、金属は火で溶ける石とは異なります。後者は硬さを取り戻しますが、元の形と特性は失われます。

伝統的に、金属には金、銀、銅、鉄、錫、鉛の 6 種類があります。実際には他にも金属があります。水銀は金属ですが、錬金術師はこの件に関して私たちと意見が異なります。ビスマスも金属です。古代ギリシャの作家たちはビスマスについて知らなかったようです。そのため、アンモニウスは、私たちには知られていない金属、動物、植物の種がたくさんあると正しく述べています。るつぼで溶解して精製されたスティビウムは、作家が鉛に与えているのと同じくらい、適切な金属と見なされる権利があります。溶解時に一定の割合を錫に加えると、本屋の合金が作られ、紙に本を印刷する人が使用する活字が作られます。

それぞれの金属は、混合された金属から分離されても、独自の形状を保ちます。したがって、エレクトラムもスズ（錫ではありません）も、それ自体は実際の金属ではなく、2 つの金属の合金です。エレクトラムは金と銀の合金で、スズは鉛と銀の合金です。しかし、銀がエレクトラムから分離されると、金は残り、エレクトラムは残りません。銀がスズから取り除かれると、鉛は残り、スズは残りません。

しかし、真鍮が天然金属として発見されるかどうかは、確実には確認できません。私たちが知っているのは、鉱物カラミンの色で着色された銅でできた人工真鍮だけです。それでも、もし発掘されたら、それはちゃんとした金属でしょう。黒銅と白銅は、赤い銅とは異なるようです。

したがって、金属は、私が述べたように本質的に固体であるか、または水銀のユニークなケースのように流体であるかのいずれかです。

しかし、単純な種類についてはこれで十分です。^[89]

金と銀に次ぐ第3の貴金属であるプラチナは、1736年から1744年にかけて、スペインの天文学者アントニオ・デ・ウジョアとその同僚の数学者ホルヘ・フアン・イ・サンタシリアによってエクアドルで発見されました。ウジョアは1748年にこの金属の科学的な説明を書いた最初の人物です。

1789 年、ドイツの化学者マルティン ハインリヒ クラプロートはウランの酸化物を分離し、それが金属そのものであると考えました。その後、クラプロートはウランの発見者として認められました。1841 年になってようやく、フランスの化学者ウジェーヌ メルキオール ペリゴが初めてウラン金属のサンプルを準備しました。その後、1896 年にアンリ ベクレルがウランを使用して放射能を発見しました。

1790 年代に、ジョセフ・プリーストリーとオランダの化学者マルティヌス・ファン・マルムは、アルコールの脱水素に対する金属表面の影響を観察しました。この進歩はその後、1831 年に白金触媒を使用した硫酸の工業規模合成につながりました。

1803 年、セリウムはスウェーデンのバストネスでイェンス・ヤコブ・ベルセリウスとヴィルヘルム・ヒジンガーによって、またドイツではマルティン・ハインリヒ・クラプロートによって独立して発見された、最初のランタノイド金属でした。ランタノイド金属は、1960 年代にそれらをより効率的に分離する方法が開発されるまで、奇妙なものとみなされていました。その後、携帯電話、磁石、レーザー、照明、バッテリー、触媒コンバーター、および現代のテクノロジーを可能にするその他の用途で使用されています。

この時期に発見され、生成された他の金属には、コバルト、ニッケル、マンガン、モリブデン、タングステン、クロム、および白金族金属の一部、パラジウム、オスミウム、イリジウム、ロジウムなどがありました。

1809 年以前に発見されたすべての元素金属は比較的高い密度を持っており、その重さが区別の基準とみなされていました。1809 年以降、ナトリウム、カリウム、ストロンチウムなどの軽金属が分離されました。それらの低密度は、金属の性質に関する従来の常識に疑問を投げかけました。しかし、化学的には金属として振る舞い、その後金属として認識されました。

アルミニウムは 1824 年に発見されましたが、工業的な大規模生産方法が開発されたのは 1886 年になってからでした。アルミニウムの価格は下がり、1890 年代から 20 世紀初頭にかけて、ジュエリー、日用品、眼鏡のフレーム、光学機器、食器、ホイルにアルミニウムが広く使用されるようになりました。アルミニウムは他の金属と硬くて軽い合金を形成できるため、当時はさまざまな用途に使用されていました。第一次世界大戦中、主要政府は軽量で丈夫な航空機の機体用にアルミニウムの大量出荷を要求しました。

純粋な金属チタン (99.9%) は 1910 年に初めて製造されましたが、研究室以外で使用されるようになったのは 1932 年になってからでした。1950 年代と 1960 年代には、冷戦に関連したプログラムの一環として、ソ連が軍事および潜水艦へのチタンの使用を開拓しました。1950 年代初頭から、チタンは軍用航空機、特に高性能ジェット機で使用されるようになり、F-100 スーパーセイバーやロッキード A-12、SR-71などの航空機がこれに当たります。

金属スカンジウムは 1937 年に初めて生産されました。純度 99% のスカンジウム金属の最初の 1 ポンドは 1960 年に生産されました。アルミニウム スカンジウム合金の生産は、米国の特許取得後 1971 年に開始されました。アルミニウム スカンジウム合金はソ連でも開発されました。

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  ナトリウムの塊
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  パラフィンオイルの下のカリウム真珠。最大の真珠のサイズは 0.5 cm です。
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  ストロンチウム結晶
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  アルミニウム塊、
  2.6グラム、1 x 2 cm
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  チタン結晶の棒
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  スカンジウム（1cm3^立方体を含む）

製鉄の近代化は、 1855 年にヘンリー ベッセマーが銑鉄を原料とするベッセマー法を導入したことから始まりました。彼の方法により、鋼鉄を大量に安価に生産できるようになり、以前は錬鉄が使用されていたほとんどの用途に軟鋼が使用されるようになりました。ギルクリスト トーマス法(または基本ベッセマー法) は、ベッセマー法の改良版で、転炉に塩基性物質を敷き詰めてリンを除去しました。

鉄は引張強度が高く、コストが低いため、建物、インフラ、工具、船舶、自動車、機械、家電製品、武器などに使用される主要な部品になりました。

1872年、イギリス人のクラークとウッズは、今日ではステンレス鋼とみなされる合金の特許を取得しました。鉄クロム合金の耐腐食性は、1821年にフランスの冶金学者ピエール・ベルティエによって認識されていました。彼は、いくつかの酸による攻撃に対する耐性に注目し、刃物への使用を提案しました。19世紀の冶金学者は、現代のステンレス鋼のほとんどに見られる低炭素と高クロムの組み合わせを生産することができず、生産できた高クロム合金は脆すぎて実用的ではありませんでした。ステンレス鋼合金の工業化がイギリス、ドイツ、米国で実現したのは1912年になってからでした。

1900 年までに、最も重く安定した金属である鉛 (#82) よりも原子番号が小さい 3 つの金属 (元素番号 71、72、75) がまだ発見されていませんでした。

1906年、フォン・ヴェルスバッハは、古いイッテルビウムに新しい元素（#71）も含まれていることを証明し、カシオペウムと名付けました。ウルバインも同時にこれを証明しましたが、彼のサンプルは非常に不純で、新しい元素は微量しか含まれていませんでした。それにもかかわらず、彼が選んだルテチウムという名前が採用されました。

1908年、小川はトリアナイトで元素番号75を発見したが、75番ではなく元素番号43に割り当て、ニッポニウムと名付けた。1925年、ウォルター・ノダック、イダ・エヴァ・タック、オットー・ベルクは、ガドリン石から分離したことを発表し、現在の名前であるレニウムを与えた。

ジョルジュ・アーバンは希土類元素の残留物から72番元素を発見したと主張し、一方ウラジミール・ベルナツキーは独立してオーサイトからそれを発見した。どちらの主張も第一次世界大戦のため確認されず、その後も彼らが報告した化学的性質が現在知られているハフニウムのものと一致せず、どちらも確認されなかった。戦後、1922年にコスターとヘベシーはノルウェーのジルコンからX線分光分析によってそれを発見した。ハフニウムはこのようにして発見された最後の安定元素となったが、レニウムは正しく認識された最後の元素となった。

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  ルテチウム（1 cm ³立方体を含む）
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  レニウム（1cm3^立方体を含む）
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  ハフニウム、1.7kgの棒状

第二次世界大戦の終わりまでに、科学者はウランに続く元素を4つ合成しました。これらはすべて放射性（不安定）金属です。ネプツニウム（1940年）、プルトニウム（1940～41年）、キュリウムとアメリシウム（1944年）で、93番から96番の元素に相当します。最初の2つは、最終的には自然界でも発見されました。キュリウムとアメリシウムは、1945年に世界初の原子爆弾を製造したマンハッタン計画の副産物です。この爆弾は、約150年前に初めて発見されたと考えられている金属であるウランの核分裂に基づいていました。

第二次世界大戦後まもなく、Fe、Ni、Co、Cr と、それより少量の W、Mo、Ta、Nb、Ti、Al を組み合わせた超合金が開発され、高温 (650 °C (1,200 °F) 以上) で動作する高性能エンジンでの使用が想定されました。これらの合金は、長期間にわたってこれらの条件下で強度のほとんどを維持し、低温での優れた延性と耐腐食性または耐酸化性を兼ね備えています。現在、超合金は、陸上、海上、航空宇宙のタービン、化学プラント、石油プラントなど、幅広い用途で使用されています。

第二次世界大戦末期の原子爆弾の開発成功は、新しい元素を合成するさらなる努力を促したが、それらのほとんど全てが金属であるか、金属であると予想されており、全て放射性である。元素96（キュリウム）の次に合成された元素97（バークリウム）は、1949年になって初めて、アルファ粒子をアメリシウム標的に発射することで合成された。1952年、最初の水素爆弾の爆発の残骸から元素100（フェルミウム）が発見された。非金属の水素は、ほぼ200年前に元素として特定されていた。1952年以来、元素101（メンデレビウム）から元素118（オガネソン）までが合成されている。

金属ガラス（アモルファス金属またはガラス状金属とも呼ばれる）は、原子スケールの構造が不規則な固体金属材料で、通常は合金です。ほとんどの純粋金属および合金金属は、固体状態では、原子が非常に整然とした結晶構造で配置されています。対照的に、これらは非結晶性のガラスのような構造をしています。しかし、窓ガラスなどの一般的なガラスは一般に電気絶縁体であるのに対し、アモルファス金属は優れた電気伝導性を持っています。アモルファス金属は、急速冷却、物理蒸着、固相反応、イオン照射、機械的合金化など、いくつかの方法で製造されます。最初に報告された金属ガラスは、 1960年にカリフォルニア工科大学で製造された合金（Au ₇₅ Si ₂₅）でした。最近では、従来の鋼合金の3倍の強度を持つアモルファス鋼が製造されています。現在、最も重要な用途は、一部の強磁性金属ガラスの特殊な磁気特性に依存しています。低磁化損失は、高効率変圧器に使用されています。盗難防止IDタグやその他の物品監視システムでは、これらの磁気特性のため、金属ガラスがよく使用されます。

形状記憶合金 (SMA) は、元の形状を「記憶」し、変形しても加熱すると変形前の形状に戻る合金です。形状記憶効果は 1932 年に Au-Cd 合金で初めて観察されましたが、1962 年に Ni-Ti 合金で偶然効果が発見されて初めて本格的に研究が始まり、さらに 10 年経ってから商業用途が登場しました。SMA は、ロボット工学、自動車、航空宇宙、生物医学の各業界で使用されています。強磁性形状記憶合金 (FSMA) と呼ばれる別のタイプの SMA は、強力な磁場下で形状が変化します。これらの材料は、磁気応答が温度誘導応答よりも高速で効率的である傾向があるため、注目されています。

1984年、イスラエルの冶金学者ダン・シェヒトマンは、結晶構造は2、3、4、6回対称性しか持たないという当時の結晶学の慣例に反して、5回対称性を持つアルミニウムマンガン合金を発見しました。科学界の反応に対する懸念から、シェヒトマンは結果を発表するまでに2年を要し、2011年にノーベル化学賞を受賞しました。このとき以来、数百の準結晶が報告され、確認されています。準結晶は多くの金属合金（および一部のポリマー）に存在します。準結晶はアルミニウム合金（Al-Li-Cu、Al-Mn-Si、Al-Ni-Co、Al-Pd-Mn、Al-Cu-Fe、Al-Cu-V など）に最も多く見られますが、他の多くの組成も知られています（Cd-Yb、Ti-Zr-Ni、Zn-Mg-Ho、Zn-Mg-Sc、In-Ag-Yb、Pd-U-Si など）。準結晶は実質的に無限に大きな単位格子を持ちます。自然界で最初に発見された準結晶であるイコサヘドライトAl ₆₃ Cu ₂₄ Fe _{13 は}、2009 年に発見されました。ほとんどの準結晶は、低い電気伝導率（絶縁体に見られる値に近い）、低い熱伝導率、高い硬度、脆性、耐腐食性、非粘着性など、セラミックのような特性を持っています。準結晶は、断熱材、LED、ディーゼルエンジン、熱を電気に変換する新素材の開発に使用されています。新しい用途では、一部の準結晶素材の低い摩擦係数と硬度を利用することができます。たとえば、プラスチックに粒子を埋め込んで、強くて耐久性のある低摩擦プラスチックギアを作ることができます。その他の潜在的な用途としては、電力変換用の選択的太陽光吸収体、広波長反射体、生体適合性、低摩擦、耐腐食性が求められる骨の修復や人工装具の用途などがあります。

複合金属合金 (CMA) は、数十から数千の原子からなる大きな単位格子、明確に定義された原子クラスター (多くの場合、二十面体対称性) の存在、および結晶格子内の部分的な無秩序を特徴とする金属間化合物です。これらは 2 つ以上の金属元素で構成され、半金属またはカルコゲニドが加えられることもあります。これらには、たとえば単位格子内に 348 個のナトリウム原子と 768 個のカドミウム原子を含む NaCd2 が含まれます。ライナス ポーリングは1923 年に NaCd ₂の構造を説明しようとしましたが、1955 年まで成功しませんでした。最初は「巨大単位格子結晶」と呼ばれていた CMA への関心が高まったのは、2002 年に第8 回国際準結晶会議で発表された「構造的に複雑な合金相」という論文の発表まで待たなければなりませんでした。CMAの潜在的な用途には、断熱材、太陽熱暖房などがあります。磁気冷凍機、廃熱を利用した発電、軍用エンジンのタービンブレードのコーティングなどです。

AlLiMgScTi などの高エントロピー合金 (HEA) は、5 種類以上の金属を同量またはほぼ同量で配合しています。1 種類または 2 種類のベース金属のみで構成された従来の合金と比較すると、HEA は強度対重量比がかなり優れ、引張強度が高く、破損、腐食、酸化に対する耐性も優れています。HEA は 1981 年にはすでに説明されていましたが、2010 年代まで大きな関心は寄せられませんでした。HEA は、その望ましい特性から、材料科学および工学の研究の焦点であり続けています。

MAX相では、Mは前期遷移金属、AはA群元素（主にIIIA群とIVA群、または13群と14群）、Xは炭素または窒素です。例としては、Hf ₂ SnCやTi ₄ AlN ₃などがあります。このような合金は、高い電気伝導性と熱伝導性、耐熱衝撃性、損傷許容性、機械加工性、高い弾性剛性、および低い熱膨張係数を備えています。^[90]優れた電気伝導性のため、研磨して金属光沢を出すことができます。機械試験では、多結晶Ti ₃ SiC ₂シリンダーを室温で1GPaの応力まで繰り返し圧縮し、荷重を取り除くと完全に回復することがわかっています。一部のMAX相は、化学的侵食（例：Ti ₃ SiC ₂）や空気中の高温酸化（Ti ₂ AlC、Cr ₂ AlC ₂、およびTi ₃ AlC ₂）に対しても非常に耐性があります。 MAX 相合金の潜在的な用途としては、強靭で機械加工可能な耐熱衝撃性耐火物、高温加熱要素、電気接点のコーティング、原子力用途の耐中性子照射部品などが挙げられます。

• Choptuik MW、Lehner L.、Pretorias F. 2015、「数値シミュレーションによる強磁場重力の調査」、A. Ashtekar、BK Berger、J. Isenberg、M. MacCallum（編）、一般相対性理論と重力：100周年の展望、ケンブリッジ大学出版局、ケンブリッジ、ISBN 978-1-107-03731-1。 
• Cox, PA (1997)。元素：その起源、存在量、分布。オックスフォード：オックスフォード大学出版局。ISBN 978-0-19-855298-7。
• Crow JM 2016、「不可能な合金：これまでに見たことのない金属の作り方」、ニューサイエンティスト、 10月12日
• Hadhazy A. 2016、「銀河の『金鉱』が自然界の最も重い元素の起源を説明する」、Science Spotlights、2016 年 5 月 10 日、2016 年 7 月 11 日にアクセス。
• Hofmann S. 2002、「ウランを超えて：周期表の終焉への旅」、Taylor & Francis、ロンドン、ISBN 978-0-415-28495-0。 
• Padmanabhan T. 2001、「理論天体物理学」第2巻、「星と恒星系」、ケンブリッジ大学出版局、ケンブリッジ、ISBN 978-0-521-56241-6。 
• Parish RV 1977、「金属元素」、 Longman、ロンドン、ISBN 978-0-582-44278-8 
• Podosek FA 2011、「希ガス」、HD Holland & KK Turekian (編)、『同位体地球化学：地球化学に関する論文より』、Elsevier、アムステルダム、pp. 467–492、ISBN 978-0-08-096710-3。 
• レイモンド・R. 1984、「燃える炉から：金属が人類の歴史に与えた影響」マクミラン・オーストラリア、メルボルン、ISBN 978-0-333-38024-6 
• Rehder D. 2010、「宇宙の化学：星間物質から生命の起源まで」、Wiley-VCH、Weinheim、ISBN 978-3-527-32689-1。 
• ラッセル AM & リー KL 2005、「非鉄金属の構造と特性の関係」、ジョン ワイリー & サンズ、ホーボーケン、ニュージャージー、ISBN 978-0-471-64952-6 
• ストリート A. & アレクサンダー W. 1998、「人間のための金属」_第11版、ペンギン ブックス、ロンドン、ISBN 978-0-14-025776-2 
• ウィルソン AJ 1994、「生きた岩石：金属の起源と文明の発展への影響」、ウッドヘッド出版、ケンブリッジ、ISBN 978-1-85573-154-7 

• ASM International（旧称：アメリカ金属協会）の公式ウェブサイト
• 鉱物・金属・材料協会の公式ウェブサイト