（一）高性能金属材料
（1）超导材料
一般地，人们按材料的导电性能的差别将材料分为绝缘体、半导体和良导体。长期以来，人们一直期望得到一种电阻极小，几乎为零的材料，业作为导线。最早的超导材料是由荷兰科学家卡末林·昂内斯发现的金属汞，俗称水银。科学研究工作者把在一定条件下导致 材料电阻趋近于零的现象，称为“超导现象”，而电阻趋近于零的材料，称为“超导材料”。此时的温度称为“转变温度”或“临界温度”，相应的电流、磁场则分别称为“临界电流”和“临界磁场”。
超导材料是理想的输电线材料，用它制成的输电线可避免普通输电线路上的电能损耗，能实现电能的远距离、高是流密度的无损输送。超导材料制造电机，可提高输出电流20倍，重量减轻90%，这对制造大功率发电机具有突出的意义。
超导材料可制成巨大功率的磁体，得用其产生的强大磁场，可使列车在运行悬浮于铁轨上而不致于接触铁轨，成为“磁浮列车”。
（2）稀土材料
在化学元素周期表中有一个系列叫镧系，其中有镧、铈、镨、钕、钷、钐、镝、铕、钆、铽、钬、铒、铥、镱、镥、钇、钪17种元素。由于化学性质非常相似，而且在矿物中共生，同时在自然界中的含量较少，其氧化物一般都难溶于水，因而这 17种元素被称为稀土元素。
冶金工业中，许多金属中加少量稀土元素后，可以大大改善金属性能。如球磨铸铁中加入少量稀土元素，就能除去其中的非金属杂质，改变铸铁中的古石墨形态，显著提高密度，从而提高铸铁的机械性能，使它的材料达到铸钢和锻钢的水平。石油化学工业中，用稀土制成的分子筛催化剂是石油炼制中催化裂化工序的重要添加剂。又如钕钇石榴石是一种良好的激光材料，在军事工业中，用它制成的激光器，可用激光测距与瞄准、激光通信与雷达等。另外，还可利用其焦点温度非常高的特点制成激光武器。稀土金属与钴的合金还是一种极好的永磁材料，被广泛用于微型电机、加速器、音响设备、电子手表、医疗器械等。
（3）形状记忆合金
如果在一定温度下加工成型，改变其温度后，便可使它产生变形的合金。形状记忆合金在外科各种骨整形和断骨再接方面具有可靠的实用价值。用形状记忆合金可制成制得“智能型”铆钉。还可用于通风设施控制系统和锅炉安全自动控制系统等。另外，航空航天方面，航天飞机用形状记忆合金制得抛物形通迅卫星天线。
（4）贮氢合金。这类合金在一定条件下可大量吸收氢气，与氢原子结合形成氢化物，并把它贮藏起来。在使 用它时，把它加热，可释放出来。贮氢合金黄色吸收氢后，可用于燃氢汽车的动力。还可利用其放热——吸热的可逆过程，做成制冷设备或采暖设备。
（5）非晶态合金。非晶态合金具有良好的磁性能，用它作磁性材料代替硅钢片变压器铁蕊，可使自身能量损失减少60%以上。还可用于制作磁带、录音磁头。非金态合金材料的研制和开发在我国正在迅速发展。