Металлы

металлы окружают нас повсюду, с рождения и до смерти, а часто и после. Мы живем в век металлов, который постепенно сменяется пластмассовым, поэтому в любом жанре они представленныы, без этого никак. Но так было не всегда, еще лет 200—300 назад количество металлических изделий в крестьянской семье было мизерным, в среднем килограмм металла на человека. Сейчас, когда мы окружены десятками, а то и сотнями килограммов самых различных металлов, мало кто задумывается об их непростом пути рядом с человечеством, а история приручения этого материала уходит далеко в глубь времен и довольно интересна.

Почему металлы

Вкратце — это состояние вещества, обусловленное металической связью. Металли́ческая связь — химическая связь между атомами в металлическом кристалле, возникающая за счёт перекрытия их валентных электронов. из-за электронных орбит. Согласно современным представлениям, есть ядро атома — положительные протоны и нейтральные нейтроны и вокруг него на определенных растоянияниях вращаются отрицательно заряженные электроны. Орбит много, каждая может вместить не более определенного количества электронов. Когда электронов на внешней орбите мало (меньше половины), то их легко отдать, «обобществить» с другими атомами (это металлы) . Когда этих электронов много, то хочется еще. Это неметаллы. Когда оболочка заполнена, то не хочется ничего — это инертные газы. Вот именно металлическая связь отвечает за все важнейшие характерные физические свойства металлов, а именно: электропроводность, теплопроводность, пластичность, металлический блеск. Электропроводность большинства металлов обусловлена присутствием в их кристаллических решётках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. Наиболее электропроводными металлами являются серебро и медь, наименее — ртуть. Теплопроводность металлов также связана с высокой подвижностью свободных электронов: сталкиваясь с колеблющимися в узлах решетки ионами, электроны обмениваются с ними энергией. Пластичность — свойство вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия. Пластичность металлов обусловлена способностью их атомов под внешним воздействием смещаться друг относительно друга, но не рассыпаться за счёт прочного удерживания атомов общим электронным облаком. Наиболее пластичны золото, серебро, медь, олово. Так, золото легко прокатывают в тонкую фольгу, получая так называемое сусальное золото, которое используется в декоративных целях для золочения различных изделий.

В Периодической системе Менделеева условной границей, отделяющей металлы от неметаллов, служит диагональ бор — астат, левее и ниже которой все элементы относятся к металлам. Элементы, находящиеся вблизи диагонали, имеют двойственную природу. Но нужно помнить, что данная таблица создавалась исходя из земных условий. В принципе, и явно неметаллические вещества, типа азота, углерода, водорода и т. д. можно привести к металлическому состоянию, была бы возможность создать нужные условия.

История

Медный век

Большую часть своей истории человечество (как Homo sapiens, так и другие палеоантропы) метелла не знали. Миллион с лишним лет наши предки бродили по планете, довольствуясь деревом, камнем, шкурами, растительными волокнами, костью и прочими дарами природы. Их легче достать и проще обрабатывать — да, нюансов там куча, но не нужно оборудование и высокие температуры. При этом, возможно, некоторые пытливые предки и натыкались на нечто странное — грязные булыжники, которые если их бить камнем, не ломаются а плющатся. Некоторые металлы — медь, золото, серебро, свинец могут образовывать довольно крупные самородки, железо могло встречаться или в виде метеоритов, или, очень редко и в специфических условиях как самородное железо — но понять, для чего это нужно первобытные охотники-собиратели вряд ли смогли бы. Они умны и сильны, но обработка металла требует несколько другого взгляда на мир, другого жизненного опыта и технологических приемов, которых им было взять неоткуда. Да и ленивы они. Кроме того, у первобытных охотников-собирателей не может быть много имущества. Они живут в полном согласии с природой — приходят в какую-то местность, все вокруг сжирают, засирают и через некоторое время идут дальше. Учитывая, что такие перекочевки совершаются на расстояния километров в 50-100, а то и больше, и все нужно нести в руках или на голове — грузоподьемность их невысока, при всей силе и выносливости. Поэтому им проще большинство «инструментов» сделать на месте, чем тащить с собой. Да и живут они недолго. Но при этом в литературе нет-нет пытаются обыграть этот троп. Например, в «Приключения доисторического мальчика» Эрнеста Д’Эрвильи есть эпизод, когда Старейшина демонстрирует свои запасы, и так описываются кусочки металла, которые якобы образовывались в очагах и могли служить украшениями или «валютой». Интересно, но нереально — в очаге слишком низкие температуры, даже богатая руда вряд ли восстановится. Хотя самородок может очиститься. Другая попытка овладения металлом описана в «Повести о Манко Смелом, охотнике из племени Береговых Людей» Сергея Писарева. Там охотники, пытаясь сделать каменный топор, натыкаються на месторождение меди, которое сверху засыпано самородками меди. И догадываются что данные камни можно плющить другими камнями (ковать холодной ковкой). Тут уже реалистичней, но и дело происходит в мезолите.

В реальности доказанные случаи знакомства древних людей с металлами относятся к произошли на территории современной Турции, возможно в 10-9 тыс. до н. э. Это был еще довольно ранний неолит, появилось производящее хозяйство, люди в основном жили оседло и довольно долго. Новые возможности рождали новые технологические приемы и где-то в районе 8-7 тыс. до н. э. начинаются попытки обработки самородной меди. Самые древние находки пока сделаны в районе Чайоню-Тепеси. Чайоню, Чаёню и Чайоню-Тепеси (букв. «холм Чайоню»), распространены также неверные написания Кайону или Чайону, тур. Çayönü — неолитическое поселение в юго-восточной Турции, 10000 — 5000 лет до н. э. Расположено в предгорьях Восточного Тавра, в районе Эргани ила (провинции) Диярбакыр; находится в 40 км к северо-западу от центра ила — города Диярбакыр. Чайоню, по-видимому, является центром, где человек начал использовать металл (найденные здесь металлические изделия по радиоуглеродному анализу имеют возраст 7200±200 и 6750±250 лет до н. э.). В самом деле, именно здесь впервые встречаются самые древние металлические изделия, полученные путём ковки из самородной меди. В качестве источника металла выступали богатейшие залежи самородной меди, расположенные, в частности, в районе Эргани (юго-восточная Анатолия). Поскольку самородная медь, обработанная холодной ковкой, не давала возможности изготавливать сколько-нибудь крупные предметы, среди древнейших медных изделий встречались в основном бусины, пронизки, иглы и шилья. В Чайоню Р. Дж. Брейдвудом были найдены также металлические булавки, крючки и браслеты]. В течение VII тысячелетия до н. э. кузнечная обработка самородной меди распространяется на довольно обширный регион (от центральной Анатолии до юго-западного Ирана и от юго-восточной Анатолии до западной Сирии): древнейшая надёжно документированная кузнечная обработка меди встречается в это время, помимо Чайоню, в ряде посёлков Передней Азии (Магзалия, Сюбердэ, Рамад, Али-Кош]. То есть знали металл давно, но особого значения не придавали. Как никак это было начало неолита, обработка камня достигла высших высот, появились вкладышевые орудия. Поставки кремня и обсидианна были налаженны, по Ближнему Востоку были проложенны торговые пути. Каменные топоры были острее, технология их наработанна.. Правда у камня есть очень вредный недостаток — хрупкость. Есть конечно породы, которые очень прочны, тот же нефрит — но его пойди найди. А медь, при своих недостатках — мягкости и редкости была гораздо прочней. Опыты по изготовлению лодок-долбленок показали что медным теслом работается на 25 % быстрее, чем каменным. При этом медь можно было упрочнить, проковав лезвие ковкой на холодную, «наклепав». Но до этого нужно было еще додуматься, вот и думали 5 тысяч лет. Ну и не будем забывать традиции. А в родо-племенном обществе это стирашная сила. И если принято пользоваться камнями — то хоть усрись, а не трожь всякую небогоугодную медь.

Есть еще одна теория. Люди, которые тогда жили в Анатолии, примерно с 10 000 г. до н. э. — 6 000 г. до н. э., в англоязычной истории называются «PPNA» или «PPNB», от «PPN», сокращенно «Pre-Pottery neolithics» (до-гончарного неолита). Они пережигали известь, формировали глину и немного затвердевали ее в огне, изготавливали глиняные кирпичи и высушивали их на солнце, выдавливали камнями миски и т. д. — но они не изготавливали «обоженные» керамические изделия. А если вы это не делаете, у вас просто нет емкости или тигля, в котором вы можете плавить медь при 1084 °C. Когда, как и почему начали плавить медь — тайна сие великая есть. Считается, что то ли при обжиге камни попали в печь, то ли медную руду — малахит или азурит пытались использовать при покраске горшков и в результате получили тусклый горшок и немного медных крупинок.. Но видимо началось это в 5 тыс. до н. э. Поэтому первые изделия из металла — это бусинки. Только через 2000 лет возни с ними было изготовлено первое оружие из меди. Кстати, первым медным оружием был не топор и не копье, а булава. Булава из Кан Хасана 6000 до н. э., 5см в диаметре. Изготовлена она была холодной ковкой из медного самородка. В 5-4 тыс. до н. э. переселенцы с Ближнего Востока поперли на Балканы. Там они нашли богатые месторождения меди Ай-Бунара близ болгарского города Стара-Загора (причем не чистой меди, это полиметалическое месторождение). Возникли древнейшие в мире рудники. Тут нужно отметить, что к этому времени люди неплохо поднаторели в гончарном деле. Видимо куски медной руды, попадая в эти неолитические печи для обжига горшков, начинали плавиться, что и навело людей на мысль что медь можно добывать не только самородную. Но в старых городах наверняка эти новомодные измышления не приветсвовались — действительно, придумывают всякую ерунду, нет чтоб как деды и прадеды камень шлифовать. И видимо в какой-то степени помогло переселение — ведь расселялись молодые парни, а старейшины, ревнители традиций оставались дома. Выбравшись же из под постоянного контроля, кто то пускался во все тяжкие, кто то мотыжил землю, ну а кто то пытался реализовать технические идеи. И вот как раз на Балканах произошел новый технологический скачок, возникла Балкано-Карпатская металлургическая провинция (сокр. БКМП). Кстати, именно в ареале БКМП находят первые золотые и серебряные изделия. До этого находили только медь. Ну и вроде бы изделия из свинца, но это под вопросом. Использовали ли драгметалы до БКМП — хз. Может и использовали, но благодарные потомки через несколько тысяч лет собрали все до крупинки. Балкано-Карпатская металлургическая провинция — явление феноменальное на территории Евразии. Выделяют целый комплекс энеолитических культур. Пять общих признаков объединяют их: 1) господство мотыжного земледелия, дополняемого иногда скотоводством; 2) появление единичных медных орудий при преобладании кремневых; 3) глинобитные дома, округлые или прямоугольные в плане; 4) глиняные женские статуэтки богинь плодородия; 5) расписная керамика. Поселения с подобным набором археологических признаков мы находим в обширной зоне от Афганистана до Дуная. Они есть в дошумерской Месопотамии (культуры Халафа и Убейда), в Иране (культуры ранних Суз, Сиалка, Тали-Бакуна и др.), на юге Средней Азии (культура Анау в Туркмении), Шулавери-шомутепинская культура в Закавказье и т. д. Здесь энеолит возникает раньше, чем в других странах и его начало связывают обычно с V тыс. до н. э. Однако его развитие протекает вяло и замедленно по сравнению с Балкано-Карпатским регионом.

Примерно в середине 4 тыс. до н. э. произошел стремительный распад провинции. Видимо роль сыграла природа — примерно в 3900 г. до н. э. начался очередной глобальный пиздец, «Засуха 3900 года до н. э.», известная также как «событие 5900 года до нашего времени», или «событие 5,9 килогода». Засуха стояла страшная, например, окончательно высохла Сахара, а уцелевшие стали сбегаться в долину Нила, давая начало Египту. В Европе тоже было все не слава богу. К 4 тыс. до н. э. в степях между Кавказом и Каспием сформировалось несколько своеобразных культур. В основе это были охотники-собиратели, как из Европы так и с Кавказа, разбавленные переселенцами с того же Ближнего Востока и Средней Азии, а чуток попозже и ребята из Сибири подошли, те самые носители R1. Нахватавшись друг от друга различных идей, они сформировали большой симбиоз, охватывавший как степь, так и лесостепи, и даже заходящий в леса. В степи жили кочевники, к тому времени одомашнившие лошадь и знавшие колесо, в лесостепи — земледельцы, жившие подсечным земледелием и не чуравшиеся коневодства. Наверно это сильно напоминало Северную Америку 18 в. — племена резали друг друга, бухали, воровали баб, грабили, и, возможно гусям тоже несладко приходилось.. Что же касается антропологического типа, то представители этих культур имели длинные и узкие черепа с высоким лбом и сводом, так что их легко отличить от всех прочих. Скорее всего они и являются предками индоевропейцев. После климатической катастрофы сладкая жизнь закончилась. Подохренев от наступающего пиздеца, племена сбиваются в кучу, которая получила название «Культура шнуровой керамики» или «Культура боевых топоров». Культура боевых топоров — это потому что они в могилу мужчинам обязательно клали каменный боевой топор. Эти же топоры они приносили в жертву богам озер (большую часть археологи там и нашли), закапывали как «клады» (тоже форма жертвоприношения). Ну и этими топорами разбивали головы своим врагам в захваченных поселениях. Их находки встречаются на всей территории расселения этих племен повсеместно.

Бронзовый век

Итак, примерно в середине 4 тыс. до н. э. племена КБТ, эти предполагаемые предки славян, германцев, балтов, кельтов и прочих индоевропейцев, вышли из степей и поставили раком БКМП (ну и заодно большую часть Европы). Большая часть прежних хозяев Центральной и Восточной Европы была уничтожена. Ну в принципе их предки несколько тысяч лет назад поступили так же, явившись с Ближнего Востока и уничтожив и оттеснив на Север прежних хозяев, «кроманьонцев». Уцелевшие «средиземноморцы» частично разбежались, частично влились в состав орд пришельцев, делясь с ними своими знаниями. Благодаря этому КБК расширялось все дальше и дальше, вплоть до степей Южного Урала. Что происходило дальше, ученные понимают похоже достаточно смутно. Одно ясно — центры металлургии смещаются в Анатолию и на Кавказ. Начинается период Цикумпонтийской металлургической провинции. Как видно из названия, в основном она располагалась по берегам Черного моря. Племена индоевропейцев — ямные, они же КБТ разносили по всей Евразии новые типы орудий труда и оружия, новые технологии обработки металла, в результате старая система металодобычи и металообработки начала рушиться. Возникали новые очаги, новые технологии, образовывались новые торговые пути и народы.

В рамках этой ЦМП в предгорьях Северного Кавказа где-то во 2-я пол. IV тыс. до н. э. возникает Майкопская культура. Первоначально ее ареал видимо был гораздо выше — большая часть южного и западного побережий Черного моря + предгорья Северного Кавказа от Краснодарского края до Дагестана, но постепенно их территории сжались только до северокавказских. В настоящее время наиболее признанной является теория исхода на Кавказ населения с убейдо-урукскими традициями с территории Северной Месопотамии, Сирии и Восточной Анатолии. Потомками их скорее всего являются кавкасионые народы — адыго-абхазы и вайнахи. Вот считается, что именно майкопцы первыми начали использовать бронзу. Как видно, это был уже не медный, а бронзовый век. Вернее, раннебронзовый, так как использовали они мышьяковую бронзу. Дело в том что медь — это все таки материал так себе. Даже полиметаллические месторождения, даже с холодным наклепом давали довольно мягкий металл, а ведь полиметаллическое месторождение еще найти надо было. Поэтому делается новый шаг в развитии — освоение бронзы. Тут сложно сказать, что было раньше — осознанные добавки в медь других металлов, или случайность. Скорее, второе, ведь мышьяка древние не знали — он как и цинк, при плавке испаряется. Но минералы мышьяка (как правило, это сульфиды) часто присутствуют в медных месторождениях. Они обладают ярким цветом и были известны человеку еще в каменном веке. Реальгар (от арабского «рахьял-чхар» — рудный порох) из-за ярко-красного цвета считался магическим камнем, а аурипигмент (от латинских «аурум» — золото и «пигмент» — цвет) ассоциировался с солнцем. Видимо, пытаясь магически усилить медь, металлурги стали добавлять эти минералы в медную руду, и часть мышьяка при плавке переходила в медь. Другая теория еапоминает, что добыча меди потихоньку увеличивалась. Понемногу, но не одну тысячу лет. Поскольку добыча увеличилась, пришлось копать глубже. Началась серьезная добыча, и там, в недрах земли, можно встретить более сложные руды, обычно сульфиды, самых странных составов, в том числе которые содержат другие металлы, такие как железо, никель или мышьяк. По мере увеличения производства новые виды руд или рудных смесей попадали в плавильные печи. Температура в более продвинутых плавильных печах тоже была выше, и теперь могли происходить странные реакции. Как бы то ни было, ученные до сих пор слабо представляют как древние умудрялись контролировать качество своих сплавов. Кроме того, ядовитые пары мышьяка, делавшие металлургов смертниками, отличались характерным чесночным запахом, позволявшим безошибочно отличать этот вредоносный сплав от чистой меди. Напоминаю, название мышьяка в русском языке происходит от слова «мышь», в связи с употреблением его соединений для истребления мышей и крыс. Испарения тоже пользы не приносят.. Возможно поэтому боги-кузнецы у индоиранских народов часто отличаются уродствами. Тот же классический Гефест. В результате, через некоторое время место мышьяка занимает олово. Сплавы олова с медью известны с 3-го тыс. до н. э., чистый металл — со 2-го тыс. до н. э. Оказалось, что олово гораздо лучше — оно позволяло лучше контролировать качество металла (не наугад смешивать руды, а сплавлять металлы), оно позволяло использовать повторно лом (олово не испаряется как мышьяк), и главное — оно было не ядовито. Главный недостаток олово был редкость. По распространенности в земной коре олово стоит на 47 месте, что означает крайнюю редкость его месторождений. Первоначально олово добывали в Малой Азии, постепенно, с исчерпанием небольших месторождений, начали искать по всей Евразии. Вокруг торговли оловом во многом и возник своеобразный мир-экономика Бронзового века. В конце Бронзового века финикийцы в поисках олова добираются аж до Британских островов. Но постепенно месторождения олова истощаются, кроме того нарастает экологический кризис — исчезают леса. Только для выплавки 5 кг меди требовалось около 100 кг древесного угля, а ведь еще было интенсивное судостроение и строительство. В результате в XIII—XII веках до н. э. происходит Катастрофа Бронзового века: распадаются или видоизменяются культуры практически на всём пространстве от Атлантического до Тихого океана, в течение нескольких столетий — до X—VIII вв. до н. э. происходят грандиозные переселения народов. Начинается переход к раннему железному веку.

При этом не стоит думать, что люди тогда пользовались только медью и ее сплавами. Уже в самом начале Медного века пользовались свинцом. Бусины из свинца, датируемые 6400 годами до н. э., были найдены еще в культуре Чатал-Хююк. В странах Востока примерно за 3000 лет до н. э. знали сурьму, она использовалась для изготовления сосудов, а позже для косметики. Видимо в культуре Винча впервые стали применять золото и серебро для украшений.

Железный век

Железо (в первую очередь метеоритное) было известно уже в IV тысячелетии до н. э. Метеоритное железо, благодаря содержанию никеля, при холодной ковке обладало высокой твёрдостью, однако встречалось такое железо редко и применялось или на украшения, или как пафосное оружие. Самые ранние находки предметов, сделанных из метеоритного железа, известны в Иране (VI—IV тысячелетие до н. э.), Ираке (V тысячелетие до н. э.) и Египте (IV тысячелетие до н. э.). В Месопотамии первые железные предметы датированы III тысячелетием до н. э. Также железные предметы находили в ямной культуре на Южном Урале (III тысячелетие до н. э.) и в афанасьевской культуре в Южной Сибири (III тысячелетие до н. э.). Кроме того, железные предметы изготавливали еще в 19 в. эскимосы и индейцы северо-запада Северной Америки. При этом и с рудным (восстановленным) железом люди скорее всего были знакомы давно. Сейчас сложно сказать, с чем впервые познакомились люди — с рудным или метеоритным железом. Скорее всего, с рудным железом были знакомы еще в Медном веке, оно могло быть получено случайно — железная руда использовалась в качестве флюса при получении бронзы, в результате чего образовывалось чистое железо. Однако его количество было очень мало, да и пользы от него особой не было. По твердости такое восстановленное железо примерно равно прокованной меди, плавить его нельзя, да и ржавеет буквально на глазах. Технологии же горячей ковки, сварки, науглероживания были открыты гораздо позже.

Считается, что выплавку железа впервые освоили хетты в Анатолии в эпоху поздней бронзы. Один из самых ранних известных артефактов из выплавленного железа — кинжал с железным лезвием, найденный в хаттской гробнице в Анатолии и датируемый 2500 годом до н. э. Хатты были древним народом, населявшим земли Хеттского царства в центральной Анатолии. Они говорили на особом хаттском языке, который не был ни семитским, ни индоевропейским. Они населяли Анатолию уже в раннем бронзовом веке, а во II тыс. до н. э. были подчинены хеттами. Возможно, хатты были родственны населению Майкопской культуры. Из дошедших до нас хеттских текстов следует, что уже хатты хорошо знали железо, имевшее для них скорее культово-ритуальную, нежели бытовую ценность. Впрочем, в этих хаттских и древнейших хеттских текстах («текст Анитты» XVIII в. до н. э.) речь может идти об изделиях из метеоритного, а не рудного железа. Но уже в хеттских клинописных табличках XV—XIII вв. до н. э. появляются письменные упоминания об изделиях из рудного («кричного») железа, в частности в послании хеттского царя фараону Рамзесу II (конец XIV — начало XIII в. до н. э.) с сообщением об отправке последнему корабля, нагруженного железом. В конце II тыс. до н. э. через захваченные греками города Малой Азии технологии выплавки железа проникают на Эгейские острова и в европейскую Грецию, где эпоха железа наступает около Х в. до н. э. Начиная с этого времени в Греции распространяются товарные крицы — веретенообразные и в виде прутков, а умерших хоронят, как правило, с железными мечами. К концу VI в. до н. э. древнегреческие мастера уже пользовались такими важными орудиями из железа, как шарнирные щипцы, лучковая пила, а к концу IV в. до н. э. — железными пружинными ножницами и шарнирным циркулем. Примерно в это время — в конце II — начале I тыс. до н. э. — железный век наступает в Месопотамии и Иране. Так, при раскопках дворца ассирийского царя Саргона II в Хорсабаде (последняя четверть VIII в. до н. э.) обнаружено около 160 тонн железа, в основном в виде товарных криц, — вероятно, приношения с подвластных территорий. Из Ирана черная металлургия распространяется в Индию, где эпоха железа отсчитывается с начала I тыс. до н. э. Имеется достаточное количество письменных свидетельств об освоении железа в Индии (как собственно индийских, начиная с Ригведы, так и более поздних неиндийских, в частности древнегреческих). Также под влиянием Ирана и Индии в VIII в. до н. э. эпоха железа наступает в Средней Азии. Севернее, в степях Азии, железный век начинается не ранее VI—V вв. до н. э. В Китае развитие черной металлургии шло достаточно обособленно. Из-за высочайшего уровня местного бронзолитейного производства, обеспечивавшего Китай качественными металлическими изделиями, эпоха железа начинается здесь не ранее середины I тыс. до н. э. Вместе с тем письменные источники («Шицзин» VIII в. до н. э., комментарии к Конфуцию VI в. до н. э.) фиксируют более раннее знакомство китайцев с железом. При этом уже во второй половине I тыс. до н. э. китайские мастера стали первыми в мире целенаправленно производить чугун (сплав на основе железа с более высоким, нежели у стали, содержанием углерода) и, используя его легкоплавкость, вырабатывать большинство изделий не с помощью ковки, а путем литья.

Современность

В современном мире мире наверное можно выделить несколько тенденций. Во-первых, массовость. Современные Доменные печи со второй половины 19 в. позволяют непрерывно перерабатывать миллионы тонн обогащенной руды, получая сотни тысяч тонн чугуна; Бессеме́ровский процесс (с 1856), а с 1930-х гг. Кислородно-конвертерный процесс позволяют перерабатывать часть чугуна в сталь, ну а Мартеновские печи (с 1864) и с 1899 Дуговые сталеплавильные печи позволяют перерабатывать металлический лом. Во-вторых в 19-20 вв. были открыты и постепенно стали применяться новые металлы. Их всех скопом зачислили в цветные металлы — это промышленное название всех металлов, кроме железа и элементов его группы. В обиходе цветные металлы условно подразделяют на следующие группы:

• лёгкие металлы: алюминий, титан и магний;
• тяжёлые металлы: медь, цинк, никель, олово и свинец, использующиеся преимущественно в машиностроении;
• драгоценные металлы: золото, серебро и платина, используются преимущественно в ювелирной промышленности;
• щелочные металлы: калий, натрий и литий;
• щелочноземельные металлы: кальций, барий и стронций, используются преимущественно в химии;
• редкие тяжёлые металлы: кадмий, вольфрам, молибден, кобальт, ванадий, висмут, используются преимущественно в сплавах с тяжёлыми металлами.

Во-третьих, широкое применение легирующих присадок. Они применяются как в черной металлургии, так и в цветной, в основном для получения различных бронз и алюминиевых сплавов. Это в основном или редкие тяжёлые металлы, или редкоземельные элементы (группа из 17 элементов, включающая скандий, иттрий и лантаноиды (лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций), которые резко изменяют свойства сплавов.

Будущее

прогнозировать конечно развитие технологий дело туманное и обычно ошибочное, но на данный момент выглядят перспективными направления:

• Магнитной плавки в невесомости. Данная технология, если ее освоят, позволит создавать сверхчистые металлы и их сплавы
• Плазменная плавка. Теоретически позволит распылять руду в газ и при помощи магнитных полей очищать до сверхчистых материалов.
• Биотехнологии. Довольно много перспективных направлений, которые могут помочь в извлечении минералов из бедных пластов, из морских и сточных вод и т. д.
• Добыча минералов в экстремальных зонах — в сверхглубоких месторождениях (в перспективе из мантии), с морского дна, с планет и астероидов.
• Новые методы обработки — порошковая технология уже активно используется, развиваются технологии сверхточной обработки, плазменной и лазерной резки (а возможно и электронным лучом), внедряются 3D принтеры.
• проектирование свойств металлов. Современные компьютеры позволяют перебирать тысячи вариантов сплавов, при этом созданных в разных режимах температуры, давления и т. д. это позволяет подбирать комбинации из доступных металлов, способные заместить гораздо более редкие и ценные металлы.
• Новые состояния металлов. Теоретически возможно вырастить металлический монокристалл, который, возможно, будет обладать прочностью в разы превышающей исходный металл. Или превратить неметаллы, наподобие водорода, азота, углерода в металл, что сулит вообще фантастические перспективы.