Металеві матеріали

МЕТАЛЕ́ВІ МАТЕРІА́ЛИ — матеріали на основі металів; один із основних обʼєктів технологічної діяльності людини. М. м. поділяють: за методами одержа­н­ня — армов. (див. Матеріали армовані), електротерм., модифіков., пресов., просочені, спечені, піно- та ін.; за при­значе­н­ням і властивостями — акуст., вакуумні, жароміцні (Жароміцність. Жароміцні металеві матеріали), жаро­стійкі (Жаро­стійкість. Жаро­стійкі металеві матеріали), зносо­стійкі (Зносо­стійкі матеріали), інструмент. (Інструментальні керамічні матеріали, Інструментальні сталі), кон­струкц. (Кон­струкційні матеріали), корозіє­стійкі (Корозіє­стійкі сплави і матеріали), магнітні (Магнітні матеріали), над­провід­ні (Надпровідники), радіотех., фрикц. і антифрикц. (Фрикційні матеріали, Антифрикційні матеріали) та ін.

До абляційних М. м. зараховують композиційні матеріали з компонентами, які здатні пере­ходити у неконденсов. стан за рахунок плавле­н­ня, дисоціації або сублімації, а також матеріали, компоненти яких взаємодіють зі знач. ендотерміч. ефектом. Абляц. М. м. створюють на основі метал. композицій (W–Cu), кераміки, пластиків і скла з різними звʼязками та наповнювачами. Осн. екс­плуатац. властивість — абляц. стійкість, яку ви­значає кількість тепла, затраченого на втрату одиниці маси абляц. М. м. з поверх­ні. З них виготовляють термонавантажені вузли косміч. та ракет. техніки. За­стосува­н­ня автоемісійних, авто­електрон­них М. м. базується на явищі авто­електрон. емісії — ви­промінюван­ні електронів з їхньої поверх­ні під дією сильного електр. поля. Вперше їх (пере­важно W) почали використовувати на­прикінці 1930-х рр. у Німеч­чині для виготовле­н­ня голчастих автоеміс. катодів. Осн. вимоги до матеріалів для автокатодів: невелика робота виходу електронів, малий коефіціент катод. роз­пиле­н­ня, високі значе­н­ня мех. міцності, електро- та тепло­провід­ності. Ці властивості у повній мірі мають пере­хідні метали (Cr, Ti, Nb, Ta і Mo). Техніка надшвидкого гартува­н­ня з рідкого стану до­зволяє створювати аморфні М. м. з багатьох кри­сталів речовин: металів, оксидів та ін. сполук, які мають унікал. фіз.-мех. і хім. властивості. Аморфні метали, сплави та сполуки одержують при швидк. охолодже­н­ня 10⁵-10¹² К/сек., з викори­ста­н­ням методів стиску між молотом і наковальнею, плазмотрон. техніки, удар. хвиль. Антифрикційні М. м. — матеріали з низьким коефіцієнтом тертя. Для них характерна висока зносо­стійкість, добре припрацюва­н­ня, до­статня мех. міцність і від­сутність схоплюва­н­ня. Для антифрикц. М. м. при змащуван­ні коефіцієнт тертя становить 0,001–0,05, без змащува­н­ня — до 0,5. До них належать ливарні (бабіти, бронзи, латуні) та спечені матеріали. Біметали — матеріали, які складаються з двох різних металів або сплавів (Ti–Mo, сталь–Al), міцно зʼ­єд­наних між собою (див. Біметалеві матеріали). Створюють також багатошар. матеріали. Їх використовують з метою економії дорогих металів і сплавів або як матеріали зі спец. властивостями. Біметали виготовляють одночас. окатува­н­ням або пресува­н­ням, залива­н­ням легкоплав. металу на тугоплавкий або зануре­н­ням тугоплав. металу у рідкий легкоплав. метал, гальваніч. способом, а також наплавле­н­ням за допомогою електр. або плазмового на­гріва­н­ня. Найбільше біметалів випускають завдяки пластич. деформуван­ню: сталь–Cu, сталь–латунь, сталь–Al, сталь–Ni, вуглец. сталь–нержавіюча сталь, сталь–Cu, дюралюмін–Al, Pb–Sn, Cu–Ag, сталь–Pt. Для тонкостін. вкладок двигунів внутр. згоря­н­ня за­стосовують біметал. стрічку: сталь–бабіт, сталь–свинцевиста бронза; для терморегуляц. приладів — термобіметали: інвар–томпак, інвар–латунь, інвар–немагнітна сталь. Серед ливар. біметалів — чавуни та стал. під­чіпники, залиті антифрикц. сплавами. Гетерофазові М. м. — матеріали, які складаються з двох і більше фаз, тобто матеріали з гетероген. структурою. До них належить більша частина тех. природ. і синтетич. матеріалів. Часто гетерофаз. М. м., структура яких спеціально «законстру­йована» для виріше­н­ня ви­значеної задачі і фази яких виконують деякі специф. функції, створюючи новий ефект за рахунок адитив. або синергіч. по­єд­на­н­ня властивостей фаз, називають композиц. матеріалами. Дис­персно зміцнені, композиційні дис­персно зміцнені М. м. — матеріали з метал. матрицею, яка зміцнена включе­н­нями тугоплав. сполук. Перший матеріал такого типу (вольфрам. нитка, зміцнена діоксидом торію) створ. 1916 у Німеч­чині. Макс. ефект зміцне­н­ня досягають при малому роз­мірі частин (0,01–0,05 мкм) і рівномір. їхньому роз­поділі. Обʼєм. вміст частин не повинен пере­вищувати 5–10 %. На від­міну від класич. дис­персно-твердіючих матеріалів, у яких зміцнююча фаза виділяється у процесі старі­н­ня, у дис­персно зміцнених М. м. ця фаза вводиться у матрицю матеріалу штучно на одному із етапів його пере­робки. При одержан­ні таких матеріалів за­звичай використовують методи порошк. металургії. За механізмом зміцне­н­ня вони принципово не від­різняються від дис­персно-твердіючих матеріалів. Як зміцню­ючу фазу у них використовують включе­н­ня карбідів, нітридів, оксидів та ін. тугоплав. сполук, які вирізняються високою хім. стійкістю від­носно до металу матриці. Зміцне­н­ня дис­перс. включе­н­нями до­зволяє під­вищити жароміцність та ін. властивості матеріалу навіть тоді, коли легува­н­ня вже не дає бажаного результату. Дис­персно зміцнені М. м. на основі Al, Be, W, Cu, Ni, Pt, Pb, Ag, U та ін. металів за­стосовують в авіац. техніці, реакторобудуван­ні, зварюван­ні, хім. промисловості, електроніці. Електроконтактні та контактні М. м. — матеріали, з яких виготовляють елементи електрокомутуючих при­строїв, що забезпечують надій. електрон. контакт з мін. пере­хід. опором. Вони повин­ні мати високу електр. провід­ність, луго-, зносо-, короз. й ероз. стійкості, мін. зварюваність, в окремих випадках — високі мех. міцність і тепло­провід­ність. Для сильнотіч. контактів за­стосовують матеріали на основі псевдо­сплавів W–Cu, W–Ag, Mo–Cu, Mo–Ag, а також чисті Mo і W. Для середньо навантажених роз­рив. контактів використовують композиц. матеріали на основі Ag. Ковзаючі контакти виготовляють з композитів на основі Cu, Ag, Ni та ін. твердих мастил. Для слаботіч. контактів за­стосовують матеріали на основі благород. металів (Au, Pd, Pt Ag). Провід­ники, електро­провід­ні М. м. — матеріали з високою питомою електро­провід­ністю (понад 10⁴ Ом^-1·см^-1). Вони бувають газоподіб., рідкими та твердими. Рідкі електро­провід­ні М. м. — роз­плави металів і електроліти. Найпоширеніші тверді електро­провід­ні М. м.: Al, Fe, Cu. Висока електро­провід­ність властива для Ag, Au, W, In, Mo, Ni, Sn, Pt, Pb, Ta, Zn та ін. металів. З Al виготовляють фольгу, різні електротех. вироби. Fe як електро­провід. М. м. використовують пере­важно у складі мʼяких сталей (0,1–0,15 % С). З Cu та її сплавів виготовляють аноди, кабель, струмо­провід­ні пружини, електр. дроти. З W виробляють нитки ламп роз­жарюва­н­ня, електроди, електрона­грівники, елементи електрон. ламп і рентґенів. трубок, його за­стосовують під час виробництва спечених електроконтактів. З Pt випускають високотемпературні термопари, тонкі нитки для під­вісок рухомих систем в електрометрах; зі Pb та його сплавів — оболонки кабелів, плавкі запобіжники, пластини акумуляторів; з Ag — контакти.

Жароміцним М. м., окрім жароміцності, властиві високий опір повзучості та руйнуван­ню при високих т-рах. До них зараховують жароміцні сплави на основі Fe, Ni і Co, тугоплавкі метали та сплави на їхній основі, а також композиц. матеріали (металооксидні, металокарбідні та металоінтерметалідні). Жароміцні сталі можна використовувати при т-рах до 800 °С, кобальт. сплави — до 1100 °С, а деякі композиц. матеріали — до 1200 °С і вище. Іноді жароміцні М. м. алітують і хромоалітують. З них виготовляють газові й парові турбіни та ін. деталі, що екс­плуатуються під навантаже­н­ням. Серед жаро­стійких М. м. — нікельхром., залізохромонікел., кобальтові, що мають великий опір до газової корозії при високих т-рах. Їхні мех. властивості, зокрема тривала міцність, і діапазон робочих т-р можуть змінюватися у широких межах залежно від складу матеріалу та режимів його обробле­н­ня. Напр., жароміцні сталі використовують при т-рах до 800 °С, кобальт. сплави — до 1100 °С, а деякі композиц. матеріали — до 1200 °С і вище. Жаро­стійкі М. м. після алітува­н­ня, хромоалітува­н­ня, алюмосиліціюва­н­ня вирізняються більш високою стійкістю до газової корозії. З них виготовляють деталі, що екс­плуатуються при високих т-рах, напр., у газових або парових турбінах, ДВЗ. Захисні М. м. за­стосовують для захисту від іонізуючих ви­промінювань — нейтрон­ного, γ- і рентґенівського. Вони затримують та по­глинають нейтрони. Як захисні М. м. за­стосовують матеріали, що містять водень (вода, бетон) і речовини з великим пере­різом захопле­н­ня нейтронів (Fe, Cd, B, Pb). Серед найпоширеніших зварювальних М. м. (див. Зварювальні матеріали) — електроди для ручного дугового зварюва­н­ня — короткі метал. стрижні (діаметр 1,6–5 мм, довж. 225–450 мм) із покри­т­тям, що складається з суміші речовин, які стабілізують дугу, утворюють при на­гріван­ні та плавлен­ні гази і шлаки, забезпечують роз­кисле­н­ня та легува­н­ня металу шва. До них також належать зварювал. дріт і вольфрам. електроди. Той чи ін. зносо­стійкий М. м. (роз­різняють зносо­стійкі сталі та зносо­стійкі чавуни) може бути зносо­стійким при роботі в одних умовах (напр., у парі тертя), однак не мати зносо­­стійкості в ін. середовищах (напр., абразивних). Інструментальні М. м. при­значені для виготовле­н­ня деяких видів інструментів або їхніх робочих частин. Їм притаман­ні високі зносо­стійкість, твердість і тепло­­стійкість. Залежно від складу та сфери за­стосува­н­ня інструмент. М. м. поділяють: за ступ. легува­н­ня — на вуглец., низьколегов., легов., високолегов.; за при­значе­н­ням — для різал. інструменту, штамп. сталі для холод. деформува­н­ня тощо. Див. Інструментальні сталі, Інструменти з надтвердих матеріалів. Для створе­н­ня більшості кислото­стійких М. м. пасивують Cr і Ti. У неіржавіючих і кислото­стій. сталях Cr повин­но бути не менше 13 %. Їх за­стосовують у хім. і легкій пром-стях, електротехніці, машинобудуван­ні тощо. Стійкість цих матеріалів до кислот і кислих середовищ залежить від концентрації кислоти, величини pH, температури, аніон. складу середовища й окислювально-поновлюваного потенціалу. Кон­струкційні М. м. поділяють за технол. принципом (ливарні, деформівні, спечені, зварювальні, паяні), умовами екс­плуатації (жароміцні, тепло­стійкі, кріоген­ні), за складом (сплави Al, Ti тощо), структур. станом (сталі аустенітні, феритні та ін.) і типом зміцне­н­ня (гартувальні, покращувальні, старіючі, дис­персно зміцнені). Понад 95 % усіх кон­струкц. М. м. становлять сплави Fe з С (сталі та чавуни). Корозійно­стійкі М. м. — сталі, чавуни, сплави на основі Ni, Cu (бронзи, латуні), Al, Ti, Zr, Ta, Nb. Під­вище­н­ня корозій. стійкості цих матеріалів досягають легува­н­ням елементами, що гальмують анод. процес. При легуван­ні Cr сталей здатність до пасивації пере­дається й сплаву. У неіржавіючих сталей вміст Cr має бути не менший за 13 %. Кріоген­ні М. м. при­значені для роботи в умовах низьких т-р (нижче 153 °С). Їх за­стосовують як кон­струкц. матеріали для косміч. і кріоген. техніки: аустенітні та легов. сталі, що містять понад 10–12 % Ni, сплави Al з домішками Mg (5–6 %) або Mn (0,5–1,5 %) тощо. Див. Корозіє­стійкі сплави і матеріали. З ливарних М. м. одержують різноманітні ливарні вироби. Ливарні сплави – матеріали, отримані сплавле­н­ням метал. або неметал. компонентів. Метал. сплави окрім осн. металу містять легуючі та модифікуючі матеріали, а також домішки. Сталь використовують у литому стані без деформац. обробле­н­ня, що зумовлює її значну фіз. і хім. неоднорідність, низькі мех. властивості. Нині якість ливар. М. м. під­вищують унаслідок електродуг., індукц.-вакуум., електрошлак. та ін. методів пере­плаву. Вперше пром. виробництво лужно­­­стійких М. м. роз­почато на­прикінці 18 ст. у Франції. До них від­носять вуглец. і високолегов. сталі, сірі та високолегов. чавуни, кольор. і благородні метали та їхні сплави. Вуглец. сталі стійкі у роз­чинах лугів з концентра­цією до 50 % при т-рі до 100 °С. Додава­н­ня невеликої кількості Ni або Cu значно збільшує їхню луго­стійкість. Хромисті сталі (Х13, 2Х13, 3Х13, 4Х13, Х17, 0Х17Т, Х25Т, Х28, 1Х17Н2) стійкі у роз­чинах лугів лише при невисоких т-рах. Значні домішки Ni під­вищують луго­стійкість заліз. сплавів. Хромонікел. сталі (00Х18Н10, 0Х18Н10, Х18Н9, 2Х18НТ, Х18Н10Т, Х18Н9Т, 0Х18Н12Б) стійкі у роз­чинах лугів аж до t_кип. Висока стійкість характерна хромонікел. сталям Х12НТ, 0Х21Н2Т, 0Х21Н6М2Т і 1Х18Н5Т. Не кородують при тривалій екс­плуатації у лужних роз­чинах високолегов. спец. сталі 0Х17Н13М2Т, 0Х17Н16М3Т, 0Х23Н28М2Т і 0Х23Н28М3Д3Т. Сірі чавуни стійкі у роз­чинах лугів серед. концентрацій до 100 °С. Нікел. чавуни стійкі у концентр. роз­чинах лугів. Чистий Ni стійкий у роз­чинах лугів всіх концентрацій при високих т-рах. Cu також до­статньо стійка у водних роз­чинах лугів. Стійкість оловʼя­­нистих бронз до лужних роз­чинів дещо вища, ніж стійкість Cu. Особливо стійкі нікел. латуні. Ti не кородує у лужних роз­чинах під напруже­н­ням. Zr особливо стійкий у концентров. роз­чинах лугів і роз­плавлених лугах. Mo, W, Nb і Ta, а також Ag, Au і Pt стійкі до холод. роз­чинів лугів. У магнітних М. м. від­носна магнітна сприйнятливість значно більша одиниці. Їх поділяють на фери- та феромагнітні. Перші є антиферомагнетиками з нескомпенсов. антипаралел. атом. магніт. моментами під­ґраток. Роз­різняють також магніто­­мʼякі та магнітотверді матеріали.

Магнітні М. м. спец. при­значе­н­ня: магнітоді­електрики, магні­­тострикц., над­провід­ні магнетики, термомагнітні матеріали, фе­­рити для надвисокочастот. техніки. У модифікованих М. м. при невеликих концентраціях модифікуючих матеріалів (до 0,05 %) внаслідок великої кількості штучно створених центрів кри­сталізації від­бувається здрібне­н­ня зерна. Водночас зі здрібне­н­ням елементів мікро­структури значно покращується й їхня внутр. будова. Модифік. М. м. вирізняються більш високими короз. стійкістю, пластич. і втом. міцностями, покращеними технол. властивостями, меншою схиль­­ністю до зародже­н­ня тріщин у виливках і звар. швах порівняно з немодифік. матеріалами. Серед модифік. М. м. — модифік. сталі, модифік. чавуни та модифік. кольор. метали і кольор. сплави. Магнітострикційні М. м. — магнітомʼякі матеріали з високою здатністю до деформації при намагнічуван­ні. Для них характерні велика магнітострикція насиче­н­ня (від­носна зміна ліній. роз­мірів при намагнічуван­ні до насиче­н­ня; λ_s > 2·10^-5) і високий коефіцієнт магнітомех. звʼязку (від­ноше­н­ня одержуваної мех. енергії до затраченої магніт. енергії; k > 0,1). Магнітострикц. М. м. є Ni, альфер, пермендюр, а також деякі магнітомʼякі ферити. Їх використовують у ви­промінювачах і при­ймачах ультра­звуку, при пере­творен­ні радіочастот тощо. З на­грівальних М. м. виготовляють на­грівники, що працюють за принципом прямого пропуска­н­ня електр. струму, оскільки вони задовольняють таким вимогам: висока робоча температура, тривалий термін викори­ста­н­ня при робочих т-рах, високий питомий електроопір, мін. можливе колива­н­ня електроопору довжиною на­грівал. елемента, значна пластичність. Найпоширеніші на­грівал. М. м.: сплави на основі Fe–Cr–Al (фехраль) з робочою т-рою до 1400 °С і Ni–Cr (ніхром) з робочою т-рою до 1200 °С. Для більш високих робочих т-р і агресив. середовищ за­стосовують Mo з дифуз. шаром MoSi₂ та керам. на­грівал. елементи. Надпластичні М. м. — матеріали, які проявляють надпластичність у ви­значених температурно-швидкіс. умовах деформува­н­ня. Вони по­єд­нують велике від­носне видовже­н­ня (10²–10³ %) низького напруже­н­ня плину (0,98–9,8 МПа) та високі показники чутливості напруже­н­ня плину до швидкості деформува­н­ня. На практиці використовують М. м., надпластичність яких зумовлена ультрадис­перс. структурою. Таку структуру у різних матеріалах (сплави Fe, Ni та ін.) одержують гартува­н­ням зі старі­н­ням, швидкіс. рекри­стал. від­палом, обробле­н­ням тиском з великими ступенями обтиску, термомех. обробле­н­ням або методами порошк. металургії (з ультрадис­перс. порошків). Ефект надпластичності у матеріалах від­бувається при т-рах понад 0,4 Т_пл. Тому важливою вимогою до надпластич. М. м. є стабільність їхньої структури при т-рі деформува­н­ня. Її досягають при на­гріван­ні двофаз. сплавів, особливо евтектик і евтектоїдів. Надпластичність притаман­на практично всім М. м., в яких створ. стабіл. при на­гріван­ні структуру з дуже дріб. зерном. Пром. викори­ста­н­ня надпластич. М. м. обмежене низькою швидкістю деформації. Матеріали у надпластич. стані вигідно використовувати при одержан­ні виробів дуже склад. форми; у традиц. технол. процесах — для зниже­н­ня зусиль обробле­н­ня тиском; для обробле­н­ня важко- і недеформів. жароміц. сплавів. Нанокри­сталічні М. м. мають над­дрібнозернисту (< 50 нм) структуру. Їм властивий великий обʼєм дефект. структури периферій. зон зерна у по­єд­нан­ні з без­дефект. структурою його центр. частини. Така структура зерна зумовлює значне під­вище­н­ня міцності матеріалу. Напр., екс­периментально одержано зразки чистого Fe з нанокри­сталіч. структурою (роз­мір зерна 3–5 нм) міцністю 8 ГПа. Нанокри­стал. М. м. одержують випаровува­н­ням–осадже­н­ням, плазм. роз­пиле­н­ням, лазер. оплавле­н­ням, а також мех. легува­н­ням. Наплавлювальні М. м. використовують для наплавле­н­ня матеріалу на виріб з метою від­новле­н­ня його роз­мірів (від­новлюв. наплавле­н­ня) або під­вище­н­ня довговічності (зносо­стійке й антикороз. наплавле­н­ня). Найбільш поширений вид — метал. електроди з покри­т­тям для ручного дугового напиле­н­ня. Від­новлювал. і антикороз. наплавле­н­ня проводять зварювал. електродами. Немагнітні М. м. мають невисоку магнітну проникність (не вище 1,5). Серед них — немагнітні легов. сталі та чавуни, полімери, скло, кольор. метали та сплави (на основі Al, Cu, Ti). У структурі немагніт. сталі — суміш аустеніту та карбіду заліза, немагніт. чавуну — аустеніту та графіту. Щоб одержати аустенітну структуру при кімнат. т-рі, сталь і чавун легують Ni та Mg. З них виготовляють деталі годин­ників, коробок компасів, корпусів машин, суден, різного судн. обладна­н­ня. Парамагнітним М. м., або парамагнетикам властиве намагнічува­н­ня у напрямі зовн. магніт. поля. Їхня магнітна сприйнятність набагато менша 1, а магнітна проникність дещо більша 1. Типові парамагнітні М. м.: лужноземел. і лужні метали. Їхня магнітна сприйнятність практично не залежить від температури. Парамагнітними М. м. вище точки Нееля стають всі антиферомагнетики, вище точки Кюрі — всі магнітні матеріали. Парамагнітні властивості металів і сплавів залежать від обробле­н­ня (вплив дефектів) та хім. складу. Унаслідок адіабатич. роз­магнічува­н­ня їх використовують як робочі речовини при одержан­ні кріоген. т-р, а також у вимірювал. техніці для зміни феромагніт. матеріалів. З під­шипникових М. м. виготовляють під­шипники коче­н­ня та вкладки під­шипників ковза­н­ня. Ці матеріали повин­ні мати малий коефіцієнт тертя сталевою поверх­нею вала, забезпечувати мале зношува­н­ня поверхонь тертя та витримувати до­статні питомі навантаже­н­ня До під­шипник. М. м. від­носять бабіти, бронзи, деякі чавуни, а також пористі порошк. матеріали, просочені мастилом. Нині як під­шипник. М. м. за­стосовують керам. і композиц. матеріали на основі тугоплав. сполук та керметів. Комбінов. під­шипник. М. м. — по­єд­на­н­ня різних матеріалів, напр., пористих матеріалів, просочених пластмасою, пластмас. наповнювачем у ви­гляді металу, графіту або шаруватих типу метал–пластмаса. Плавлені М. м. отримують плавле­н­ням усіх компонентів з подальшим тверді­н­ням роз­плаву. Вони за­звичай щільніші, ніж спечені матеріали. Пластичні М. м. мають здатність до пласт. деформації. Напр., при малих напруже­н­нях метали є пруж. тілами, при збільшен­ні напруже­н­ня вони проявляють пласт. властивості, а при високих т-рах пере­творюються у вʼязкі тіла. З пружин­них М. м. виготовляють пружини, пружні елементи, ресори різного типу. Це пере­важно сталі, які класифікують за способом виготовле­н­ня та за при­значе­н­ням. Існують сталі, які зміцнені шляхом пластич. деформації з подальшим старі­н­ням, і гартовані на пере­насичений твердий роз­чин з подальшим старі­н­ням. Сталі заг. при­значе­н­ня з робочими т-рами до 100–120 °C: 70, У12А, 65Г, 50ХФА та ін.; спец. при­значе­н­ня, які крім високих мех. властивостей мають спец. фіз.-хім. властивості: 40Х13, Н18К9М5Т, 12Х18Н9Т та ін. Іноді створюють пружин­ні М. м. на основі Cu. Пружні М. м. — матеріали, які здатні у ви­значених умовах від­новлювати форму й обʼєм після зня­т­тя зовн. навантаже­н­ня. Від кін. 19 ст. використовують радіо­активні М. м. З усіх природ. і штучно створених радіоакт. елементів реакція діле­н­ня практично здійснена і реально освоєна для ²³³U, ²³⁵U і ²³⁹Pu. Природні Ra і Po за­стосовують практично, природні Pa, Rn, At і Fr — у наук. дослідже­н­нях. Ізотопи з дуже великим періодом напів­розпаду: ⁴⁰K, ⁸⁷Rb, ¹¹⁵In, ¹²⁴Sn, ¹³⁸La, ¹⁴⁷Sm, ¹⁷⁶Lu, ¹⁸⁷Re. Ці елементи слабо радіоакт., не утворюють радіоакт. сімʼї і після випуска­н­ня альфа- або бета-частин пере­ходять у стійкий ізотоп. Радіоакт. М. м. штуч. походже­н­ня — транс­уран. елементи. З них найбільше значе­н­ня має Pu, який одержують у ядер. реакторі при опромінен­ні нейтронами ядер ²³⁸U. Радіоакт. М. м. у ви­гляді сплавів ²³⁸U, ²³⁵U, ²³³U, ²³²U і ²³⁹Pu з Al, Nb, Zr, Mo та ін. випускають для потреб атом. енергетики. Більш ефективним є виготовле­н­ня ядер. палива у ви­гляді оксидів, карбідів і силіцидів. Штучні М. м. використовують також у різних радіо­ізотоп. приладах, які контролюють і регулюють технол. процеси, зокрема понад 20 типів джерел ⁶⁰Co і ¹⁹⁸Ir — для гама-дефекто­­скопії. За допомогою радіотехнічних М. м. (гетери, напів­провід­ники, вакуумні, магнітні, радіопо­глинаючі та про­зорі, термоеміс., електроізоляц. матеріали та ін.) у робочих вузлах при­строїв генерують, ви­промінюють, пере­творюють і при­ймають електромагнітні колива­н­ня у діапазоні радіочастот 10⁵–10¹¹ Гц. Резистивним М. м. повин­ні бути властиві необхідні коефіцієнти електр. провід­ності й опору, а тим, що екс­плуатують при високих т-рах, ще й від­повід­ні жароміцність, жаро- і термо­стійкість. Їх виготовляють на основі W, Mo, Ta, ніхрому, фехралю, металоподіб. тугоплав. сполук, напів­провід­ників, оксидів, комплекс. оксидів деяких пере­хід. металів, а також ін. оксидів. Резистив. М. м. є керам. і композиц. матеріали на основі нітриду кремнію, скла, стеатиту з електро­провід. наповнювачами (напр., сажею), нітриду алюмінію або кремнію з наповнювачами — металоподіб. тугоплав. сполуками або деякими металами. З них виготовляють баретери, варистори, резистори та ін. Феромагнетикам, або феромагнітним М. м. — Fe, Co, Ni, Gd і сплавам цих елементів між собою та з неферомагніт. елементами — властива спонтан­на намагніченість. Типовими магнітомʼякими М. м. є Fe і його сплави із Si (транс­форматорні й електротех. сталі), сплави Fe з Ni (пермалой) і з Co (пермандюр); магнітотвердими — вуглец., вольфрам., кобальт. сталі, сплави альні, альніко, магніко, тікональ, платин. сплави та сполуки Co з рідкісноземел. елементами. При т-рах вище точки Кюрі феромагнетики стають парамагнетиками. Феромагнітні М. м. є основою багатьох магніт. матеріалів або входять до їхнього складу. Хімічно­стійкі М. м. характеризуються під­вищеною стійкістю у хім. агресив. середовищах. Хімічно­стійкими є кислото-, корозійно- і луго­стійкі матеріали. До них належать сплави на основі Fe (сталі та чавуни) з легуючими добавками (Cr, Ni, Mn, Cu, Mo, Si та ін.), метали Ni, Cu, Ti, Zr, Nb, Ta, Au, Ag та сплави на їхній основі.