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冶金學是材料科學和工程的一個領域，研究金屬元素的物理和化學行為，它們的金屬間化合物，以及它們的混合物，這被稱為合金。冶金學包括金屬的科學和技術；也就是說，科學應用于金屬生產(chǎn)的方式，以及用于消費者和制造商產(chǎn)品的金屬部件的工程。冶金學有別于金屬加工工藝。金屬加工依靠冶金學的方式類似于醫(yī)學依靠醫(yī)學科學的技術進步。冶金學的專業(yè)從業(yè)人員被稱為冶金學家。

冶金學又分為兩大類：化學冶金學和物理冶金學�；瘜W冶金學主要涉及金屬的還原和氧化，以及金屬的化學性能�；瘜W冶金學的研究課題包括礦物加工、金屬的提取、熱力學、電化學和化學降解（腐蝕）。相比之下，物理冶金學主要關注金屬的機械性能、金屬的物理性能和金屬的物理性能。物理冶金學研究的課題包括晶體學、材料表征、機械冶金學、相變和失效機制。

歷史上，冶金學主要側重于金屬的生產(chǎn)。金屬生產(chǎn)從加工礦石以提取金屬開始，并包括混合金屬以制造合金。金屬合金通常是由至少兩種不同的金屬元素混合而成。然而，非金屬元素經(jīng)常被添加到合金中，以獲得適合某種應用的特性。金屬生產(chǎn)的研究被細分為黑色冶金（也稱為黑色冶金）和有色冶金（也稱為有色冶金）。黑色冶金涉及基于鐵的工藝和合金，而有色冶金涉及基于其他金屬的工藝和合金。黑色金屬的生產(chǎn)占世界金屬產(chǎn)量的95%。

現(xiàn)代冶金學家作為跨學科團隊的一部分，與材料科學家和其他工程師一起在新興和傳統(tǒng)領域工作。一些傳統(tǒng)領域包括礦物加工、金屬生產(chǎn)、熱處理、故障分析以及金屬的連接（包括焊接、釬焊和焊錫）。冶金學家的新興領域包括納米技術、超導體、復合材料、生物醫(yī)學材料、電子材料（半導體）和表面工程。