本号宗旨
至少二十多年前开始，新材料（例如铝合金、陶瓷、塑料、纳米材料等）会代替钢铁材料，成为新的基础材料，一直是材料领域热议的问题，每当有一种新的材料被发现，总有媒体会推波助澜一波。
但事实上，真正从事材料研究的人很清楚，以现有研发体系所能探知的材料，想要代替钢铁材料其实是很难的。冶金领域多位院士也反复阐述过，目前，钢铁材料是无法被替代的。
其原因是什么呢？
因为要想成为基础材料，必须要满足三个条件：
（1）原材料易开采，且广泛存在；
（2）主元素或主成分可以回收再生产，实现循环；
（3）潜在性能要足够宽，例如既可以做成高强度材料，又可以做成韧性材料。
第一条是为了满足规模性和经济性的要求，这是成为基础材料被广泛使用的前提；
第二条是为了满足可持续使用的要求，如果无法循环，势必会形成资源恐慌和枯竭，进而不满足第一条；
第三条是为了满足制作不同工具的需要，在文章（ ）中讲到，基础材料的生产是为了通过离散型制造业，做成多样化、精细化的工具，从而进一步提升生产力，如果潜在性能不够宽，很难满足工具多样化的需求。
如果把报道中被人们反复提到的潜在基础材料分下类，按照材料性能是如何产能的，可以分为基材型材料和结构型材料。
基材型材料是以某种元素或化合物为基材，通过掺杂其他元素或化合物，实现不同的材料性能，金属类、陶瓷类等都属于这一类；
结构型材料是由于某种特定结构，从而是材料达到某种特定的性能，石墨烯、纳米材料等都属于这一类，其本身的元素构成并不特殊，但可以通过特殊的微观结构实现特殊的性能。
通过这个分类，对照基础材料的要求，基本上可以认定，结构型材料是很好的功能材料，在特定场景下会发挥很好的作用，但无法成为基础材料，因为不满足第三条，由于功能的特异性也决定其牺牲了潜在性能的宽度。
如果把基材型材料再分下类，按照基材组成可以分为单质基材和化合物基材。
单质基材型材料是以单一元素作为基材，例如钢铁、铝合金等；（钢铁材料本身也是一种铁基材料的合金，与通常认为的铁合金的概念不同）
化合物基材型材料是以化合物作为基材，例如陶瓷、水泥等。
通过这个分类，对照基础材料的要求，基本上可以认定，化合物基材型材料虽然有一定可能性拓展其潜在性能，但由于其化合物基材的特点，决定了其难以实现循环，因为其化合物作为基材，就要求极高的稳定性，因而极大的增加了回收利用的难度。
最后剩下的只有单质基材型材料，这一类材料中，是否有代替钢铁材料的元素呢？
首先按照基础材料第一条的要求筛选一波，查一查地球上各元素的含量。若依质量来排序地壳中含量最丰富的元素,前八个分别是氧（46.6%）、硅（27.7%）、铝（8.1%）、铁（5.0%）、钙（3.6%）、钠（2.8%）、钾（2.6%）、镁（2.1%）；若考虑包括地函及地核的整个地球，含量最丰富的元素前八个分别是铁（32.1%）、氧（30.1%）、硅（15.1%）、镁（13.9%）、硫（2.9%）、镍（1.8%）、钙（1.5%）及铝（1.4%）。
将二者取并集，有可能作为单质基材的元素有氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、硫、镍共10种元素，日常广泛存在碳元素并不在其中，也间接决定了化工材料难以作为广泛使用的基础材料。
对这10种元素的第二步甄别，这就不得不打开元素周期表看一看了。
以上10种元素基本可以分成三类。
第一类是硅、铝、钙、钠、钾、镁，这6种元素具有较强还原性，以至于生产过程以电解法为主，或者以更强的还原剂置换还原，这种只能进行还原操作的冶炼工艺决定了作为基材材料，一旦掺入其他元素，在回收过程中几乎无法分离。这也是为什么铝合金、镁合金的综合性能比钢铁材料要好，并且已经被广泛使用，但依然难以成为循环材料，进而完全代替钢铁材料的原因。
第二类是氧、硫，这两种材料本身就不是基材材料，在常温常压下，一个是气态，一个是固态粉末状或块状，直接排除。
第三类是铁、镍，从基础材料的必要条件来看，镍是唯一一种有可能代替钢铁材料的金属材料，三个条件基本都满足，只可惜储量有限，从上面储量数据可以看出，地球上大量的镍主要储存在地球深层，地表矿非常稀缺，真正可采储量仅占总储量的10%。由此看来，在发明太空采矿和地心采矿之前，钢铁材料作为最主要工业基础材料的地位，无法撼动。
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