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锂作为轻合金、超轻合金、耐磨合金以及其它有色合金的组成部分，能大大改善合金性能。例如，锂镁合金是高强度轻质合金，不仅具有良好的导热、导电、延展性，还具有耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能好、抗高速粒子穿透力等特点，被誉为“明天的宇航合金”，被广泛应用到航空、国防等领域。随着当今世界对结构材料轻量化、减重节能、环保以及可持续发展要求的日益提高，镁锂合金也将被应用到需要轻量化结构材料的交通、电子、医疗产品等领域。
将锂加入到铍、锌、铜、银、镉和硼等中形成的合金不仅更坚韧或更强硬，拉伸强度和弹性也会提高。这些合金中锂的含量则从千分之几到百分之几不等。
锂也是有效的脱气剂。因为锂的化学活性强，将锂加入熔融的金属或合金中，锂会与金属或合金中诸如氢、氧、硫、氮等气体发生反应生成密度小而熔点低的化合物，不仅能除去这些气体，使金属变得更致密，还能消除金属中的气泡以及其它缺陷，从而改善金属的晶粒结构，提高金属的机械性能。
