什么是金屬復合材料？

與非金屬復合材料相比，金屬基復合材料的潛力尚未充分發揮，應用面比較窄，成熟的品種很少。這種情況一直到20世紀70年代中期才略有好轉。1974年，美國材料咨詢局一次肯定了研制和使用金屬復合材料的正確性，表示對這項工作要重視和支持。這主要是航空、航天、能源工業的發展提出的一系列嚴格的要求，看來只有依賴金屬基復合材料和精陶瓷才能夠解決。金屬基復合材料所用的增強劑除了石墨、硼(硼硅克)纖維外，還有高強度鋼絲、高熔點合金絲(鎢、鉬)和晶須(氧化鋁、碳化硅)等。這些纖維分別用來與鋁、鎂、鈦、銅和鎳鈷基高溫合金組成復合材料。

金屬復合材料的研制起步早，取得了一定效果。這種材料用于航天飛機的中機身構架管，可減重80公斤。采用硼—鋁復合材料的飛機為數不多，目前只有F—111、S—3A等，此外還有“阿特拉斯”導彈的殼體。

金屬復合材料有希望的潛在用途是制造噴氣發動機的壓氣機及風扇葉片，如用其代替鈦合金可減重33％，節省成本45％左右。美國幾家主要發動機公司如普拉特?惠特尼、通用電器、TRW等均進行過硼—鋁復合材料風扇葉片的研究。JT8D發動機上試用硼—鋁壓氣機葉片，工作溫度達到300℃，此外，在TF—41—P3發動機上還試用了鈹—鋁壓氣機葉片。

金屬復合材料也具有很高的比強度和比模量，適合直升機、導彈、坦克和突擊浮橋使用。CH47直升機的傳動機，采用了多層石墨—鋁護板，大大減少了振動噪音，此外石墨—鋁和石墨—鎂將被用在人造衛星和大型空間結構上，如衛星支撐架、平面天線體、可折式拋物面天線助等。

鎳基和鈷基高溫合金使用高熔點鉬、鎢絲式晶須增強后成為耐熱復合材料。這項工作在開展多年，目的是為了滿足工作溫度和載荷日益提高的先進渦輪發動機的需要。利用這種耐熱復合材料制成實心渦輪葉片，可以提高渦輪的溫度和轉數，減少渦輪級數和冷卻氣體的消耗，為改進發動機創造了條件。采用加有二氧化釷和碳化鉿的鎢絲增強復合材料，工作溫度為1160～1200℃，至少比目前的渦輪工作溫度提高100℃。

用氧化鋁晶須氈或單晶纖維增強熔點鉬鎢后，可以耐更高的溫度，在1650℃時的強度為鎢的兩倍，作為火箭噴口材料已通過試驗。

以鋼板為基體的各種層壓板也是一種通用的復合材料。例如波音767和757飛機上采用的一種包不銹鋼鋁板，可以代替鈦合金作為發動機的防火材料，重量輕而價格低。