弹性模量达1~1.8TPa、抗拉强度达150GPa、密度可达0.8g/cm3、热膨胀系数几乎为零，碳纳米管具有超强的力学性能和优异的物理性能，是复合材料的理想增强体。相比陶瓷，其力学和物理性能具有革命性的超越，少量添加可使金属的力学、热学、电学物理性能获得显著增强。
碳纳米管增强金属基复合材料是近几十年来发展起来的一类先进复合材料，具有比重轻、热膨胀系数小、导电导热率好、阻尼性能优良等优点，在航空航天领域具有良好应用潜力。
制备方法
机械研磨分散法
碳纳米管增强金属基复合材料的制备极具挑战性，其严重团聚及其与金属不润湿等特性，使其很难分散到金属基体中。典型的机械分散方法如高能球磨等很容易导致纳米碳晶体结构破坏、严重界面反应、尺度下降等，严重降低了增强作用。通过分散与损伤的综合控制，包括优化高能球磨工艺、采用新型的搅拌摩擦加工等方法，能够改善纳米碳材料的损伤、抑制界面反应，并能实现碳纳米管复合材料的规模化制备。
搅拌摩擦加工结合+轧制制备碳纳米管铝基复合材料工艺示意图，来源：肖伯律，刘振宇等
片状粉末冶金法
为最大限度地控制损伤，近年来还发展了具有化学-机械结合的片状粉末冶金法。该工艺先采用磨制备薄片状铝粉末，同时用两性离子溶液与碳纳米管共混并进行超声分散，利用两性离子溶液介质的电负性特点，将碳纳米管“粘附”于铝粉末表面。由于碳纳米管未受到球磨的高能量机械作用，其长度十分接近原始碳纳米管。经过真空热压与挤压，碳纳米管仍保持完好的管壁结构。相比纯机械分散方法，片状粉末冶金法更能体现碳纳米管高强化效率。然而该方法也面临着效率较低与宏量制备困难的挑战。
存在问题
分散问题
在制备碳纳米管增强金属基复合材料的过程中，关键的步骤就是将碳纳米管均匀、弥散地分散在金属基体中。一旦发生团聚，就会大大降低复合材料的物理和力学性能，比较常用的方法是在液相中对碳纳米管进行充分的超声分散或是机械球磨，但是在后续工艺中也较难避免团聚。
界面问题
与碳纤维类似，碳纳米管与大多数金属不润湿，因此容易与基体间产生界面，进而影响碳纳米管增强相性能的发挥。一般情况下，会在碳纳米管表面涂覆金属，对其进行改性。
小结
碳纳米管增强金属基复合材料已成为金属基复合材料研究的一个热门方向，对它的研究已经取得了一定的进展。但离真正实现产业化还有一定的距离，碳纳米管的良好分散以及如何保持结构完整性、基体与增强体之间的界面问题、机理机制等基础理论，将会是未来很长时间的研究重点。
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