1、高比強度、高比模量，由於在金屬基體中加入了適量的高強度、高模量、低密度的纖維、晶須、顆粒等增強物，明顯提高了複合材料的比強度和比模量，特別是高性能連續纖維。如密度只有1.85 g/cm3的碳纖維的最高強度可達7 000 MPa，比鋁合金強度高出10倍以上，石墨纖維的最高模量可達900 GPa，硼纖維、碳化硅纖維密度爲2.5～3.4 g/cm3，強度爲3 000—4 500 MPa，模量爲350—450 GPa。加入30%-50%的高性能纖維作爲複合材料的主要承載體，複合材料的比強度、比模量成倍地高於基體合金的比強度和比模量。用高比強度、高比模量複合材料製成的構件質量輕、剛性好、強度高，足航大、航空技術領域中理想的結構材料。
2、導熱性能好，金屬基複合材料中的金屬基體佔有很高的體積分數，一般在60%以上，因此仍保持金屬所特有的良好的導熱性和導電性。良好的導熱性可以有效她傳熱，減少構件受熱後產生的溫度梯度，並能迅速散熱，這對尺寸穩定性要求高的構件和高集成度的電子器件而言尤爲重要，還可以防止飛行器構件靜電聚集問題的產生。
3、在金屬基複合材料中採用高導熱性的增強物還可以進一步提高金屬基複合材料的熱導率，使複合材料的熱導率比純金屬基體還高。爲了解決高集成度電子器件的散熱問題，現已研究成功的超高模量石墨纖維，金剛石纖維，金剛石顆粒增強鋁基、銅基複合材料的熱導率比純鋁、純銅還高，用它們製成的集成電路底板和封裝件可有效迅速地把熱量散去，提高了集成電路的可靠性。
4、線膨脹係數小，尺寸穩定性好，金屬基複合材料中所用的增強體均具有很小的線膨脹係數，且有很高的彈性模量，特別是超高模量的石墨纖維具有負的線膨脹係數加入相當含量的增強物不僅可大幅度提高材料的強度和模量，也使線膨脹係數明顯下降，並透過調整增強物的含量可獲得不同的線膨脹係數，以滿足各種工況的要求。例如，石墨纖維增強鎂基複合材料，當石墨纖維含量達到48%時，複合材料的線膨脹係數爲零，即在溫度變化時這種複合材料不發生熱變形，這對人造衛星構件特別重要。
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