近代科技和生產的發展，可以說是一日千裏，人類從乘牛車、馬車到乘宇宙飛船；從點油燈照明到用原子能發電；從使用大刀長矛到發射導彈核武器，等等。科學技術能以驚人的速度發生巨大的變化，應首先歸功於材料。
如果沒有鋼鐵，再高明的技術工人也造不出汽車；沒有高強度、耐高溫的材料，再聰明的科學家也無法把衛星送上天；沒有耐腐蝕、耐高壓的材料，再勇敢的探險者也不能開發富饒的海洋資源……在科學技術史上，材料問題解決與否，往往成為創造發明成敗的關鍵。新材料一旦應用，不僅大大提高了科學技術和生產力的發展，也使人類的活動方式發生翻天覆地的變化，而且給人類帶來空前優厚的物質利益和精神上的享受，把千百年來夢寐以求的神話變成現實。
縱觀近年來的成敗得失，不少決策人逐漸意識到科技的進步，關鍵在於材料。為了說明這一觀點，他們要求對一些重大科學和技術項目進行分析，並列舉了一些材料在工業、農業、國防和科研等方麵所起的作用及其建立的功績，做為重要證據。
飛機發展的關鍵
1903年，美國萊特兄弟發明了世界上第一架飛機，所用原料是木材和帆布。飛行速度每小時隻有16公裏，和騎自行車的速度差不多。1911年，鋁合金研製成功，很快取代了木材和帆布，到第一次世界大戰期間，全金屬結構的飛機已很普遍了。從木布結構過渡到金屬結構後，飛機的性能和速度獲得一個飛躍。例如到1939年螺旋槳飛機創造的最高時速已達755公裏，僅36年的時間，飛行速度提高了47倍。聲音在空氣中的傳播速度為1200公裏/小時，有些人試圖用螺旋槳飛機超過音速，但都沒有成功。失敗和挫折使人們把音速看成是飛機速度無法逾越的障礙，簡稱“音障”。後來找到了失敗的原因：原來空氣是有壓縮性的，螺旋槳飛機在高速飛行時，由於壓縮空氣的影響，機翼或其他部位的表麵會出現“激波”，造成升力下降，阻力增加，阻礙了飛行速度進一步提高。於是人們尋求新的動力，造出了噴氣式飛機。
但是，初期的噴氣式飛機仍然沒有超過音速，因為噴氣發動機的進口溫度很高，需要耐高溫的合金材料，而英國研製出的鎳基合金隻能承受700℃，使發動機推力和飛行速度受到影響。到了50年代，高溫合金有了進一步發展，已經能夠製造耐800℃以上的高溫合金，再加上采用了後掠角更大的機翼和其他減少阻力的措施，終於研製出一種飛行速度超過音速的噴氣式飛機，突破了以前不可逾越的“音障”。這裏，噴氣發動機立了一大功，而耐高溫合金材料則起了關鍵性的作用。
可是，在提高飛行速度的征途上，又出現了新的問題。這就是飛機以超音速飛行時，其表麵因受到空氣強烈摩擦而發熱，使溫度急劇升高。這種現象叫做空氣動力加熱。飛機的速度越快，溫度也愈高。以飛機在同溫層邊界飛行（溫度是-56℃）為例，當飛行速度等於音速時，飛機的表麵溫度為-18℃；2倍音速時，溫度為98℃；當達到3倍音速時，飛機表麵溫度會升至300℃。從鋁合金的耐熱性來說，當飛機速度達到2倍音速時，鋁的強度會顯著降低；3倍音速時，就會發生空中解體。通常認為，飛機速度應在2～3倍音速範圍內，這種空氣動力加熱又是一堵新的障壁，稱為“熱障”。
它對飛機的結構、飛行員工作環境和各種設備均帶來不利影響，甚至危害。
因此，要製造表麵耐溫超過180℃，即飛行速度為音速2．5倍的飛機，就需要用鈦合金（可承受550℃溫度）代替鋁合金。
近10年來，由於石油價格連續上漲，使民用飛機的燃油費用由1973年占航線直接使用費用的18％，上升到1982年的50％，從而迫使各飛機公司積極從飛機的減重入手，采用新的替換材料。
波音757是一種窄機身短程旅客機，載客190人；波音767是一種半寬機身中程旅客機，載客250人。新飛機的機身和機翼上，大量使用了改進的鋁合金和複合材料。水平尾翼和垂直尾翼由於采用聚芳酚胺（凱芙拉）纖維和碳纖維複合材料，使重量比用鋁減少了20％～40％。波音767飛機上有24個零部件共使用了3噸碳纖維與凱芙拉—49混纖複合材料，比早期采用的玻璃纖維—環氧複合材料還要輕。波音767還是第一種使用鋁合金主起落架梁的民用飛機，而波音757飛機由於空間的限製，選用了鈦合金主起落架。此外，兩種飛機都增加了超高強度鋼的品種和用量。
這樣一來，一架波音767飛機由於采用複合材料減重450千克，采用超高強度鋼減重900千克，采用改進鋁合金減重363千克，三項總計共1．7噸。
據統計，飛機結構如減輕1千克，每年可節省燃料2900千克，可見其經濟效益有多大。波音公司已在90年代的波音旅客機上，進一步擴大使用了複合材料。據稱，除發動機和起落架外，大部分結構材料都能采用碳纖維和聚芳酚胺纖維，那麼這架乘坐250人的飛機可減輕重量6噸！