金属内衬复合材料压力容器由于质量轻、可靠性高，本文介绍了空间应用复合材料金属内衬压力容器的研制现状和发展趋势。
性能优势典型的空间应用压力容器具有如下参数范围：长度（76.23048）mm，直径（25.41143）mm，体积（0.23819）L，工作压力（20.6868.95）MPa，安全系数1.53.0，氦漏率（1@10-21@10-6）PaL/s，循环寿命（510000）次最大工作压力循环，服役寿命（130）a，工作温度（-73120）e，加速度g=0.150，形状有柱、球、扁球等，固定结构包括带、裙、凸耳、法兰等。
相对于全金属压力容器，复合材料压力容器具有以下显著的性能优势：a.容器性能因子（又称为特性系数）高，约为钛54上海航天合金的1.53倍；b.可节省钛合金气瓶约25%50%的质量；c.负载工作寿命长；d.具有爆破前先泄漏（LBB）的疲劳失效模式；e.高可靠；f.生产费用低，周期短。
压力容器的性能因子定义为容器容积与爆破压力之积除以容器质量，利用它就可比较不同材料、不同形状、不同制造技术的容器的性能。理论和实践都证明，对各向同性金属材料，性能因子最高的容器形状为球形，而对各向异性复合材料，则为长圆柱形，即容器长度与直径比大于2给出了典型金属材料和复合材料压力容器性能因子。
显然，复合材料压力容器的性能因子值均大于相近级别的金属材料。
利用中性能因子值，就可估算在相同爆破压力和容积情况下复合材料容器相对全金属容器能够减轻的质量，如相对钛合金，T-700碳纤维能够减轻约50%，而T-1000碳纤维减轻质量达65%.
复合材料压力容器要满足MIL-STD-1522A安全规范（标准），其中最主要的就是要具有一般金属压力容器所没有的爆破前先泄漏的疲劳失效模式。
该安全失效模式要求满足两个必要条件：一是复合层循环寿命要远大于内衬循环寿命；二是要足以承受当内衬发生不稳定裂纹增长时迅速转移给复合材料层的原内衬负载。爆破前先泄漏的疲劳失效模式带给航天器系统及人员的安全效益是不言而喻的。
内衬复合材料压力容器中内衬的功能有：a.包容贮存液气体，防止泄漏；b.作为缠绕芯模，并提供对外接口和界面；c.承担部分内压载荷。
其中前两个功能是主要的，第三个功能与内衬厚度直接相关。良好的密封性能和工作介质相容性是满足内衬第一功能的必要条件，所以获得空间应用的复合材料压力容器全部采用金属材料内衬。对内衬材料的要求包括：a.高的比屈服强度和比极限强度，以减轻容器质量；b.工作介质相容性好；c.具有与复合材料断裂应变相容的足够的双轴延展性，以实现对失效模式的控制；d.抗裂纹增长性能好，以保证寿命；e.容易加工成形、成本低。具体选择内衬材料时需考虑的技术因素包括成形、焊接、材料相容性、强度等，需考虑的风险问题是焊接、腐蚀、污染、氧化等。另外，制造费用也是需要考虑的重要方面。
对内衬的设计考虑包括：a.与复合材料在负载和应变方面的相容性；b.在外压作用下的稳定性；c.金属内衬和复合材料热膨胀性能的差异；d.循环、负载、暴露环境等对疲劳寿命的影响；e.制造和试验工程中产生的内衬预应力效应。
内衬厚度主要取决于循环寿命要求，内衬的循环疲劳寿命依赖于内衬厚度、内衬应变范围、复合材料与内衬间的粘结、内衬厚度变化率、内衬中的裂纹等。内衬厚度还受制于加工公差、可生产性、运输问题和腐蚀防护要求等。薄壁内衬情况下内衬和复合材料的等形变要得到保证，用高剪切强度的膜胶实现疲劳敏感内衬与复合材料的粘结。
对不处理部分要小心覆盖。化学处理中要检测控制最薄处，以免腐蚀太多而使厚度不够。最后进行必要的机械加工。缠绕前仔细清洁内衬内外表面，并粘贴胶膜于内衬外表面，以提供复合层与内衬的良好粘结界面，并防止所谓的电流腐蚀。
复合材料压力容器的可靠性是设计和制造过程控制的结果，而许多无损检测技术不能保证给出可靠性评估。影响气瓶性能的制造技术主要有：a.内衬是否满足负载和环境循环次数；b.复合层和内衬之间粘接是否能够保持设计的应力和应变水平；c.复合层是否能达到需要的爆破安全系数和负载寿命。
影响气瓶可靠性的几个因素包括：a.内衬的物理和化学性能、表面光洁度、抗腐蚀性能、厚度及厚度均匀性；b.内衬到缠绕层粘接表面状态、胶的老化灵敏度、恰当的敷胶膜、固化循环、自紧后经历的热和应力循环；c.缠绕材料的物理和化学性质、缠绕变量（胶量、张力、纤维位移、固化温度和周期）、复合材料对损伤的敏感性。
对每一个参与飞行的容器都要进行验收试验，验证产品与特殊需求的一致性：a.静态加载试验验证载荷为最大负载的1.1倍，加载时间接近实际情况。如果能够提供无损检测的可靠判据，则可以不做验证载荷试验。
超薄内衬复合材料强度和刚度的提高，使得内衬可以很薄，从而进一步降低容器质量，特别是对低循环寿命要求情况，如卫星推进系统氦气瓶。高强纤维从最早应用的E玻璃纤维、S玻璃纤维，到后来应用的凯夫拉-49纤维、IM-6、T-40、T-700碳纤维，现在几乎全部应用T-1000碳纤维。混合纤维为改善单一复合材料压力容器的特殊性能，采用两种或多种纤维的混合缠绕技术，例如，为改善石墨纤维复合材料的抗冲击性能，采用混合缠绕凯夫拉纤维方法。该类压力容器可应用于空间站系统，具有防空间碎片碰撞能力。多元化内衬材料除了广泛应用的铝合金内衬外，近年来还压力容器采用了其他内衬材料，且容器性能因子有一定的提高。如Kaiser公司的纯钛内衬，ARDE公司的Incone-l718合金内衬等。无焊缝内衬无焊缝内衬制造费用低、可靠性高，但仅限于铝合金材料。