碳纖維是一種密度較小（約為1.5~2.0g/m³）而高強度、高模量的纖維。它比一般玻璃纖維的彈性模量高出3~5倍，碳纖維和環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的拉伸強度超過玻璃鋼和鋁合金。

 碳纖維可以用黏膠纖維、聚丙烯腈纖維及瀝青 等制造。碳纖維的強度和模量與它的結(jié)構(gòu)分不開。碳纖維是由許多小晶體組成的多晶體，這些小晶體類似于石墨晶體。石墨是一種六方晶體結(jié)構(gòu)，在石墨面上，“C”原子是以短的共價鍵相聯(lián)接，鍵長為0.142nm，在石墨層與層之間距離較大，約為0.335nm，層間由范德華力聯(lián)接。由于石墨結(jié)構(gòu)中層面內(nèi)原子間的結(jié)合力較強，鍵能為628.05KJ/克原子。層間結(jié)合力較弱，鍵能為5.44KJ/克原子，因此，在外載荷作用下表現(xiàn)各向異性，當(dāng)沿層面拉伸時有較強的強度和模量。

  有黏膠纖維或瀝青制成的碳纖維，其石墨含量較低，具有較大的表面積，較高的體積電阻、吸水性和較低的導(dǎo)熱性，雖然強度不是很突出，但電絕緣性良好，因此，主要用作絕緣用復(fù)合材料的增強纖維。聚丙烯腈纖維經(jīng)石墨化處理后，能獲得最佳的強度，它的彈性模量有了很大的提高。

  碳纖維制品及其分類：碳纖維及其制品可按其組成、外觀和特性等進行分類。

（一） 按組成分類

（1） 耐焰纖維  含碳原子以外的其他雜原子較多的碳纖維，相對密度約在1.40左右。

（2） 碳纖維  含碳量在90%以上的碳纖維，內(nèi)含雜原子的含量和種類與原絲的類別有關(guān)，相對密度約在1.75左右。

（3） 石墨纖維 含碳量在98%以上的碳纖維，相對密度在1.90以上。

（二） 按外觀分類

（1） 短纖維 包括短切碳纖維和碳氈。

（2） 長纖維 碳纖維的長度可達幾千米。根據(jù)抽絲時用的噴絲頭孔數(shù)，并分為1K、2K、3K、6K、······等，每一個K被定義為每束（股）1000根碳纖維。

（3） 二（雙）向織物  品種有平紋布或緞紋布等。碳纖維二向織物的生產(chǎn)方法，可以先經(jīng)碳化后進行編織，也可以先編織后在碳化。前者的強度較好，但編織技術(shù)要求較高。近幾年來出現(xiàn)了碳纖維與玻璃纖維的混雜物編織方法。這種新型的平紋布既有可降低成本，也可改進復(fù)合材料的性能。

（4） 布的疊層結(jié)構(gòu)  將碳布折疊成一定的長、寬、高的形狀，通常為無芯卷繞，最后加工成圓形或方形的形式，其長度可根據(jù)需要而定。

（5） 扭繩或編織繩 將數(shù)束單絲纖維合并成小股，以數(shù)股或數(shù)十股子扭繩機或編繩機上進行扭編或編織。可制成不同的形。

(三)按性能分類

（1）通用型   這類碳纖維拉伸強度在18MPa以下。

（2）高強度型 這碳纖維的拉伸強度在25MPa以上。

（3）高模量型  這碳纖維的強度在18-22MPa.

（4）高拉伸型  碳纖維的拉伸可達1.5％。