碳纤维是一种高强度、高模量的纤维，以聚丙烯腈、粘胶纤维或沥青纤维为原料，经加热除去碳以外的所有其他元素。它具有良好的化学稳定性和耐高温性，是高性能增强复合材料中的优良结构材料。
根据碳化温度的不同，碳纤维可以分为三种。
(1)普通型(A型)碳纤维:是指在900～1200℃下碳化得到的碳纤维。这种碳纤维的强度和弹性模量都较低，一般强度小于11cN/dtex，模量小于1346cN/ dtex。
(2)高强度型(Ⅱ型或C型)碳纤维:是指在1300 ～1700℃下碳化得到的碳纤维。这种碳纤维的强度很高,可达14～17cN/dtex，模量约为1384～1661cN/dtex。
(3)高模量型(Ⅰ型或B型)碳纤维，又称石墨纤维:是指在碳化后再经2500℃以上高温石墨化处理所得到的碳纤维。这种碳纤维具有较高的强度,约为9.8 ～12.2cN／dtex，模量很高一般可达1711cN/dtex以上,有的甚至高达3179cN/dtex。
（一）碳纤维的性能发展特点
碳纤维是由许多微晶体堆砌而成的，做晶体的厚度为4～10mm,长度为10～25m,它由约12～30个层面组成。
测得的碳纤维层间距约为(3.39 ~ 3.42) x 0.1 nm，略大于石墨微晶层间距。此外，平行层中的碳原子排列不如石墨层中的碳原子排列得好。
1.物理机械作用碳纤维轴之间的结合力比石墨强，所以其轴向强度和模量远高于石墨，而径向强度和模量与石墨相近，相对较低，所以碳纤维避免了径向应力，打结强度较低。
2.耐热材料性能 碳纤维发展具有一个很好的耐热性和耐高温性。碳纤维进行升华以及温度可以高达3650℃左右，能耐温度急变，热膨胀影响系数小，耐腐蚀且能导电。
化学性质碳纤维具有与碳非常相似的化学性质。 当空气中的温度高于400 ℃ 时，会发生明显的氧化，氧化产生的二氧化碳和一氧化碳在纤维表面流失，因此碳纤维在空气中的使用温度不宜过高，一般应低于360 ℃。 但在氧气绝缘的情况下，使用温度可以显著提高，一般可达1500-2000 ℃，温度越高，纤维的强度越大。
除了碳纤维可以被强氧化氧化，一般的酸、碱对它不起作用。碳纤维具有自润滑性，在铜中掺入25% 的碳纤维可以大大降低复合材料的磨损率。
碳纤维的密度最比一般通过纤维大 ,但远比我们一般采用金属小。通常它的密度决定于热解过程和所用原丝的性质。如以黏胶纤维为原丝控制得的碳纤维，密度进行一般为1.5～1.7g/c㎡，以聚丙烯腈为原料制得的碳纤维，密度变化约为1.7～2.0g/c㎡。
（二）碳纤维的用途
碳纤维发展并不需要单独进行使用，它一般加人到树脂、金属或陶瓷等基体中，作为一个复合建筑材料的骨架材料。这样才能构成的复合纳米材料是十分重要有用的结构设计材料,它不仅质轻,耐高温，而且有很高的抗拉伸强度和弹性模量，是制造宇宙飞船、火箭、导弹、高速飞机技术以及一些大型客机等不可因为缺少的组成部分原料。
除了用作飞机结构材料外，其复合材料还用于原子能、机电、化工、冶金和运输等行业，以及集装箱和体育用品，如网球拍、冰球桨、高尔夫球桨、滑雪板和赛艇。 也有广泛的用途，如帆船。
