碳化和石墨化處理后得到。與其他普通材料相比,碳纖維具有許多優點。首先,碳纖維具有高強度和高模量的特點,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵。此外,碳纖維還具有耐腐蝕和高模量的特性,非常適用于國防軍工和民用領域。另外,碳纖維具有良好的導電和導熱性能,以及良好的耐疲勞性和耐腐蝕性。

碳纖維有多種不同的分類。根據原料來源,碳纖維可以分為聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維和氣相生長碳纖維等。根據性能,碳纖維可以分為通用型、高強型、中模高強型、高模型和超高模型碳纖維。此外,碳纖維還可以根據狀態分為長絲、短纖維和短切纖維。
PAN基碳纖維是目前市場上使用最廣泛的碳纖維類型。它的生產工藝包括原絲生產和原絲碳化兩個過程。首先,通過丙烯腈聚合和紡紗等工藝,將丙烯腈纖維加工成原絲。然后,將原絲放入氧化爐中進行氧化,再放入碳化爐中進行碳化,最終制成碳纖維。
瀝青基碳纖維是另一種碳纖維類型。它使用含有基金屬中間相的瀝青作為原料。經過穩定化和碳化處理后,瀝青基碳纖維具有較高的拉伸強度和模量。其他國家也研發了不同類型的瀝青基碳纖維,如耐熱和高導電的中間相瀝青基碳纖維和涂覆銅的瀝青基碳纖維等。
根據產品規格的不同,碳纖維可分為宇航級和工業級兩類,也稱為小絲束和大絲束。通常,48K以上的碳纖維被稱為大絲束碳纖維,包括360K和480K等。宇航級碳纖維主要應用于國防軍工和高技術領域,如飛機、導彈、火箭、衛星和體育用品。工業級碳纖維則應用于紡織、醫藥衛生、機電、土木建筑、交通運輸和能源等民用工業。