碳纤维（CF）不仅具有碳材料的固有特性，又兼具纺织纤维的柔软可加工性，是由90%以上的碳元素组成的新一代高性能增强纤维，是有机纤维经固相反应转变而成的纤维状聚合物碳，是一种非金属材料。

1.2.4.1　碳纤维分类

按照生产碳纤维的原材料分类，可分为聚丙烯腈基碳纤维（表1-4），沥青基碳纤维（表1-5）和黏胶基碳纤维；按照力学性能分类，可分为高强度纤维、高模量纤维、通用性纤维、中模量纤维、低模量纤维。

表1-4　聚丙烯腈基碳纤维性能指标

1.2.4.2　碳纤维性能

（1）力学性能。碳纤维具有很高的抗拉强度和模量，其抗拉强度是钢材的2倍、铝的6倍，其模量是钢材的7倍、铝的8倍。

（2）物理性能。

①耐热性：在不接触空气或氧化性气氛时，碳纤维具有突出的耐热性，在高于1500℃下强度才开始下降。(www.daowen.com)

表1-5　沥青基碳纤维性能指标

②热膨胀系数：碳纤维的热膨胀系数具有各向异性的特点，平行于纤维方向为负值而垂直于纤维方向为正值。

③热导率：热导率具有方向性，平行于纤维方向的热导率为16.74W/（m·K）；垂直于纤维方向的热导率为0.837W/（m·K）。

④密度：ρ在1.5～2.0g/cm3，密度与原丝结构、碳化温度有关。碳纤维的比热容一般为0.712kJ/（kg·K）。

（3）化学性能。碳纤维的化学性能与碳很相似。它除能被强氧化剂氧化外，对一般酸碱是惰性的。在空气中，当温度高于400℃时会出现明显的氧化，生成CO和CO2。

当碳纤维在高于1500℃时强度才开始下降。另外，碳纤维还有良好的耐低温性能，如在液氮温度下也不脆化，它还有耐油、抗放射、抗辐射、吸收有毒气体和减速中子等特性。