碳纤维是一种密度较小（约为1.5~2.0g/m³）而高强度、高模量的纤维。它比一般玻璃纤维的弹性模量高出3~5倍，碳纤维和环氧树脂复合材料的拉伸强度超过玻璃钢和铝合金。

 碳纤维可以用黏胶纤维、聚丙烯腈纤维及沥青 等制造。碳纤维的强度和模量与它的结构分不开。碳纤维是由许多小晶体组成的多晶体，这些小晶体类似于石墨晶体。石墨是一种六方晶体结构，在石墨面上，“C”原子是以短的共价键相联接，键长为0.142nm，在石墨层与层之间距离较大，约为0.335nm，层间由范德华力联接。由于石墨结构中层面内原子间的结合力较强，键能为628.05KJ/克原子。层间结合力较弱，键能为5.44KJ/克原子，因此，在外载荷作用下表现各向异性，当沿层面拉伸时有较强的强度和模量。

  有黏胶纤维或沥青制成的碳纤维，其石墨含量较低，具有较大的表面积，较高的体积电阻、吸水性和较低的导热性，虽然强度不是很突出，但电绝缘性良好，因此，主要用作绝缘用复合材料的增强纤维。聚丙烯腈纤维经石墨化处理后，能获得最佳的强度，它的弹性模量有了很大的提高。

  碳纤维制品及其分类：碳纤维及其制品可按其组成、外观和特性等进行分类。

（一） 按组成分类

（1） 耐焰纤维  含碳原子以外的其他杂原子较多的碳纤维，相对密度约在1.40左右。

（2） 碳纤维  含碳量在90%以上的碳纤维，内含杂原子的含量和种类与原丝的类别有关，相对密度约在1.75左右。

（3） 石墨纤维 含碳量在98%以上的碳纤维，相对密度在1.90以上。

（二） 按外观分类

（1） 短纤维 包括短切碳纤维和碳毡。

（2） 长纤维 碳纤维的长度可达几千米。根据抽丝时用的喷丝头孔数，并分为1K、2K、3K、6K、······等，每一个K被定义为每束（股）1000根碳纤维。

（3） 二（双）向织物  品种有平纹布或缎纹布等。碳纤维二向织物的生产方法，可以先经碳化后进行编织，也可以先编织后在碳化。前者的强度较好，但编织技术要求较高。近几年来出现了碳纤维与玻璃纤维的混杂物编织方法。这种新型的平纹布既有可降低成本，也可改进复合材料的性能。

（4） 布的叠层结构  将碳布折叠成一定的长、宽、高的形状，通常为无芯卷绕，最后加工成圆形或方形的形式，其长度可根据需要而定。

（5） 扭绳或编织绳 将数束单丝纤维合并成小股，以数股或数十股子扭绳机或编绳机上进行扭编或编织。可制成不同的形。

(三)按性能分类

（1）通用型   这类碳纤维拉伸强度在18MPa以下。

（2）高强度型 这碳纤维的拉伸强度在25MPa以上。

（3）高模量型  这碳纤维的强度在18-22MPa.

（4）高拉伸型  碳纤维的拉伸可达1.5％。