碳纖維
它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
碳纖維“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。
它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。
碳纖維具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧 化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有 各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。
良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。
碳纖維與傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；
它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。
高成本高投入的碳纖維
至今能掌握碳纖維生產方式的廠家仍是少數，因為其成本過高、技術難度高，不少的人望而卻步，例如三菱造絲有限公司，計劃對太竹生產設施計 劃投資一億美元，總面積87.4萬平方米，為期三年。
截止目前，全球PAN基碳纖維領先的生產商僅僅為十幾家，其中日本東麗、日本三菱化學、日本帝人三家企業約占總碳纖維產能的54%，而其中東 麗公司占總產能35%。
中國的碳纖維制造業正在逐漸成熟，但是每個供應商的最大產能都不足10,000噸，其中主要的公司是中復神鷹、恒神、精功科技、威海光威復合材料等。
（數據來源：Composites Market Report 2019）
碳纖維產品細分市場有望實現強勁增長，由于其有益的特性，例如低熱膨脹，高剛度，高溫耐受性，高耐化學性和低重量，其2020 年至2027年的復合年增長率為7.6％。碳纖維主要由碳原子組成，這些碳原子以平行于碳纖維排列的晶體形式結合在一起。
碳纖維的制作工藝
在聚合條件下，丙稀腈(AN)在引發劑的自由基作用下，雙鍵被打開，并彼此連接為線型聚丙烯睛(PAN)大分子鏈，同時釋放出175kcal/mol的執量。
生成的聚丙烯睛PAN)紡絲液經過混法紡絲或干噴混紡等紡絲工藝后即可得到PAN原絲。
PAN原絲經整經后，送入預氧化爐制得預氧化纖維(俗稱預氧絲);
預氧化的溫度控制在玻璃化溫度和裂解溫度之間，即200~300℃之間。
預氧化的目的是使熱塑性PAN線形大分子鏈轉化為非塑性耐熱梯形結構，使其在炭化高溫下不熔不燃、保持纖維形態，熱力學處于穩定狀態。
預氧化的梯形結構使炭化效率顯著提高，大大降低了生產成本。同時，預氧絲(預氧化纖維OF)也是一種重要的中間產品，經深加工可制成多 種產品，直接進入市場，并已在許多領域得到實際應用。
預氧絲進入低溫炭化爐、高溫炭化制得碳纖維;碳纖維經表面處理、上漿即得到碳纖維產品。
PAN原絲經預氧化處理后轉化為耐熱梯形結構，再使用CX-CCF系列碳化爐500-1600攝氏度中低溫碳化，轉化為具有亂層石墨結構的碳纖維。
在這一結構轉化過程中，較小的梯形結構單元進一步進行交聯、縮聚，且伴隨熱解，在向亂層石墨結構轉化的同時釋放出許多小分子副產 物。同時，非碳元素O、N、H逐步被排除，C逐漸富集最終形成含碳量90%以上的碳纖維。
不一樣的產品和工藝要求，對溫度的要求是很高的，CX-CCF系列碳化爐、連續碳化爐可按照用戶的要求進行參數調整，符合碳纖維生產的要求。
除前驅體纖維外，表面處理能夠使一個供應商的產品與競爭對手的產品區分開。
基體樹脂和碳纖維之間的粘合性對于增強復合材料至關重要，而在制造碳纖維的過程中，表面處理目的是增強這種粘合性。
生產商會采用不同的處理方法，處理后纖維表面活性增加，從而提高可用于界面纖維/基體粘結的表面積，并添加反應性化學基團如羧基等。
隨后的工序是上漿處理，一般上漿劑占碳纖維重量的0.5％至5％，可在處理和加工（例如編織）過程中保護碳纖維成為中間產品。
上漿還可以將細絲束縛在各個絲束中，以減少起毛，提高可加工性并增加纖維與基體樹脂之間的界面剪切強度。上漿干燥結束后， 漫長的碳纖維制備過程就完成了，單個的絲束分離出來然后纏繞到筒管上。
全過程連續進行，任何一道工序出現問題都會影響穩定生產和碳纖維產品的質量，碳纖維經過2000-3000℃高溫石墨化處理，會制作出石墨纖維，石墨纖維也是碳纖維的一種。
石墨纖維相較碳纖維而言，含碳量更高，拉伸膜量也更高，經過石墨化熱處理后，就由有機PAN纖維變成烏雞的碳纖維，成為一種高性能的纖維增強材料。
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