碳纖維（Carbon Fiber）是一種纖維狀的碳素材料，含碳量在90%以上，直徑一般為5~7微米，約為成年人頭發(fā)直徑的十分之一。每一根碳纖維由數(shù)千條更微小的碳纖維所組成，直徑大約5至8微米。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近，是由一層層以六角型排列的碳原子所構(gòu)成。兩者差別在于層與層之間的連結(jié)。石墨是晶體結(jié)構(gòu)，它的層間連結(jié)松散，而碳纖維不是晶體結(jié)構(gòu)，層間連結(jié)是不規(guī)則的。這樣便防止滑移增強(qiáng)物質(zhì)強(qiáng)度。

碳纖維作為一種高性能纖維，具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度約為2～7GPa，拉伸模量約為200～700GPa。再加上它的重量很輕，密度約為1.5～2.0g/cm3，僅為鋼的四分之一，這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有較高的比強(qiáng)度和比模量。除此之外，碳纖維還具有許多其它優(yōu)良性能，如耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦、耐疲勞、熱膨脹系數(shù)低、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。在沒(méi)有氧氣存在的情況下，碳纖維能夠耐受3000℃以上的高溫，這是其他任何纖維材料無(wú)法與之相比的。而且，碳纖維對(duì)一般的有機(jī)溶劑、酸、堿都具有良好的耐腐蝕性，完全不存在生銹的問(wèn)題。

碳纖維已成為先進(jìn)復(fù)合材料較為重要的增強(qiáng)材料。由于碳纖維復(fù)合材料具有輕而強(qiáng)、輕而剛、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性好以及設(shè)計(jì)性好、可大面積整體成型等特點(diǎn)，目前已在航空航天、國(guó)防軍工和民用工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。