碳（石墨）纖維是由有機纖維或低分子烴氣體原料經(jīng)過加熱至1500℃所形成的由不完全石墨結(jié)晶沿纖維軸向排列的一種纖維狀多晶碳材料，其碳元素的含量達95%以上。

碳纖維制造工藝分為有機先驅(qū)體纖維法和氣相生長法。應(yīng)用到有機先驅(qū)體纖維主要有聚丙烯腈纖維、人造絲和瀝青纖維等。目前世界各國發(fā)展的主要是PAN碳纖維和瀝青碳纖維。工業(yè)上生產(chǎn)石墨纖維是與生產(chǎn)碳纖維同步進行的，它需要在經(jīng)高溫（2000~3000℃）加熱處理，使亂層類石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維變成高均勻、高取向度結(jié)晶的石墨纖維。氣相生長法制得的碳纖維成為氣相生長碳纖維（VGCF）。

碳纖維按力學(xué)性能又分為通用級（GP）和高性能級（HP級）。

碳纖維具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、低電阻、高導(dǎo)熱、低熱膨脹、耐化學(xué)輻射等特性。還具有纖維的柔曲性和可編性，比強度和比模量優(yōu)于其他無機纖維。碳/環(huán)氧基復(fù)合材料的拉伸強度超過鋁合金。但是碳纖維性脆、耐沖擊性和高溫抗氧化性較差。

碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料制品已廣泛應(yīng)用于制作火箭噴管、導(dǎo)彈頭部鼻錐、飛機、人造衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)部件等國防工業(yè)領(lǐng)域中，此外，還廣泛用于制造運動器件，也用作醫(yī)用材料、密封材料、制動材料、電磁屏蔽材料和防熱材料等。還可大量用于建筑材料。

超高分子量聚乙烯纖維

超高分子量聚乙烯（UHMWPE)纖維是由荷蘭DSM公司在1979年申請了第一項發(fā)明專利的基礎(chǔ)上，于1990年開發(fā)研制成功的，商品名“Dyncema”。隨后日本東洋紡、日本三井石化合美國聯(lián)合信號公司先后取得了DSM的專利許可權(quán)，開始進行開發(fā)和生產(chǎn)，使其纖維強度由最終的6.4CN/dtex，37CN/dtex。

UHMWPE纖維的制造技術(shù)，首先采用了一般的Ziegler-Natta催化劑體系將乙烯聚合成分子量為100萬以上，為普通聚乙烯纖維的30~60倍。

UHMWPE纖維的表面自由能低，不易與環(huán)氧樹脂基體黏合，對其進行表面處理以便提高它與基本的界面黏合性能。主要的處理方法有：①表面等離子反應(yīng)力法；②表面等離子聚合方法。該纖維是目前比強度最高的有機纖維。在高強度纖維中它的耐動態(tài)疲勞性能和耐磨性能最高，耐沖擊性能和耐化學(xué)藥品性也很好，但是最大的缺點是其極限使用文帝只有100~300℃，蠕變較大，因此，限制了它在許多領(lǐng)域中的應(yīng)用。目前主要應(yīng)用在制備耐超低溫、負膨脹系數(shù)、低摩擦系數(shù)和高絕緣等性能較高的制品領(lǐng)域中。