如何提高复合材料的强度一直是科技工作者努力探索的方向。在复合材料大家族中，纤维增强材料一直是人们关注的焦点。自玻璃纤维与有机树脂复合的玻璃钢问世以来，碳纤维、陶瓷纤维以及硼纤维增强的复合材料相继研制成功，性能不断得到改进，使复合材料领域呈现出一派勃勃生机。
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。
碳纤维比重小，因此有很高的比强度。 碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。 碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。
在强度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。 碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力研究，碳纤维的性能也不断完善和提高。
80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。 由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。
同样，飞机重量的减轻也可以节省油耗，提高航速。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件－－喷嘴，以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。
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碳素纤维学名叫“聚丙烯睛基炭纤维”。由于它特有的耐高温（＞3000℃），耐烧蚀，热膨胀系数小，及高比强度、高比摸量等特性，广泛应用于航天、航空、化工、电子及体育器材等领域，而军工的需求是其最大的用户。在体育器材中凡需高强、高弹、高韧性而质轻的器具都离不它，如我们熟知的高级羽毛球拍，高级网球拍，撑杆跳的撑杆，竞赛用自行车、皮划艇、各式游艇、赛艇等。人们利用其优良的力学特性在乒乓球拍上用作强层也取得很好成效。“碳素板”已成为广大乒乓球爱好者所熟悉，所追求的新武器，特别是在大球时代“碳素板”的板轻、击球速度快的特性，更有其特殊意义，相信会越来越多人会钟情于它。客观地讲“碳素板”可以用较低的价格实现价格昂贵的全木料顶级竞赛拍功能，如“新域体育”所做的那样用纳米材料复合的“碳素板”，其质量达到顶级竞赛拍的水平，而价格又有大幅度的下降，是性价比无法比拟的碳素板新家族。
碳素纤维的学名叫“聚丙烯晴基碳纤维”由碳纤维与相关的基体树脂（如环氧树脂）备制的复合材料其多项物理力学性能可以与金属媲美。
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