碳纖維是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。其含碳量高于90%，微觀結構類似人造石墨，具有亂層石墨結構，其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。

碳纖維主要產品形式

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　　碳纖維不僅具有碳材料的固有本征特性，也兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。與傳統的玻璃纖維（GF）相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱芙拉纖維（KF-49）相比，不僅楊氏模量是其2倍左右，而且在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性出類拔萃。

　　一、干噴濕紡法

　　碳元素的各種同素異形體(金剛石、石墨、非晶態的各種過渡態碳)，根據形態的不同，在空氣中在350℃以上的高溫中就會不同程度的氧化；在隔絕空氣的惰性氣氛中(常壓下)，元素碳在高溫下不會熔融，但在3800K以上的高溫時不經液相，直接升華，所以不能熔紡。碳在各種溶劑中不溶解，所以不能溶液紡絲。碳纖維不能用熔融法或溶液法直接紡絲，只能以有機纖維為原料，采用間接方法來制造。

　　通常用有機物的炭化來制取碳纖維，即聚合預氧化、炭化原料單體原絲一預氧化絲一碳纖維。碳纖維的品質取決于原絲，其生產工藝決定了碳纖維的優劣。以聚丙烯腈(PAN) 纖維為原料，干噴濕紡和射頻法新工藝正逐步取代傳統的碳纖維制備方法(干法和濕法紡絲)。

　　干噴濕紡法即干濕法，是指紡絲液經噴絲孔噴出后，先經過空氣層(亦叫干段)，再進入凝固浴進行雙擴散、相分離和形成絲條的方法。經過空氣層發生的物理變化有利于形成細特化、致密化和均質化的絲條。紡出的纖維體密度較高，表面平滑無溝槽，且可實現速紡絲，用于生產高性能、 高質量的碳纖維原絲。干噴濕紡裝置常為立式噴絲機，從噴絲板噴出的紡絲液細流經空氣段(干段) 后進入凝固浴，完成干噴濕紡過程；再經導向輥、 離浴輥引入的絲條經后處理得到PAN纖維。

　　二、射頻法

　　PAN原絲經過預氧化(200～350℃，射頻負壓軟等離子法)、碳化(800～ 1200℃，微波加熱法)到石墨化(2400~ 2600℃，射頻加熱法)，主要受到牽伸狀態下的溫度控制。在這一形成過程中達到纖維定型、碳元素富集，分子結構從聚丙烯腈高分子結構一亂層的石墨結構一三維有序的石墨結構。

　　國內有自主知識產權的“射頻法碳纖維石墨化生工藝”開辟了碳纖維生產的創新之路，它采用射頻負壓軟等離子法預氧化 PAN原絲，接著用微波加熱法碳化，最后用射頻加熱法石墨化形成小絲束碳纖維。

　　2016年我國碳纖維復合材料行業市場規模約38.68億元，同比2015年的32.89億元增長了17.6%，近幾年我國碳纖維復合材料規模情況如下圖所示：

2012-2016年中國碳纖維復合材料的市場容量

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　　隨著科學技術的發展，碳纖維產業需要加強生產企業以及上下游企業和科研單位之間的聯系與合作，關注先進加工工藝進展，推進研發、生產、應用一體化，以應用帶動上游發展。