碳纖維是一種碳含量在95%以上的無(wú)機(jī)纖維，由不同原料經(jīng)聚合、紡絲、氧化、高溫碳化而成。根據(jù)原料種類，碳纖維主要有聚丙烯腈基碳纖維、粘膠基碳纖維和瀝青基碳纖維3種。其中，以石油化工產(chǎn)品丙烯腈為主要原料的聚丙烯腈基碳纖維，占世界碳纖維總產(chǎn)量的90%以上，是碳纖維的主要來(lái)源。

　碳纖維具有細(xì)如發(fā)絲、輕若鴻毛、強(qiáng)過鋼鐵等優(yōu)異性能。碳纖維直徑通常為5—7微米，只有頭發(fā)絲1/10左右粗細(xì)，密度較小，一般為鋼的1/5、鈦的2/5、鋁的3/5。雖然“身輕體薄”，碳纖維強(qiáng)度卻非常高，一般為鋼的35倍。實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)將數(shù)量的碳纖維“細(xì)絲”像編繩子一樣纏繞起來(lái)，一束標(biāo)準(zhǔn)的12K（即1.2萬(wàn)根）碳纖維不到一支鉛筆粗，卻可以承受130千克左右的重量。與此同時(shí)，碳纖維能在3000攝氏度高溫下安然無(wú)恙，在零下100攝氏度到100攝氏度之間，其尺寸基本保持不變，并且能在高腐蝕性環(huán)境里使用，可謂“真金不怕火煉”。

要想獲得這樣的特性并不容易。碳纖維制備流程長(zhǎng)、工藝復(fù)雜，難度堪比芯片和微納光刻。碳纖維制備流程包括上百個(gè)細(xì)分工序，涉及高分子化學(xué)、高分子物理、材料科學(xué)、高分子加工與紡絲工程、工業(yè)自動(dòng)化控制、高溫工程等，其工藝控制點(diǎn)上千，工藝參數(shù)過萬(wàn)項(xiàng)，每一項(xiàng)參數(shù)的變化都會(huì)影響碳纖維的終性能。當(dāng)前的芯片光刻技術(shù)達(dá)到幾納米尺度，與之相似，碳纖維也要求碳纖維內(nèi)部缺陷控制在10納米以內(nèi)。碳纖維還要經(jīng)過從普通室溫到1700攝氏度甚至2500攝氏度的高溫碳化，且溫度精度要控制在5—10攝氏度，難度可見一斑?？梢哉f(shuō)，每一束碳纖維材料都是千錘百煉得來(lái)的。因?yàn)榧夹g(shù)要求高、制造難度大，碳纖維價(jià)格比較昂貴，宇航級(jí)碳纖維價(jià)格在每千克數(shù)千元到萬(wàn)元之間，是鋼和鋁合金價(jià)格的幾十倍，但碳纖維憑借其優(yōu)異性能，依然成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和建設(shè)的關(guān)鍵材料。