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直徑6微米的碳纖維與后面人類頭發的比較[1] 每一根碳纖維由數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成。兩者差別在于層與層之間的連結。石墨是晶體結構，它的層間連結松散，而碳纖維不是晶體結構，層間連結是不規則的。這樣便防止滑移增強物質強度。
碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過程中不熔融的人造化學纖維，經熱穩定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。碳纖維是一種力學性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。

碳纖維開始是愛迪生的發明在1879年用棉纖炭化制成的，用于作鎢絲，盡管只應用了短短20分鐘，但他是碳纖維運用的第-人。在二十世紀50年代末，原材料，取得成功開發設計了聚丙b烯腈碳纖維。

碳纖維的應用能夠極大地提高大家生活起居中的安全系數。碳纖維能夠切割成短纖放到混凝土里，那樣建造的房屋更為牢固，提高了抗震等級工作能力。碳纖維還能夠結構加固路面，制成橋的拉索、高壓電纜線等。

碳纖維產品的前景是非常廣闊的，因為它有著優異的性能：耐高溫、耐腐蝕、耐摩擦，而且還不會生銹。它具備了柔軟和剛硬的特點，有著較高的設計性能。現在碳纖維在各大領域中的使用量占比為普通工業的58% ，體育行業為23% ，航天航空和軍事的應用為19% ，隨著時代的不斷進步，這個比例也會不斷的上升。

而現在掌握有高r性能碳纖維原絲生產技術的只有日本和歐美等發達國家中，這也是目前阻礙了我國碳纖維行業生產技術發展的一個問題，在發達國家，這種技術是高度保密的，而且設備也不轉讓，并不能將高r性能的原絲品種給出售到其他的國家。我國碳纖維的生產水平與發達國家相比還是有著很大的差距的，想要更好的發展碳纖維，只有依靠自己。