碳纖維主要可以分為聚丙烯睛（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類，其中以 PAN基碳纖維為主流，占全球碳纖維總產(chǎn)量的90％以上。

聚丙烯腈(PAN)基碳纖維由聚丙烯腈經(jīng)紡絲、預(yù)氧 、碳化幾個(gè)階段形成 .PAN基碳纖維具有高強(qiáng) 度 、高剛度、重量輕、耐高溫 、耐腐蝕、優(yōu)異的電性能等特點(diǎn), 并具有很強(qiáng)的抗壓抗彎性能 ,一直在增強(qiáng)復(fù) 合材料中保持著主導(dǎo)地位 .目前 , PAN基碳纖維仍是碳纖維市場(chǎng)中的主流.

瀝青基碳纖維是以石油瀝青或煤瀝青為原料, 經(jīng)瀝青的精制 、紡絲、預(yù)氧化、碳化或石墨化而制成. 瀝青基碳纖維的生產(chǎn)原料成本低于聚丙烯腈基碳纖維, 但由于瀝青基碳纖維的生產(chǎn)工藝復(fù)雜,反而使其 生產(chǎn)成本大大增加.此外, 瀝青基碳纖維抗壓強(qiáng)度比較低 ,其后加工性能也不如聚丙烯腈基碳纖維,因此 其生產(chǎn)規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域都受到了一定限制 .不過(guò),由于瀝青基碳纖維具有優(yōu)良的傳熱 、導(dǎo)電性能和極低 的熱膨脹系數(shù),因此仍在必須要求這些性能的軍工及航天領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特作用.

粘膠基碳纖維是由主要成分為纖維素的粘膠纖維經(jīng)過(guò)脫水、熱解然后碳化而得來(lái)的.粘膠基碳纖維 的三維石墨結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá),導(dǎo)熱系數(shù)小 ;石墨層間距大 ,石墨微晶取向度低 ,因此是理想的耐燒蝕和隔熱及 熱防護(hù)材料 .同時(shí) ,粘膠基碳纖維是由天然纖維素木材或棉絨轉(zhuǎn)化而來(lái) ,與生物的相容性極好,又可作為 良好的環(huán)保和醫(yī)用衛(wèi)生材料.但是,由于生產(chǎn)粘膠基碳纖維的工藝流程較長(zhǎng) ,工藝條件苛刻 ,不適宜大批量生產(chǎn) ,成本較高 ;另外, 粘膠基碳纖維的整體性能指標(biāo)比 PAN基碳纖維的要差, 綜合性能價(jià)格比在競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì) ,因此從 20 世紀(jì) 60年代以來(lái)其生產(chǎn)規(guī)模逐漸萎縮,目前產(chǎn)量已不足世界碳纖維產(chǎn)量的 1%.

碳纖維通常被分為小絲束和大絲束，一般將絲束數(shù)量小于24K的碳纖維稱為小絲束，24K以上的為大絲束，沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。1K就相當(dāng)于一束碳纖維中有1000根絲。

小絲束：小絲束碳纖維工藝控制要求嚴(yán)格，碳化等設(shè)備造價(jià)高，生產(chǎn)成本較高，般用于航天軍工等高科技領(lǐng)域，以及體育用品中產(chǎn)品附加值較高的產(chǎn)品類別，主要下游產(chǎn)品包括飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星和釣魚桿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等。

大絲束：大絲束產(chǎn)品性能相對(duì)較低、制備成本也較低，往往應(yīng)用于基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域。

通常可分為三類，即以高強(qiáng)度為特點(diǎn)的高強(qiáng)系列碳纖維、以高模量為特點(diǎn)的高模量碳纖維和同時(shí)具有高模量和高強(qiáng)度的高模高強(qiáng)系列碳纖維。

碳纖維有一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，是按照拉伸強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行劃分的等級(jí)。常見(jiàn)的有T300、T400、T700、T800、T1000。

普通的民營(yíng)等級(jí)一般為T300即可，T700基本是民用最高等級(jí)了，T800及以上主要用于軍工太空領(lǐng)域。

表1 不同材料性能對(duì)比表

碳纖維在新能源領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，減輕汽車的質(zhì)量可以減少二氧化碳的排放量，因此汽車輕量化是一種重要的節(jié)能方法。

新能源汽車最大的問(wèn)題就是續(xù)航能力，碳纖維電池箱體能夠有效降低箱體的重量，與傳統(tǒng)的電池箱體相比能夠減少近40%的重量。

很多賽車以及高性能的汽車上應(yīng)用的多為碳纖維汽車座椅，其具有耐沖擊、耐腐蝕、強(qiáng)度高、良好的減震性能的優(yōu)勢(shì)，提高安全系數(shù)。

還有吸能盒中碳纖維材料的應(yīng)用，能夠降低自重同時(shí)提升車輛的吸能效果。