碳纤维首先是一种物质，是由和钻石同等材质在1000℃以上高温碳制成的。
碳纤维是一种新型非金属材料，它和它的复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。碳纤维的另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右，是铝的二分之一，钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻，但它强度高，有很高的“比强度”（比强度＝材料的强度极限/材料的单位重），它的比强度是钢的5倍，刚性非常好。
主要应用于工业上塑料增强之用。 碳纤维增强塑料可以提高强度且重量轻，因此可以用作桥梁部件、飞机机构、体育用品（例如，高尔夫球手柄）和制动盘， 经过碳化的纤维还可以耐很高温度，已用于航天飞船热保护罩。
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