碳素纖維的學名叫“聚丙烯晴基碳纖維”由碳纖維與相關的基體樹脂（如環氧樹脂）備制的復合材料其多項物理力學性能可以與金屬媲美。由於它特有的耐高溫（＞3000℃），耐燒蝕，熱膨脹系數小，及高比強度、高比摸量等特性，廣泛應用於航天、航空、化工、電子及體育器材等領域。
碳素纖維又稱碳纖維（Carbon Fiber，簡稱CF）。在國際上被譽為“黑色黃金”，它繼石器和鋼鐵等金屬後，被國際上稱之為“第三代材料”，因為用碳纖維制成的復合材料具有極高的強度，且超輕、耐高溫高壓。
碳纖維主要是由碳元素組成的壹種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，壹般在90％以上。碳纖維具有壹般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與壹般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。碳纖維比重小，因此有很高的比強度。
碳素纖維每年雖呈小幅成長，但仍具穩定之特殊固定市場性與用途需求性。碳素纖維之用途依國家不同而異，美國主要發展用於國防與航天，而日本則用於運動休閑器材，在未來預期在環保用途將會大幅成長。碳素纖維依產品設計與結合特殊他種材料會展開另壹新紀元。
5.碳纖維之主要用途
碳素纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外，壹般不單獨使用，多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中，構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用於制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
碳素纖維是軍民兩用新材料，屬於技術密集型和政治敏感的關鍵材料。以前，以美國為首的巴黎統籌委員會(COCOM)， 對當時的社會主義國家實行禁運封鎖政策，1994年3月，COCOM雖然已解散，但禁運封鎖的陰影仍籠罩在上空，先進的碳纖維技術仍引不進來，特別是高性能PAN基原絲技術，即使我國進入WTO，形勢也不會發生大的變化。因此，除了國人繼續自力更生發展碳纖維工業外，別無其它選擇。因此，國外尤其是碳纖維生產技術領先的日韓等國對中國的碳纖維材料及制品的出口壹直保持相當謹慎的態度，只有為數很少的中國企業能夠與其建立合作關系，擁有其產品的進口渠道。
目前世界碳素纖維產量達到4萬噸／年以上，全世界主要是日本東麗、東邦人造絲和三菱人造絲三家公司以及美國的HEXCEL、ZOLTEK、ALDILA三家公司，以及德國SGL西格裏集團，韓國泰光產業，我國臺灣省的臺塑集團，等少數單位掌握了碳纖維生產的核心技術，並且有規模化大生產。目前在祖國大陸還沒有壹個年產100t的規模化碳纖維工廠，大多還處於中試放大階段。值得壹提的是我國臺灣省的臺塑集團，在80代年中期從美國Hitco公司引進百噸級碳纖維生產線，經消化、吸收和配套後得到迅速發展，臺塑產量增加很快，但碳纖維質量的提高幅度並不大。
我國對碳素纖維的研究開始於20世紀60年代，80年代開始研究高強型碳纖維。多年來進展緩慢，但也取得了壹定成績。進入21世紀以來發展較快，安徽華皖碳纖維公司率先引進了500噸／年原絲、200噸／年PAN基碳纖維(只有東麗碳纖維T300水平)，使我國碳纖維工業進入了產業化。隨後，壹些廠家相繼加入碳纖維生產行列。據不完全統計，目前，我國已有12家生產規模大小不壹(5～800噸／年)的PAN基碳纖維生產廠家，合計生產能力為1310噸／年，產品規格為1K、3K、6K、12K。
但由於壹些企業沒有原絲可燒，實際國內碳纖維的總產量不足40噸/年，而且產品質量不太穩定，大多數達不到T300水平。可喜的是從2000年開始我國碳纖維向技術多元化發展，放棄了原來的硝酸法原絲制造技術，采用以二甲基亞碸為溶劑的壹步法濕法紡絲技術獲得成功。目前利用自主技術研制的少數國產T300、T700碳纖維產品已經達到國際同類產品水平。
隨著近年來我國對碳素纖維的需求量日益增長，碳纖維已被列為國家化纖行業重點扶持的新產品，成為國內新材料行業研發的熱點。據不完全統計，目前擬建和在建的碳纖維生產企業有11家，合計生產能力為原絲7100噸／年、碳纖維1560噸／年，其中在建企業為4家，合計生產能力為原絲1100噸／年、碳纖維470噸／年。
盡管我國碳纖維生產發展緩慢，而消費量卻壹直在逐漸增加，市場需求旺盛。主要用途包括體育器材、壹般工業和航空航天等，其中體育休閑用品的使用量最大，占消費量的約80%～90%。我國碳纖維的需求量已超過3000噸/年，2010年將突破5000噸/年。主要應用領域為：成熟市場有航空航天及國防領域(飛機、火箭、導彈、衛星、雷達等)和體育休閑用品(高爾夫球桿、漁具、網球拍、羽毛球拍、箭桿、自行車、賽艇等)；新興市場有增強塑料、壓力容器、建築加固、風力發電、摩擦材料、鉆井平臺等；待開發市場有汽車、醫療器械、新能源等。
我國碳纖維復合材料的研制開始於20世紀70年代中期，經過近40年的發展，已取得了長足進展，在航天主導產品(彈、箭、星、船)上得到了廣泛應用。近年來，我國體育休閑用品及壓力容器等領域對碳纖維的需求迅速增長，航空航天技術的快速發展急需高性能碳纖維及其復合材料等，市場需求更加旺盛。
為了滿足國內市場對碳纖維不斷增長的需求，應盡快實現我國碳纖維工業的國產化和規模化。為此，必須加快技術創新，掌握核心技術；加速原絲技術開發，研制高純度原絲；強化應用研究和市場開發，進壹步擴大應用領域。碳纖維在我國大有發展前途，但應總結滌綸等化纖發展的經驗教訓，避免盲目發展，實現健康發展。
為了大型飛機的制造和航空航天事業的發展，我國還必須盡快地實現高強中模型碳纖維的產業化。但是，因為高性能碳纖維是發展航空航天等尖端技術必不可少的材料，長期受到以美國為首的巴黎統籌委員會的封鎖。雖然“巴統”在1994年3月解散了，但禁運的陰影仍然存在。即使對我國解除了禁運，開始也只能是通用級碳纖維，而不會向我們出售高性能碳纖維技術和設備。
因此，發展高性能碳纖維必須要靠我們自己。我國化學纖維工業“十壹·五”發展規劃中提出了“從以增加數量為主轉向大力發展高新技術纖維”，特別是把事關國家產業安全的高新技術纖維材料作為重中之重，而且碳纖維被列為首位，是國家迫切需要短期內突破的高新技術纖維品種，為我國碳纖維的發展創造了條件，我們要抓住這壹機遇，自力更生、努力創新，發展具有自己知識產權的碳纖維，以滿足不斷增長的市場需求。國家“863 計劃”以及有關部委都在關心我國碳纖維工業的發展及其產業化步伐，並給予強有力的支持，許多材料專家也紮紮實實的做了許多工作。“十壹五”期間，我國又啟動了相關“973計劃”。相信“十壹五”將是我國碳纖維工業產業化的黃金時代。