碳纤维材料具有良好的物理化学性质,其质量轻,密度为1.5~2g/cm3,它的密度不到钢的四分之一,但拉伸强度是钢的7~9倍,其良好的比强度使得其被广泛应用于航空航天等要求轻质高强的领域。其化学性质同样良好,具有耐腐蚀、耐疲劳、耐高低温,同时其具有良好的导电性,介于金属和非金属之间。除此之外,碳纤维还具有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性。
纤维增强复合材料是纤维与树脂经过一定的成型工艺形成复合材料。增强纤维主要有碳纤维、玻璃纤维、芳纶等,树脂基体有热塑性树脂和热固性树脂。大多数金属材料的疲劳极限是其拉伸强度的40%~50%,碳纤维增强树脂基复合材料的疲劳极限则可达其拉伸强度的70%~80%。此外,碳纤维增强树脂基复合材料还具有减振性好、破损安全性好及可设计性强等特点,因此在航空航天、交通运输及体育器材中应用越来越广泛。美国空军的F系列战斗机中大量采用了碳纤维材料以减轻机身质量。在汽车方面,宝马公司采用了碳纤维材料来制造汽车车身。