碳纤维复合材料是通过将增强材料(碳纤维)与基体(树脂)结合在一起制成的，这种纤维和基体的结合可提供优于任何一种材料的特性。在复合材料中，碳纤维承担了大部分负载，并且是材料性能的主要贡献者;而树脂有助于在纤维之间转移载荷，防止纤维弯曲，并将材料粘合在一起。碳纤维复合材料应用领域越来越广泛，例如体育用品、高性能游艇、高性能车辆和高性能工业机械。

　　1.比刚度应用

　　碳纤维复合材料非常适合高刚度、低重量需求应用。主要应用包括:航天器结构、飞机结构、卡车和高性能车辆的传动轴、机械辊、帆船桅杆和吊杆、自行车车架、具有高加速度并要求刚度和精度的机械部件。

　　应用实例:经编机的针杆，针杆上下移动(约1500rpm)，采用CFRP后可以节能、提速，而针杆的刚度可防止振动，从而保证在更高生产速度下的准确性和质量稳定性。

　　2.比强度应用

　　碳纤维复合材料广泛用于须承受极高载荷的轻质结构，主要应用包括摩托车部件(防滑板，防撞板)、钓鱼竿、高尔夫球杆、飞机结构、卫星天线结构、赛车底盘等。

　　3.低CTE应用

　　碳纤维的热膨胀系数为负，这意味着碳纤维在加热时会收缩。当将碳纤维加入树脂基体(正CTE)中时，复合材料可以定制为具有几乎为零的CTE。利用低CTE特性主要可用于高精度天线、扫描成像机、精密光学设备、计量设备等。

　　应用实例:高精度测量仪器，其目的是实现无纵向热膨胀，设计时采用高模碳纤维增强环氧树脂复合材料，通过合适的层压板结构，实现热膨胀系数a<0.08x10-6/K。

　　4.高导热应用

　　在航天器应用中，部分结构件在面对热源时需要高导热系数来实现热平衡，典型应用为导热承重结构，例如碳纤维蜂窝夹芯板的三明治结构，具有优异的导热性能。

　　5.导电性应用

　　碳纤维主要是由碳元素组成，具有一定导电性，因此利用该特性可以实现特性应用。应用实例:加工复合材料零件的模具本身由CFRP制成， CFRP层用作加热元件，模具温度高达150℃，可以在很小加热功率下，实现简单而精确的温度调节；此外，模具本身的低热容导致快速冷却，利于模具的高效制造。

　　此外，高强高模碳纤维(如M50J、M55等)与中模碳纤维(如T300、T700、T800等 )相比，电阻率更小、电性能更加优异。宁波材料所特种纤维事业部以自制国产高模碳纤维为原料开发出一种高模碳纤维电热材料，较之市场上高强中模碳纤维具有更低电阻，且电热转换效率愈加明显。该种电热材料可用于产品加热、烘干等，自产品开发成功以来目前实验室在线运行时间超过1年以上，实现了零故障。

　　6.功能层结构应用

　　2018年10月， 欧洲一日本联合实施的水星探测飞船BepiColombo搭乘阿丽亚娜5号火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。在BepiColombo探测器支架结构中，为了满足强度、刚度、轻量化和高导热率需求，采用高性能碳纤维，而在碳纤维表面采用了镀金处理来具有一定反射性。