PAN基碳纤维由于生产工艺简单，产品力学及高温性能优异，兼具良好的结构和功能特性，因而发展较快，成为高性能碳纤维发展和应用的最主要和占绝对地位的品种主要用于高性能结构及功能复合材料在航天、航空、兵器、船舶、核等国防领域具有不可替代的作用，是世界各国高度重视的战略性基础材料。

　　碳纤维是一种以聚丙烯腈( PAN)沥青、粘胶纤维等人造纤维或合成纤维为原料， 经预氧化、碳化、石墨化等过程制得含碳量达90%以上的无机纤维材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电导热性好、热膨胀系数小等一系列优异性能是航空航天等高技术领域不可缺少的原材料。

　　1.运载火箭、导弹武器

　　轻质、高效是航天产品追求的永恒目标。由于高性能碳纤维复合材料高比强度、高比模量、产品尺寸稳定的特点，在运载火箭和导弹武器的整流罩、弹体/箭体结构、固体火箭发动机壳体等主/次承力结构部件.上得到广泛应用， 如美国“侏儒”小型地对地洲际弹道导弹三级发动机燃烧室壳体由IM-7碳维/HBRF-55A环氧树脂缠绕制作，壳体容器特性系数PVW≥39km；三叉戟II(D5)第一、二级固体发动机壳体采用碳/环氧制作，其性能较芳纶/环氧提高30%；“爱国者”导弹及其改进型，其发动机壳体开始采用D6AC钢，到"PAC-30"导弹发动机上已经采用了T800碳纤维/环氧复合材料。

　　2.卫星、飞船

　　随着卫星、飞船等航天器的快速发展，大型卫星公用平台技术、微小型卫星公用平台技术、新型航天器有效载荷技术等，对航天器结构材料在质量、力学性能、物理性能、空间环境等方面提出了越来越高的要求，主要包括：

　　质量：轻质化，尽量降低航天器的结构质量比例，提高有效载荷质量。

　　力学性能：高强、高模、延展性好，提高结构的自然频率和稳定性。

　　物理性能：在空间温度变化条件下要保持尺寸稳定，具有较小的线膨胀系数。

　　耐空间环境：材料具有抗辐照、抗老化等良好的空间环境稳定性。

　　PAN基碳纤维复合材料的比强度、比模量高，热膨胀率低，尺寸稳定性好，导热性好， 因此很早就应用于人造卫星上的承力结构、太阳能电池板、天线等部位而太空站和天地往返动输系统上的一些关键部件也往往采用碳纤维复合材料作为主要材料，由于复合材料的使用，使得卫星结构质量仅占总质量的5%~ 6%。

　　3.新型航天飞行器

　　高速、高超声速飞行器及可重复使用运载器(RLV)是当前世界各军事大国的研究热点从一次性运载火箭到部分重复使用的航天飞机再到完全重复使用的航天运载器是未来发展的必由之路军事和商业用途前景显著。

　　新型航天器要实现高超声速飞行及可重复使用，结构轻质化及有效的热防护系统( TPS )是必须解决的关键性问题这些关键技术的突破都与复合材料技术密切相关。高性能PAN基碳纤维复合材料优异的热、力性能，使其成为新型航天器的首选复合材料并且已经在新型飞行器上得到应用并进行了飞行实验如美国航天飞机有效载荷舱]采用高强碳纤维/环氧蜂窝夹层结构制成，长18.29m，宽4.57 m；后机身襟翼采用高强碳纤维/聚酰亚胺复合材料制成，替代原来的铝合金结构，有效提高了结构的使用温度，降低了结构质量；X-33飞行器的机身箱间段、机翼段和推力机构段等主结构也采用了碳纤维复合材料(IM7/BMI )；抗氧化C/C材料在美国航天飞机及X-33飞行器的TPS中得到成功应用。