碳纤维复合材料是以树脂为基体碳纤维为增强体的复合材料，它具有碳材料的固有本性又具有纺织材料的柔软性和可加工性是军民两用型材料较其他材料更受欢迎。碳纤维复合材料在航空领域应用较多其具有的高比强度和比模量、性能可设计和易于整体成型等诸多优点使其可以满足航天结构高够效率的要求是航空器材更加结实并且轻便成为航空材料中不可缺少的一种。

　　1.碳纤维的分类

　　碳纤维材料分类很多主要是按照其原料种类分类可以分为三种: PAN原丝、沥青纤维和粘胶丝。因此其对应的名字分别叫做PAN基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。现在应用较多的是PAN基碳纤维其产量也最高高达90%以上而应用较少的是粘胶基碳纤维产量也是最低的不足百分之一。

　　2.碳纤维材料的特性

　　碳纤维材料的特性经过学者们的总结，大体可以分为八种。

　　一是碳纤维材料密度小，其密度是几大金属材料的0.2倍到0.57倍之间，因此相同的器材使用碳纤维材料可以在原来的基础上减轻30%到40%的重量。

　　二是比强度和比模量，高比强度是指材料的拉伸强度与密度之比，比模量是指弹性模量和密度之间的比值，碳纤维材料比强度和比模量高充分说明其具有轻质的特点，比模量一般是其他材料的1.3倍到12.3倍之间，将其应用于很多领域能够解决很多传统材料无法解决的问题。

　　三是设计上的先进性，碳纤维材料具有较强的各向异性给材料设计提供多种可能，并且宽范围的铺层取向为设计提供更为广阔的空间。

　　四是碳纤维材料具有良好的抗疲劳特性，疲劳破坏是指材料在大小和方向随时间发生周期性变化的载荷(即交变载荷)作用下产生裂纹和断裂的现象。碳纤维复合材料中含有较多的碳纤维和树脂基体界面，能有效防止裂纹的扩展和产生从而表现出抗疲劳特性。

　　五是具有较好的抗震性能，因为其具有较高的固有频率能够吸收大量的振动能量。

　　六是高温性能好，铝合金最高的承受能力是400℃，而碳纤维复合材料在400℃时强度和弹性模量几乎无变化，因此其最高承受能力远远高于400℃。

　　七是碳纤维材料具有较高的破损安全性，因为碳纤维材料已经是超静定体系，而复合材料的破坏需要经过基体损伤、开裂、界面脱粘、纤维断裂等一系列过程，即使因为过载而造成少量的纤维断裂，也会传递到其他纤维材料上不会造成整个构件损坏的情况。

　　八是易于大面积整体成形，碳纤维材料的树脂基体是高分子材料，虽然成型较难，但是一旦确定好生产工艺其成型过程较其他材料简单，并且碳纤维材料形成构件可以整体共固化成形。减少零部件生产数量，保证构件的整体性和安全性，节省工时和工序也能够大大降低成本。目前成本降低可达60%左右。碳纤维材料的这些特性对于将其用于空间光学遥感器的航天仪器制作中具有重要的意义，对于一些构件的性能也有很大的保障。