碳纤维是由有机纤维经碳化和石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。碳纤维是指含碳量高于90%的无机高分子纤维，具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热和导电等特性，是一种力学性能优异的新材料。碳纤维除了应用在航空航天等高技术领城外，还可用在文体用品、纺织机械、医疗器械生物工程和运输车辆等方面。目前，碳纤维材料在高速列车上的应用还有一定的局限性，大多数产品仍处于研究开发阶段，仅部分产品得到实际应用，因此，应用前景非常广泛。

　　要利用碳纤维材料，就需要先认识碳纤维的特性，以便在生产实际中更好地应用这种新材料。碳纤维的主要特性主要有以下几点：①碳纤维的强度高，其抗拉强度可以达到3000-4000 MPa，比钢大4倍多，比铝高6-7倍。②弹性模量高。其弹性模量在230GPa以上。③密度小，比强度高。碳纤维的质量是钢的1/4，是铝合金的1/2；比强度比钢大16倍，比铝合金大12倍。④能耐超高温。碳纤维可在2000℃下使用，在3000℃非氧化气氛的高温下不融化、不软化。⑤耐低温性能好。在-180℃低温下，钢铁会变得比玻璃脆，而碳纤维依旧很柔软。⑥耐酸、耐油、耐腐蚀性能好。能耐浓盐酸、磷酸、硫酸、苯和丙酮等介质侵蚀。将碳纤维放在质量分数为50%的盐酸、硫酸和磷酸中，200d后其弹性模量、强度和直径基本没有变化；在质量分数为50%的硝酸中只是稍有膨胀，其耐腐蚀性能超过黄金和铂金。⑦热膨胀系数小，导热系数大。可以耐急冷急热，即使从3000℃的高温突然降到室温也不发生炸裂。⑧防原子辐射，能使中子减速。⑨导电性性能好(5-17μ.Qm)。0轴向抗剪切模量较低，断裂延伸率小，耐冲击差，且后加工较为困难。

　　列车轻量化主要从轴重、能耗和制动三个方面考虑，列车速度越高，对轨道的冲击力越大。因此，速度大于120 km/h的车辆的轴重要随速度级的增加而减少。轴重过重，轻者则使钢轨过度磨耗和损伤，增加线路维修工作量；重者则损坏线路，酿成重大事故。高速列车的运行速度大于250 km/h时，对轨道的冲击力比普通列车冲击要大得多。

　　高速列车运行靠消耗电能来实现，列车运行除具备一定的动力外，还必须克服包括机械摩擦力和空气阻力在内的运行阻力。高速列车的运行速度大于250 km/h时，需要的动能是现有列车的4倍多，要克服的阻力是现有列车的10-30倍。高速列车的巨大动能在制动停车的短时间消散，也是一个困难的技术问题，一般高速列车采用再生制动和盘型制动结合的方式，对盘型制动的制动盘和闸片的能力要求十分苛刻。列车轻量化对减轻高速列车自重，减少线路损害、减少动力消耗、节约能源，减少制动系统的负担具有重大意义。