碳纤维复合材料是由碳纤维和基体组成。在碳纤维复合材料中，纤维比较均匀地分散在基体之中，碳纤维增强基体，起最主要的承载作用。基体的作用是把纤维粘结成一个整体，保持纤维间的相对位置，使纤维能协同作用，保护纤维免受化学腐蚀和机械损伤。碳纤维复合材料按纤维的长短可分为短碳纤维复合材料和长纤维(连续纤维)增强复合材料；按纤维性能可分为高性能复合材料和工程复合材料。碳纤维复合材料不仅具有本身独特的优点，同时也具有一般复合材料的性能和特点。

　　1.比强度和比模量高

　　单位质量的强度和模量分别称为比强度和比模量。由于结构件的强度和刚度随其线尺寸的平方(横截面积)增加，而结构的重量则随线尺寸的立方增加，所以材料的比强度和比模量高，构件可以做得小巧，重量可以减轻。表1给出了一些金属和碳纤维复合材料性能的比较，可见碳纤维复合材料一般有比强度和比模量高的特点。对于航空、航天的结构部件，这是一个非常重要的指标， 它意味着可制成性能好而质量又轻的结构。当材料的强度和刚度相同时，碳纤维复合材料构件的重量可比钢构件重量减轻70%左右。

　　2.抗疲劳和破损安全性能好

　　疲劳破坏是材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏，是飞机坠毁的主要原因之一。与金属材料相比，纤维复合材料特别是纤维增强树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性小，而且纤维和基体的界面可以使扩展的裂纹尖端变钝或改变方向，即阻止了裂纹的迅速扩展，从而具有较高的疲劳强度。

　　在碳纤维复合材料中，每平方厘米.上的纤维数量少则几千根，多则几万根，由具有韧性的基体把它们连结成整体。当这类材料制成的构件遇到超负荷而有少量纤维断裂时，构件上的负荷能迅速地重新分配到未断裂的纤维上，从而使整个构件在短期内不致丧失工作能力，所以碳纤维复合材料的破损安全性好。也就是说，当碳纤维复合材料受到载荷作用时，断裂了的纤维周围的邻接纤维，除在局部需要多承受一些由断裂纤维通过基体传递过来的应力而使应力有所升高外，各纤维在宏观意义.上说受力是均等的。各纤维间的应力不匀程度大大降低了，其平均应力将大大高于没有基体的纤维束的平均应力。因此，个别纤维的断裂就不会引起连锁反应而造成灾难性的急剧破坏。

　　3.减振性能好

　　以聚合物为基体的碳纤维复合材料，基体具有粘弹性。在基体和界面上有裂纹和脱粘的地方，还存在着摩擦力。在振动过程中，粘弹性和摩擦力使一部分动能转换成了热能。而且因为碳纤维复合材料的比模量高，其自振频率也很高，所以可以避免构件在作业时产生共振；纤维与基体界面间具有吸收振动能量的作用，即使产生了振动也会很快地衰减下来。故这类材料构件不容易产生振动破坏。

　　4.热稳定性能好

　　复合材料的高温性能好，碳纤维复合材料的结构部件在大幅度温度变化的环境下，具有非常微小的热变形。一般铝合金在400℃时，其强度和弹性模量显著下降，而用碳纤维或硼纤维增强的铝合金在此温度下强度和模量基本不变。此外，石墨纤维和芳纶增强的复合材料，在纤维方向具有很小而且是负值的热膨胀系数。

　　5.损伤容限高

　　损伤容限高是这些复合材料的另一种显著特性，尤其是玻璃纤维层压板表现出了极高的切口强度。具有切口系数kt=3(无加固孔)或带有60mm长裂缝的铝合金皱璃纤维混杂复合材料Glare层压板与无切口的铝合金板相比，在抗拉强度方面，前者具有较高的剩余强度；通过撞击试验也能够得到证明，Glare这种层压板的机械性能高于任何铝合金，损伤容限特别高，对制造飞机结构件比较有利。

　　此外，碳纤维复合材料还具有其他一些方面的优越性能：如具有突出的气动弹性剪裁好，当改变纤维的组成、排列方向和铺层的厚度，就可改变复合材料的强度和弹性，以达到设计者对设计对象的需求；成型工艺性能好，对于连续碳纤维复合材料，可用手糊法、模压成型法、缠绕成型法和拉拔成型法等制造工艺。