1. 碳纤维是一种含有至少95%碳元素的高强度、高模量纤维材料，它具备耐高温、抗摩擦、导电、导热和耐腐蚀等多种特性。

2. 作为一种特种纤维，碳纤维不仅具有上述特性，而且还因其轻质而具有较高的比强度和比模量，这在工程材料中是非常突出的性能。

3. 碳纤维通常与环氧树脂等材料复合，形成先进的复合材料。这种复合材料的比强度和比模量在现有工程材料中是最高的之一。

4. 制造碳纤维的过程包括三个主要步骤：稳定化处理、碳化和石墨化。稳定化处理通常在200至400摄氏度下进行，以防止纤维在后续处理中过度氧化。碳化过程发生在400至1400摄氏度，使用氮气作为保护气体。石墨化则是在更高的温度，通常在1800摄氏度以上，在氩气气氛中进行，以提高纤维的结构有序性。

5. 为了增强炭纤维与复合材料基质的粘接性能，需要对炭纤维表面进行处理、上浆和干燥等工序。

6. 除了传统的制造方法，还有一种气相生长法可以制造碳纤维。这种方法通过在催化剂存在的情况下，将甲烷与氢的混合气体在1000摄氏度的高温下反应，制得不连续的短切碳纤维，其长度可达50厘米。

7. 通过气相生长法得到的碳纤维在结构上与聚丙烯腈基或沥青基碳纤维不同，它们易于石墨化，具有优良的力学性能和高导电性，并且容易与其他物质形成层间化合物。