碳纖維（Carbon Fiber）是將含碳原料在特定條件下經高溫炭化等處理而制得的含碳量高于90%的一種高分子纖維狀材料，外形柔軟。碳纖維耐高溫居所有化纖之首，是制造航天航空等高技術器材的優(yōu)良材料。碳纖維是一種新穎的非金屬材料，由片狀石墨微晶沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維及其復合材料具有高的比強度和比模量，且碳纖維比重小、耐化學腐蝕、耐熱、抗摩擦、耐熱沖擊和耐燒蝕。
早在1850年英國科學家斯旺就試制了碳絲。但碳纖維作為一種材料最早可以追溯到1880年，美國發(fā)明家托馬斯·愛迪生將棉花及竹纖維碳化后用作白熾燈燈絲。20世紀70年代初，美國、英國、日本等已經有相當數量的公司實現聚丙烯腈[jīng]基碳纖維的工作化生產。截至目前，碳纖維或碳纖維增強的塑料、玻璃、陶瓷和金屬等已在化工、機電、造船、飛機制造等工業(yè)部門中廣泛使用，碳纖維也是進一步發(fā)展宇宙空間、人造衛(wèi)星、火箭導彈和原子能等工業(yè)的新型材料。2025年11月30日，山西省一高性能碳纖維項目在大同市云岡區(qū)竣工投產，成功實現12K小絲束T1000級碳纖維國產化量產。
碳纖維的原料主要有聚丙烯腈、瀝青、黏膠、木質素、酚醛和其他有機纖維等?？梢愿鶕捎玫脑虾椭圃旃に?、原絲類型、力學性能等進行分類，按原絲類型碳纖維大致可分為聚丙烯腈基（PAN）碳纖維、瀝青基（Pitch）碳纖維、黏膠基碳纖維及其他纖維基碳纖維。
發(fā)展歷史
早在1850年英國科學家斯旺（J.W.Swan）就試制了碳絲，1875年，他將硫酸處理過的棉紗用在真空玻璃泡內作燈絲，并于1880年申請了專利。
1880年，美國發(fā)明家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生(Thomas Alva Edison）將棉花洗凈后溶于氯化鋅溶液，并將此溶液通過?？讛D壓至含有乙醇的凝固液中，在不破壞纖維形狀的條件下將纖維進行炭化，并在2500℃高溫處理后得到電阻均勻的碳絲，用作電燈燈絲，由于其脆性大、易氧化等缺點，被鎢絲取代。
1881年，愛迪生提出在適當烴氣氛中重新加熱已制成的碳絲，使其表面覆蓋一層新的碳膜。
1909年，有報道提出將碳纖維加熱到2300℃以上可得到電阻更加均勻的碳絲，同年還提出了各種酸洗、氮氣中加熱以減少纖維中所含灰分的方法，當時制取碳絲的目的主要是用作電燈燈絲。
1910年，電燈燈絲鎢絲研制成功，有關碳絲的研制工作停滯下來。
20世紀50年代初，隨著宇航和軍事工業(yè)的快速發(fā)展，碳纖維又重新以新型工業(yè)材料受到重視，1950年，美國Wright-Patterson空軍基地以黏膠纖維為原料，試制碳纖維成功，產品用于火箭噴管和鼻錐的燒蝕材料，效果很好。
1958年美國Union Carbide公司用人造絲（再生纖維素）及其織物進行了碳纖維及碳織物的工業(yè)生產，并以商品形式出售產品，當時主要用在過濾、導電和隔熱等方面。
1959年，美國UCC公司生產低模量黏膠基纖維“Thorucl-25”；同年，日本人近藤昭男發(fā)明了用聚丙烯腈基的碳纖維，也就是現在普遍應用的聚丙烯腈基（PAN）碳纖維。近藤昭男證明了聚丙烯腈可制造碳纖維，并指出聚丙烯腈原絲要經過預氧化才能碳化成碳纖維，奠定了PAN基碳纖維的基礎路線。
1961年，發(fā)展了碳纖維連續(xù)生產工藝，碳纖維產量進一步擴大，但產品性能較差，抗拉強度僅為0.7x104kg/cm3，彈性模量也只有0.42x106kg/cm3。
1963年，英國人瓦特改進了聚丙烯腈基碳纖維的生產工藝，在生產過程對原絲預氧絲碳絲施加張力，使晶體取向接近于平行碳纖維軸向，獲取了高性能的碳纖維。至此PAN基碳纖維進入高速發(fā)展時期。
1965年，美國UCC公司開始生產高模量黏膠基碳纖維（石墨化過程牽伸）；同年美國Union 碳化物公司開始出售牌號Thormel25的石墨纖維，其彈性模量已達到1.75x106kg/cm3；1965年，日本大谷杉郎首先制成了聚氯乙烯瀝青基碳纖維，并發(fā)表了先驅性的瀝青基碳纖維的研究報告。由Courtaulds公司，Hercules公司和Rolls—Royce公司采用RAE的技術進行工業(yè)化生產。1965年，日本碳公司工業(yè)化生產普通型聚丙烯腈基碳纖維成功。
20世紀60年代中期之后，美國Union Carbide、HITCO、Carorundum、Great Laker Carbon等公司都開始用纖維素為原料進行小規(guī)模生產，產品多用在宇航及耐熱等方面。
20世紀70年代，美國軍用F-14戰(zhàn)斗機部分采用碳纖維復合材料作為主承力結構。
1971~1983年，日本東麗公司、東邦人造絲公司和三菱人造絲公司分別利用研究成果建廠，進行了碳纖維的工業(yè)化生產，其后又各自與美國、德國和英國合作，建立子公司生產碳纖維。日本碳纖維主要用于體育器具 如高爾夫球桿、釣魚竿、網球拍框，歐美則用于航空和航天工業(yè)。
1985~1990年，歐美在航空、航天業(yè)碳纖維用量不多，但對其復合材料產品性能的提高和加工技術都進行了深入的研究。1995年后波音公司客機767和777的機體、機翼、翼尾等都應用了碳纖維，另外在航天通信衛(wèi)星上也開始應用。
2025年11月30日，山西省一高性能碳纖維項目在大同市云岡區(qū)竣工投產，成功實現12K小絲束T1000級碳纖維國產化量產。
原料及工藝
原料
碳纖維原料主要有聚丙烯腈、瀝青、黏膠、木質素、酚醛和其他有機纖維，目前碳纖維工業(yè)化產品主要為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維和瀝青（Pitch）基碳纖維兩大類，用量最大的是PAN基碳纖維。
工藝
碳纖維制造工藝的主要步驟分為穩(wěn)定化處理（也稱不熔化處理或預氧化處理），炭化熱處理，石墨化熱處理。穩(wěn)定化熱處理是使先驅絲變成不熔的，以防止在后來高溫處理中熔融或黏連（200～400℃空氣，或用耐燃試劑等化學處理）；炭化熱處理通過高溫除去先驅絲中半數以上的非碳元素（400～1400℃，氮氣）；石墨化熱處理通過更高溫度加熱使碳變成石墨結構（1800℃以上，氬氣氛下），以改善炭化熱處理中所獲得的碳纖維的性能。
具體過程主要包括紡絲、穩(wěn)定化、炭化、表面處理、上漿等。紡絲是將前驅體與其他材料混合紡成纖維，然后將這些纖維洗滌并拉伸；穩(wěn)定化是碳纖維在炭化之前進行化學改變，通過將其線性原子鍵更改為梯形鍵來使其具有更高的熱穩(wěn)定性，將纖維在空氣中加熱到200~300°C大約30min~2h。炭化是在纖維熱穩(wěn)定后將其在無氧的情況下加熱至1000~2000℃保持幾分鐘，氧氣的缺乏阻止了纖維在高熱量下的燃燒，在高溫下纖維排出其非碳原子，而其余的碳原子形成緊密結合的碳晶體，這些碳晶體平行于碳纖維的長軸排列，纖維經過碳化后含碳量一般可達到85%~99%。表面處理是使炭化過程后的纖維具有光滑的表面，該表面不能與用于制造復合產品的ep和其他材料很好地粘合。因此表面被輕微氧化。氧化使表面具有更好的化學鍵合特性，同時還蝕刻了表面以使化學物質更好地粘附于表面。上漿就是將纖維包起來以防止其在纏繞到線軸上或機織成織物時損壞。上漿涂層材料可能包括聚酯，尼龍，氨基甲酸酯或環(huán)氧樹脂等。
典型碳纖維的制備
聚丙烯腈（PAN）基碳纖維
以聚丙烯腈為原料生產碳纖維是目前產量最高、品種最多、發(fā)展速度最快、工藝技術最成熟的方法，生產主要包括原絲生產和原絲碳化兩個過程。原絲生產主要包括聚合、脫泡、計量、噴絲、牽引、水洗、上油、烘干收絲等工序；碳化過程主要包括紡絲、預氧化（220~280℃）、低溫碳化（300~1000℃）、高溫碳化（1000~1800℃）、表面處理、上漿烘干、收絲卷繞等工序。高溫碳化溫度不同可生產不同強度等級的碳纖維，如高溫碳化溫度為1200~1250℃生產普通型碳纖維；高溫碳化溫度約為1600℃身纏高強中模級碳纖維；在2000~3000℃的熱處理溫度下在氬中進一步石墨化處理，使碳纖維由無定形、亂層石墨結構向三位石墨結構轉化，可以獲得高模量石墨纖維或高強高模的高性能碳纖維。
瀝青（Pitch）基碳纖維
以瀝青為原料生產碳纖維主要原料有石油瀝青和煤焦油瀝青。原料資源豐富、成本最低。原料瀝青經溶劑萃取、沉降分離、蒸餾等工序進行精制，精制后瀝青進行氧化熱聚合改質，在較高溫度下具有多種組分瀝青中的分子在系統(tǒng)加熱時發(fā)生熱分解和熱縮聚反應，生產的小分子以氣態(tài)形式排出，氧化熱縮聚成分子量分布合理的各向同性可紡瀝青?？杉彏r青經紡絲工序得到瀝青生絲，瀝青生絲經不熔化（穩(wěn)定化200~400℃）處理（氧化、交聯、環(huán)化）保持其纖維狀，然后經過碳化（600~1500℃氮氣保護下）充分去除其中的非碳原子，使其最終發(fā)展為碳元素的固有特性，得到瀝青基碳纖維。
結構
碳纖維結構包括物理、化學及微觀結構，物理結構包括表面形貌、分布等?；瘜W結構包括化學成分、主要基團種類、含量等，原料及制備方法不同，生成的結構也不同。在纖維碳化過程中，纖維分子中的非碳原子以揮發(fā)物如氫氰酸、NH3、CO2、CO、H2O、N2等方式除去，纖維進行高溫裂解反應和分子間交聯反應，隨著含碳量增加，纖維分子結構逐漸變成類似石墨的網狀結構。
碳纖維基本結構單元是六角網平面，它的結構缺陷、尺寸大小以及取向狀態(tài)決定了其性能。碳纖維理想結構由完整的六角網平面構成，這種碳纖維理論拉伸模量應為1020GPa，理論拉伸強度為180GPa。實際碳纖維拉伸模量及強度達不到理論值，這說明碳纖維結構模型并不是理想結構。
實際上碳纖維的微觀結構類似人造石墨，是亂層石墨結構。二維較有序，三維無序。最基本的結構單元是石墨片層，二級結構單元室石墨微晶（由數張或數十張石墨片層組成），三維結構單元室石墨微晶組成的原纖維，直徑在50nm左右，碳纖維各層面間的間距約為3.39?到3.42?，各平行層面間的各個碳原子，排列不如石墨那樣規(guī)整，層與層之間借范德華力連接在一起。通常也把碳纖維的結構看成由兩維有序的結晶和孔洞組成，其中孔洞的含量、大小和分布對碳纖維的性能影響較大。
碳纖維另一個結構特征是晶間存在15%~20%的孔，微孔呈長條狀，并優(yōu)先平行纖維軸方向，直徑為1~2nm，長度至少為20~30nm，孔的存在以及螺旋層碳層間分離使纖維密度比石墨理論密度小。纖維組織顯示碳纖維有微細纖維的分支結構，基本結構單元室6nm寬、數千納米長的帶狀層面，幾個帶組合在一起形成膠在一起的微纖，微纖取向高度平行于纖維軸。
性能
碳纖維的石墨結構具有顯著的各向異性，碳六角網平面內是強共價鍵，層面之間是弱范德華力，因此其力學性能具有明顯的各向異性。
物理性能
碳纖維物理性能體現在密度?。?.5~2.0g/cm3）、質量輕、相當于鋼密度的1/4、鋁合金密度的1/2。碳纖維直徑只有5微米，相當于一根頭發(fā)絲的十到十二分之一，強度卻在鋁合金4倍以上。具有各向異性，熱膨脹系數小，導熱率隨溫度升高而下降，耐驟冷和急熱。導電性好，25℃時高模量纖維的電阻率為7.75x10-2Ω·m，高強度纖維的電阻率為1.5x10-1Ω·m。這使得碳纖維在所有高性能纖維中具有最高的比強度和比模量。同鈦、鋼、鋁等金屬材料相比，碳纖維在物理性能上具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點。
在不接觸空氣和氧化劑時，碳纖維能夠耐受3000℃以上的高溫，具有突出的耐熱性能，與其他材料相比，碳纖維在溫度高于1500℃時強度才開始下降，而且溫度越高，纖維強度越大。碳纖維的徑向強度不如軸向強度，因而碳纖維忌徑向強力（即不能打結）。另外碳纖維還具有良好的耐低溫性能，如在液氮溫度下也不脆化。
力學性能
碳纖維強度、彈性模量高，強度比鋼大4~5倍，彈性回復100%?？杉庸ば阅茌^好，碳纖維及其織物質量輕又可折可彎，能適應不同的構件形狀，成型較方便，可以根據受力需要粘貼若干層，施工不需要大型設備，也不需要采用臨時固定，對原結構無損傷。碳纖維復合材料力學性能更加優(yōu)異，碳纖維增強ep復合材料抗拉強度一般在3500MPa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000MPa，其比強度及比模量在現有工程材料中是最高的。碳纖維楊氏模量（指表征在彈性限度內物質材料抗拉或抗壓的物理量）是玻璃纖維的3倍多。碳纖維還具有極好的纖度（纖度的表示法之一是9000米長纖維的克數），一般僅約為19克，拉力高達300kg每微米，幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多一系列的優(yōu)異性能。
化學性能
碳纖維的化學性質與碳相似，它除能被強氧化劑氧化外，對一般堿性是惰性的。在空氣中，溫度高于400℃時則出現明顯的氧化，生成CO與CO?。碳纖維的化學性質穩(wěn)定，耐高溫和低溫性好，在3000℃非氧化環(huán)境下不熔化、不軟化，在液氮溫度下依舊很柔軟不脆化，在600℃下性能保持不變，在-180℃下柔韌性良好。耐酸性好，對酸呈惰性，能耐濃鹽酸、磷酸、硫酸等侵蝕。具有良好的抗腐蝕、輻射性能。碳纖維還有耐油、抗放射、吸收有毒氣體和使中子減速等特性。
主要分類
碳纖維種類很多，由于采用的原料和制造工藝不同，碳纖維的質地和性能也不同。
按原絲類型分類
按制造碳纖維的原絲類型分為聚丙烯腈基、瀝青基、黏膠基及其他纖維基碳纖維。
聚丙烯腈基碳纖維
聚丙烯腈基碳纖維也稱PAN纖維，是以丙烯腈、衣康酸、丙烯酸等共聚組分為初始原料，經過一系列的工藝過程后獲得。聚丙烯腈是目前制造碳纖維的最重要和最有發(fā)展前途的原絲。PAN纖維在低溫處理時形成一種熱穩(wěn)定的、高度取向的分子結構，這種結構在較高溫度進行碳化處理時也不會收到嚴重破壞，因此制成的碳纖維力學性能良好。其優(yōu)點是高度的分子取向，較高的熔點以及比較高的碳纖維產率，成品密度小、強度大、導電性好、耐高溫、耐腐蝕，PAN纖維的柔曲性讓其可編織加工、纏繞成型。主要應用于航空、航天、建筑、體育、汽車、醫(yī)療等領域。
瀝青基碳纖維
瀝青基碳纖維的原料為瀝青，成本較低，碳化得率較高(能達到75%以上)。瀝青基碳纖維比其他基團的碳纖維熱傳導性能高，在溫度變化較大和惡劣環(huán)境下能表現出很好的穩(wěn)定性，并且在受熱狀態(tài)下熱膨脹系數呈負值變化。將其與金屬等材料制造成的碳纖維復合材料，具有較高的穩(wěn)定性，高熱傳導性，較高模量以及負熱膨脹系數等特點，這些特性使瀝青基碳纖維擁有良好的剛性和撓性，主要適用于太空技術等領域。
黏膠基碳纖維
黏膠基碳纖維的原料為人造絲，其特點是柔軟、具有良好的導電性，可以制作電熱產品等。黏膠基碳纖維的高調控性、發(fā)達的孔隙結構，又讓其可以制造成良好的醫(yī)用材料和環(huán)保材料。用黏膠基碳纖維增強的耐燒蝕材料可以制造火箭、導彈和航天飛機的鼻錐及頭部的大面積燒蝕屏蔽材料、固體發(fā)動機噴管等，是解決宇航和導彈技術的關鍵材料。黏膠基碳纖維還可用做飛機剎車片、汽車剎車片、放射性同位素能源盒，其增強樹脂復合材料可做耐腐蝕泵體、葉片、管道、容器、催化劑骨架材料、導電線材及面發(fā)熱體、密封材料以及醫(yī)用吸附材料等。但黏膠(纖維素)基碳纖維的制備成本比較高。
按熱處理溫度分類
根據熱處理溫度可以分為炭纖維和石墨纖維兩種。
炭纖維
炭纖維通常指有機纖維在2000℃以下碳化而制得的纖維。這種纖維結構還沒有變成石墨，一般還有75~95%的碳。由于處理溫度較低，成本也較低，有些有機纖維如腈綸絲在空氣中經過200~300℃溫度處理后，得到的纖維為黑化纖維，它在火焰中不會燃燒，這實際是一種耐熱的有機化合物纖維，有人也把它歸為炭纖維一類。
石墨纖維
石墨纖維是指有機纖維在2000℃以上的高溫下碳化而制得的纖維，這類纖維結構與石墨類似，但石墨導電性比碳好，石墨纖維的導電性能也比炭纖維好，并且表面有金屬光澤，由于石墨的處理溫度比炭纖維高，因此含碳量也很高，約為98~99%以上，雜質極少。
按性能分類
碳纖維按性能可分為普通型碳纖維和高性能型碳纖維，高性能型碳纖維又分為高彈性模量碳纖維和高強度碳纖維。
普通碳纖維
普通碳纖維由有機纖維在不加張力的情況下，在惰性氣體或真空中經高溫處理而制成，這類纖維的制造費用是所有碳纖維中最低的，它的強度、彈性模量也不高。因此，主要用作高溫電爐的保溫材料及一般的防腐蝕材料。用多孔的有機纖維作原料，那么碳化后得到的則是多孔的碳纖維，這種纖維強度也不高，但它比表面積大，是一種非常好的吸附材料。普通型碳纖維強度一般為1000MPa、模量為100GPa左右。
高性能型碳纖維
高性能型碳纖維是在制造過程中，一面加熱、一面施加張力，促使有機纖維在受熱過程中不產生收縮，從而保證纖維內部分子趨向于更加整齊而有序的排列，獲得高彈性模量、高強度的碳纖維。這種方法制得碳纖維稱作高彈性模量、高強度碳纖維。隨著碳化溫度的升高，碳纖維的彈性模量也越高，尤其是2000℃以上的溫度下制得碳纖維，其彈性模量更高。高性能型碳纖維又分為高強型（強度2000MPa、模量250GPa）高模型（模量300GPa以上）。
應用
碳纖維主要用途是與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合制成結構材料，碳纖維及其應用產品具有良好的綜合性能，可在大多數應用條件下替代鋼、鋁等作為結構材料，應用潛力大、成長性高。碳纖維復合材料在航空航天、國防軍工、交通運輸、土木建筑、體育休閑、清潔能源、電子信息等領域獲得廣泛應用。高性能碳纖維在工程補增強方面、飛機和汽車剎車片、汽車和其他機械零部件、電子設備殼、集裝箱、醫(yī)療器械、深海勘探和新能源開發(fā)等發(fā)面具有良好的應用前景。
碳纖維織物
碳纖維經各種織造工藝和設備生產出二維、三維以及多維的中間預成型體，用來制造不同類型和用途的復合材料。紡織織造工藝主要有機織、編織、非織造、針織和縫織。最常用的機織物是平紋布和斜紋布。編織織物用二維或三維編織出的中間預成型體，可以是繩、帶、管以及各種異形織物等。
航空航天領域
在航天領域，美國三叉戟——2型導彈、侏儒導彈和大力神—4采用高強中模碳纖維復合材料。中國第一顆實用通信衛(wèi)星應用了碳纖維/環(huán)氧復合材料拋物面天線系統(tǒng)，第一顆太陽同步軌道風云一號氣象衛(wèi)星采用了多折疊式碳纖維復合材料剛性太陽電池陣結構。碳纖維復合材料還可用來制造航天飛機機翼、火箭噴焰口、戰(zhàn)略導彈的末級助推器等。
在民用航空領域，如波音767和空中客車A310中碳纖維復合材料占到了結構質量的3%~5%左右，A380中先進纖維復合材料用量高達30~35t，主要為碳纖維環(huán)氧復合材料。碳纖維復合材料在空客A380和波音787上的用量已占到結構總質量的50%，碳纖維復合材料逐漸成為制造大飛機的主體材料。
軍工領域
碳纖維復合材料尤其是碳纖維結構吸波材料具有承載和減小雷達波反射截面的雙重功能，既能減輕質量，又能提高有效載荷，在隱身飛機和隱身兵器中得到廣泛應用。碳纖維增強的熱塑性樹脂基復合材料具有極好的吸波性能，能使頻率為0.1MHz~50GHz的冒充大幅度衰減，現已用于先進戰(zhàn)斗機的機身和機翼。
交通運輸領域
碳纖維增強復合材料在交通運輸方面的應用主要包括汽車骨架、螺旋槳芯軸、輪轂、緩沖器、彈簧片、引擎零件、船舶的增強材料等。尤其在汽車方面的應用潛力巨大。福特汽車公司曾將車身、框架等部件用碳纖維復合材料制造，整車減重33%，同時大大降低了震動和噪聲。日本使用約0.16t碳纖維增強樹脂基復合材料制造了電動概念車，整車質量只有846kg。蘭博基尼Centenario采用碳纖維復合材料制作自行車，質量僅有8.5kg，且抗撞擊性強。
體育器械領域
碳纖維復合材料廣泛應用于體育器械領域，如高爾夫球桿、棒球棒、滑雪板、網球拍、釣魚竿等，碳纖維復合材料制成的球拍質量更輕，手感和硬度更好，對振動和震蕩的吸收也更好，使用壽命長。碳纖維復合材料在運動及休閑型自行車零組件方面的應用也非常廣泛。
其他領域
碳纖維復合材料還在兵器工業(yè)、化學工程和機械工程等領域大量應用。碳纖維與塑料、樹脂結合形成的復合材料應用于電磁屏蔽材料，是理想的結構與功能一體殼體材料。碳纖維也應用在工業(yè)與民用建筑物、鐵路、公路、橋梁、隧道、煙囪、塔結構等的加固補強,具有密度小、強度高、耐久性好、應變能力強、抗腐蝕能力強的特點，可耐酸、堿等化學品腐蝕, 柔韌性佳。用碳纖維管制作的桁梁構架屋頂, 比鋼材輕50%左右, 使大型結構物達到了實用化的水平,而且施工效率和抗震性能得到了大幅度高, 碳纖維做補強混凝土結構時, 不需要增加螺栓和鉚釘固定, 對原混凝土結構擾動較小, 施工工藝簡便。
發(fā)展趨勢
高性能復合材料
碳纖維研究熱點主要在高強、高性能及復合材料方面。碳纖維在固體火箭發(fā)動機上的應用主要在噴管部分和碳纖維殼體部分，近年來美國在研制高速、高加速反導攔截導彈時，為了滿足高強度、高剛度要求，幾乎無一例外地采用了碳纖維環(huán)氧殼體，如 ERINT低空攔截彈、THAAD高空攔截彈、標準SM23攔截彈的第二、三級體。GBI地基攔截彈第一級為德爾它運載火箭助推器 GEM發(fā)動機，采用IM27碳纖維/環(huán)氧殼體。第二、三級采用Orbusl發(fā)動機，選用的是T240碳纖維/環(huán)氧殼體。
碳纖維在新武器裝備研制方面的研究，新武器裝備更趨向于小型化、輕質化、高強度、長壽命、高機動性和穩(wěn)定性等方面，要求主要應用材料碳纖維在這些方面進行改進。
大絲束碳纖維
在碳纖維高性能化的同時，為降低碳纖維和碳纖維預浸料的制造成本，各碳纖維公司紛紛發(fā)展大絲束碳纖維，通常將每束碳纖維根數大于4.8萬根（簡稱48K）的稱為大絲束碳纖維。大絲束碳纖維應用場景廣泛，如風能、太陽能、高鐵動車、飛機部件等。美國卓爾泰克公司是世界上首先研制、開發(fā)并生產廉價、高性能大絲束碳纖維的公司，目前其生產的大絲束碳纖維在民用工業(yè)領域得到了大規(guī)模應用。日本東麗公司在原有T700-12K和T800-12K碳纖維的基礎上，進一步發(fā)展了24K碳纖維，并在波音787大型客機上大量使用。中國石化上海石化碳纖維產業(yè)基地生產了萬噸級48K大絲束碳纖維。
參考資料 >
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