密度约为1.5到2.0克每立方厘米，6mm 碳纤维，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，碳纤维 工厂，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，碳纤维，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。
碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维。其中含碳量高于99%的称石墨纤维。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。
碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A，各平行层面间的各个碳原子，排列不如石墨那样规整，层与层之间借范德华力连接在一起。通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成，其中孔洞的含量、大小和分布对碳纤维的性能影响较大。
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