掃描電鏡觀察到的CF表面不是很光滑，沿纖維軸方向存在著一些平行的溝槽，有時還會發(fā)現(xiàn)一些小的裂紋、凹坑等缺陷采用分辨率更高的掃描隧道顯微鏡觀察CF表面會發(fā)現(xiàn)CF表面呈現(xiàn)不均勻、不規(guī)則現(xiàn)象。在納米級圖像上可以看到CF表面存在很多凸起和凹坑。

微晶尺寸越大，處于CF表面晶界和邊緣位置的碳原子數(shù)目越少，表面活性越低，復(fù)合材料的LSS也越低。纖維經(jīng)過表面處理后，結(jié)晶組織會變小，活性點(diǎn)增多，表面活性增大。原絲和熱處理?xiàng)l件不同，得到的CF結(jié)構(gòu)是有區(qū)別的。熱處理溫度低，得到的CF表面比較粗糙隨著熱處理溫度升高，例如石墨化后的纖維，表面非常光滑，微晶尺寸較大，沿纖維軸向擇優(yōu)取向，活性點(diǎn)減少，這樣的纖維制得的復(fù)合材料界面粘接強(qiáng)度非常低，未表面處理的M40型碳纖維的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的LSS只有30MPa左右。因此石墨纖維更需要表面處理，經(jīng)過表面處理，其表面變得粗糙，溝槽加深加寬，同時表面晶體尺寸變小。

HPCF的誕生得益于澳大利亞學(xué)者J.D.Brook和G.HTalyor碳質(zhì)中間相微球的發(fā)現(xiàn)，它是各向異性瀝青碳纖維開發(fā)的科學(xué)基礎(chǔ)；高的性能碳纖維是由UCC的LS.Singer等人于1970年開發(fā)可紡性好的中間相瀝青及全套工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，關(guān)鍵構(gòu)想是將瀝青原材料轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚g相或液晶瀝青，它會因流動和剪切力而取向， 1926年UCC建立年產(chǎn)230ta規(guī)模生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了HPCF工業(yè)化生產(chǎn)。從1979到1982Thornel P-100, P-120（拉伸強(qiáng)度為2.2GPa ，拉伸模量分別為724GPa和827GPa）產(chǎn)品陸續(xù)投放市場。

質(zhì)輕高強(qiáng): 碳纖維板材廣為人知的優(yōu)點(diǎn)就是質(zhì)輕高強(qiáng),其期的僅有1.7g/cm3 ,是鋁合金的百分之60 ,不到鋼的1/4 ,是新型減重材料,在輕量化的結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用廣泛,例如無人機(jī)外殼。同時, 碳纖維板材其抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪軔強(qiáng)度均要優(yōu)于多數(shù)金屬結(jié)構(gòu)材料,有效滿足使用強(qiáng)度所需。

熱學(xué)性能: 碳纖維板材的生產(chǎn)需要經(jīng)過石墨化以及碳化,而這兩個過程的溫度很高,所以碳纖維材料本身的工作溫度非常高，但是在實(shí)際使用中,碳纖維與樹脂結(jié)合,構(gòu)成碳纖維板材，所生產(chǎn)的制品工作溫度一般在150°C ,而現(xiàn)在研發(fā)出來的熱塑性碳纖維材料的工作溫度則能達(dá)到更高。