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碳纤维复合材料，全称是碳纤维增强基复合材料，是以碳纤维为骨架，复合树脂等做成的一种复合材料，一般含碳量高于90%，具有质量轻、强度高、耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，是时下方兴未艾的新型材料。
特定的碳纤维原丝的性能是固定的，例如东丽的碳纤维原丝，T300、T400、T700等是有一系列的参数可以追寻的，但是碳纤维复合材料制品却没有统一的性能参数，首先选用的原材料型号不同会导致产品的性能不同，再者由于基质的选择和产品的设计不同，会导致产品的性能也不同。
碳纤维复合材料是由碳纤维原丝跟陶瓷、树脂、金属等基质混合制成，一般不具有毒性。甚至有一种PEEK材料采用的是食品级的树脂，这种材料与人体有很好的相容性，不仅对人体无害，还因为强度大、弹性模量接近骨皮质等原因成为骨外科比较理想的材料。碳纤维医疗床板，每天会与很多病人身体接触，不会对人体产生不良影响，相反，对于医疗诊断的准确性还有很大的帮助。
碳纤维复合材料有热固性和热塑性的区别，热固性碳纤维复合材料偏向于固化剂在固化成型中的作用，而热塑性碳纤维复合材料制品主要靠的是冷却降温来实现定型。热塑性碳纤维复合材料没有热固性碳纤维复合材料应用普及，主要原因是价格偏贵，一般用在高端行业中。热固性碳纤维复合材料由于树脂基质自身的限制，回收难度大，一般不考虑；热塑性碳纤维复合材料可回收，只要加热到一定的温度就可以进行二次制作。
碳纤维复合材料在航空行业、工业制造、汽车生产、医疗器械、轨道交通等领域有着广泛的应用，碳纤维复合材料质轻高强、耐腐蚀、导电性好、电磁屏蔽效果好等一系列优点得到越来越多人的认可。