Kohlefaser-Sandwichschaum ist ein neuartiges Fasermaterial mit hochfesten und hochmoduligen Fasern mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 95 %. Es handelt sich um ein mikrokristallines Graphitmaterial, das durch Karbonisierung und Graphitisierung durch Stapeln organischer Fasern wie Flockengraphit-Mikrokristalle entlang der Faserachsenrichtung gewonnen wird. Kohlefaser ist außen weich und innen steif, leichter als Metallaluminium, aber fester als Stahl und zeichnet sich durch Korrosionsbeständigkeit und hohen Modul aus. Es ist ein wichtiges Material in der Landesverteidigung, der Militärindustrie und der zivilen Nutzung.

Es verfügt nicht nur über die inhärenten Eigenschaften von Kohlenstoffmaterialien, sondern auch über die weiche Verarbeitbarkeit von Textilfasern. Es handelt sich um eine neue Generation von Verstärkungsfasern. Kohlefaser hat viele hervorragende Eigenschaften. Kohlenstofffasern haben eine hohe axiale Festigkeit und einen hohen Modul, eine geringe Dichte, eine hohe spezifische Leistung, kein Kriechen, eine ultrahohe Temperaturbeständigkeit in nicht oxidierender Umgebung, eine gute Ermüdungsbeständigkeit sowie eine spezifische Wärme- und elektrische Leitfähigkeit zwischen Nichtmetall und Nichtmetall. Zwischen Metallen ist der Wärmeausdehnungskoeffizient klein und anisotrop, die Korrosionsbeständigkeit ist gut und die Röntgendurchlässigkeit ist gut. Gute elektrische und thermische Leitfähigkeit, gute elektromagnetische Abschirmung usw.

Der Elastizitätsmodul von Kohlefasern ist mehr als dreimal so hoch wie der von herkömmlichen Glasfasern. Im Vergleich zu Kevlar-Fasern ist ihr Elastizitätsmodul etwa doppelt so hoch wie bei Kevlar-Fasern, sie quillt nicht und quillt in organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen nicht auf und ihre Korrosionsbeständigkeit ist hervorragend. Kohlenstofffasern sind anorganische Polymerfasern mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 90 %. Unter diesen werden Graphitfasern mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 99 % als Graphitfasern bezeichnet. Die Mikrostruktur von Kohlenstofffasern ähnelt der von künstlichem Graphit, bei dem es sich um eine turbostratische Graphitstruktur handelt.

Der Abstand zwischen den Kohlenstofffaserschichten beträgt etwa 3,39 bis 3,42 Å. Die Kohlenstoffatome zwischen den parallelen Schichten sind nicht so regelmäßig wie bei Graphit und die Schichten sind durch Van-der-Waals-Kraft verbunden. Die Struktur von Kohlenstofffasern besteht üblicherweise aus zweidimensional geordneten Kristallen und Löchern, und der Inhalt, die Größe und die Verteilung der Löcher haben großen Einfluss auf die Leistung von Kohlenstofffasern.

Wenn die Porosität unter einem bestimmten kritischen Wert liegt, hat die Porosität keinen offensichtlichen Einfluss auf die interlaminare Scherfestigkeit, Biegefestigkeit und Zugfestigkeit von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen. Einige Studien haben darauf hingewiesen, dass die kritische Porosität, die zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Materials führt, 1–4 % beträgt. Wenn der Porenvolumengehalt im Bereich von 0–4 % liegt, nimmt die interlaminare Scherfestigkeit mit jedem Anstieg des Porenvolumengehalts um 1 % um etwa 7 % ab. Durch die Untersuchung von Kohlenstofffaser-Epoxidharz- und Kohlenstofffaser-Bismaleimidharz-Laminaten wurde festgestellt, dass die interlaminare Scherfestigkeit abzunehmen beginnt, wenn die Porosität 0,9 % überschreitet.