A espuma sanduíche de fibra de carbono é um novo tipo de material de fibra com alta resistência e fibra de alto módulo com um teor de carbono superior a 95%. É um material de grafite microcristalino obtido por carbonização e grafitização pelo empilhamento de fibras orgânicas, como microcristais de grafite em flocos ao longo da direção axial da fibra. A fibra de carbono é macia por fora e rígida por dentro, mais leve que o alumínio metálico, mas mais forte que o aço, e possui características de resistência à corrosão e alto módulo. É um material importante na defesa nacional, indústria militar e uso civil.

Ele não apenas possui as propriedades intrínsecas inerentes aos materiais de carbono, mas também possui a processabilidade suave das fibras têxteis. É uma nova geração de fibras de reforço. A fibra de carbono tem muitas propriedades excelentes. A fibra de carbono tem alta resistência axial e módulo, baixa densidade, alto desempenho específico, sem fluência, resistência a temperaturas ultra-altas em ambiente não oxidante, boa resistência à fadiga, calor específico e condutividade elétrica entre não metálicos e não metálicos. Entre os metais, o coeficiente de expansão térmica é pequeno e anisotrópico, a resistência à corrosão é boa e a transmitância de raios-X é boa. Boa condutividade elétrica e térmica, boa blindagem eletromagnética, etc.

O módulo de Young da fibra de carbono é mais de 3 vezes maior que o da fibra de vidro tradicional. Comparado com a fibra de Kevlar, seu módulo de Young é cerca de 2 vezes maior, não incha ou incha em solventes orgânicos, ácidos e álcalis, e sua resistência à corrosão é excelente. A fibra de carbono é uma fibra de polímero inorgânico com um teor de carbono superior a 90%. Entre eles, as fibras de grafite com teor de carbono superior a 99% são chamadas de fibras de grafite. A microestrutura da fibra de carbono é semelhante ao grafite artificial, que é uma estrutura de grafite turboestrática.

O espaçamento entre as camadas de fibra de carbono é de cerca de 3,39 a 3,42A. Os átomos de carbono entre as camadas paralelas não são tão regulares quanto o grafite, e as camadas são conectadas pela força de van der Waals. A estrutura da fibra de carbono é geralmente considerada como composta de cristais e orifícios bidimensionais ordenados, e o conteúdo, tamanho e distribuição dos orifícios têm grande influência no desempenho da fibra de carbono.

Quando a porosidade é menor que um certo valor crítico, a porosidade não tem efeito óbvio na resistência ao cisalhamento interlaminar, resistência à flexão e resistência à tração dos compósitos de fibra de carbono. Alguns estudos têm apontado que a porosidade crítica que causa o declínio das propriedades mecânicas do material é de 1%-4%. Quando o conteúdo do volume de poros está na faixa de 0-4%, a resistência ao cisalhamento interlaminar diminui em cerca de 7% para cada aumento de 1% no conteúdo do volume de poros. Através do estudo de resina epóxi de fibra de carbono e laminados de resina de bismaleimida de fibra de carbono, verifica-se que quando a porosidade excede 0,9%, a resistência ao cisalhamento interlaminar começa a diminuir.