Sendvičová pena z uhlíkových vlákien je nový typ vláknitého materiálu s vysokou pevnosťou a vysokým modulom vlákna s obsahom uhlíka viac ako 95%. Ide o mikrokryštalický grafitový materiál získaný karbonizáciou a grafitizáciou ukladaním organických vlákien, ako sú mikrokryštály vločkového grafitu, pozdĺž axiálneho smeru vlákna. Uhlíkové vlákno je mäkké na vonkajšej strane a tuhé vo vnútri, ľahšie ako kovový hliník, ale pevnejšie ako oceľ a má vlastnosti odolnosti proti korózii a vysokého modulu. Je to dôležitý materiál v národnej obrane, vojenskom priemysle a civilnom použití.

Má nielen vlastné vlastnosti uhlíkových materiálov, ale má aj mäkkú spracovateľnosť textilných vlákien. Ide o novú generáciu výstužných vlákien. Uhlíkové vlákno má mnoho vynikajúcich vlastností. Uhlíkové vlákno má vysokú axiálnu pevnosť a modul, nízku hustotu, vysoký špecifický výkon, žiadne tečenie, odolnosť voči ultra vysokej teplote v neoxidačnom prostredí, dobrú odolnosť proti únave, špecifické teplo a elektrickú vodivosť medzi nekovom a nekovom. Medzi kovmi je koeficient tepelnej rozťažnosti malý a anizotropný, odolnosť proti korózii je dobrá a priepustnosť röntgenového žiarenia je dobrá. Dobrá elektrická a tepelná vodivosť, dobré elektromagnetické tienenie atď.

Youngov modul uhlíkových vlákien je viac ako 3-krát vyšší ako u tradičného skleneného vlákna. V porovnaní s kevlarovým vláknom je jeho Youngov modul asi 2-krát väčší, nenapučiava ani nenapučiava v organických rozpúšťadlách, kyselinách a zásadách a jeho odolnosť proti korózii je vynikajúca. Uhlíkové vlákno je anorganické polymérne vlákno s obsahom uhlíka vyšším ako 90 %. Medzi nimi sa grafitové vlákna s obsahom uhlíka vyšším ako 99 % nazývajú grafitové vlákna. Mikroštruktúra uhlíkových vlákien je podobná umelému grafitu, čo je turbostratická grafitová štruktúra.

Vzdialenosť medzi vrstvami uhlíkových vlákien je približne 3,39 až 3,42 A. Atómy uhlíka medzi paralelnými vrstvami nie sú také pravidelné ako grafit a vrstvy sú spojené van der Waalsovou silou. Štruktúra uhlíkových vlákien sa zvyčajne považuje za zloženú z dvojrozmerných usporiadaných kryštálov a otvorov a obsah, veľkosť a rozmiestnenie otvorov má veľký vplyv na výkon uhlíkových vlákien.

Keď je pórovitosť nižšia ako určitá kritická hodnota, nemá pórovitosť zjavný vplyv na medzilaminárnu pevnosť v šmyku, pevnosť v ohybe a pevnosť v ťahu kompozitov z uhlíkových vlákien. Niektoré štúdie poukázali na to, že kritická pórovitosť, ktorá spôsobuje pokles mechanických vlastností materiálu, je 1%-4%. Keď je obsah objemu pórov v rozsahu 0-4 %, interlaminárna šmyková pevnosť klesá o približne 7 % na každé 1 % zvýšenie obsahu objemu pórov. Štúdiom epoxidovej živice s uhlíkovými vláknami a laminátov z bismaleimidovej živice s uhlíkovými vláknami sa zistilo, že keď pórovitosť presiahne 0,9 %, interlaminárna pevnosť v šmyku začne klesať.