La fibre de carbone se compose de fibres extrêmement fines, d'environ cinq à dix micromètres de diamètre, et est composée principalement d'atomes de carbone, plus quelques pourcents d'atomes d'azote, d'oxygène et d'hydrogène. Ceux-ci sont agglomérés dans des cristaux microscopiques qui sont alignés plus ou moins parallèlement à l'axe long de la fibre. L’alignement des cristaux rend la fibre extrêmement résistante pour sa taille. Plusieurs milliers de fibres de carbone sont enroulées ensemble pour former un fil, qui peut être employé tel quel ou tissé.
Les fibres de carbone sont produites à partir de précurseurs chimiques comme le Polyacrylonitrile (PAN). Les fibres de PAN sont d'abord oxydées puis on procède à une étape dite de "carbonisation". Une étape de graphitation complète le tout lorsque l'on cherche à obtenir des fibres plus rigides.
Résultat: la fibre de carbone reste relativement chère notamment parce que sa production s'avère très énergivore. Les procédés industriels sont plus longs que ceux mis en oeuvre pour produire des pièces en matériaux classiques.
Ce matériau est caractérisé par sa faible densité (1.7 à 1.9), sa résistance élevée à la traction et à la compression, sa flexibilité, sa bonne conductivité électrique et thermique, sa tenue en température et son inertie chimique (sauf à l'oxydation).
Sa principale utilisation est de servir de renfort dans les matériaux composites. Ce qui permet d'obtenir des pièces ayant de bonnes propriétés mécaniques tout en étant nettement plus légères que des pièces métalliques (70% plus légères que l'acier).
La fibre de carbone est un des matériaux les plus utilisés dans l'industrie technique, en automobile et en aviation par exemple.
