Pianka warstwowa z włókna węglowego to nowy rodzaj materiału włóknistego o wysokiej wytrzymałości i wysokim module sprężystości z zawartością węgla ponad 95%. Jest to mikrokrystaliczny materiał grafitowy otrzymywany przez karbonizację i grafityzację przez układanie włókien organicznych, takich jak mikrokryształy grafitu płatkowego wzdłuż kierunku osiowego włókien. Włókno węglowe jest miękkie na zewnątrz i sztywne wewnątrz, lżejsze niż metalowe aluminium, ale mocniejsze niż stal i ma właściwości odporności na korozję i wysoki moduł sprężystości. Jest ważnym materiałem w obronie narodowej, przemyśle wojskowym i zastosowaniach cywilnych.

Ma nie tylko nieodłączne właściwości materiałów węglowych, ale ma również miękką przetwarzalność włókien tekstylnych. Jest to nowa generacja włókien wzmacniających. Włókno węglowe ma wiele doskonałych właściwości. Włókno węglowe ma wysoką wytrzymałość osiową i moduł, niską gęstość, wysoką wydajność właściwą, brak pełzania, odporność na bardzo wysoką temperaturę w środowisku nieutleniającym, dobrą odporność na zmęczenie, ciepło właściwe i przewodnictwo elektryczne między niemetalem a niemetalem. Pomiędzy metalami współczynnik rozszerzalności cieplnej jest mały i anizotropowy, odporność na korozję jest dobra, a przepuszczalność promieniowania rentgenowskiego jest dobra. Dobra przewodność elektryczna i cieplna, dobre ekranowanie elektromagnetyczne itp.

Moduł Younga włókna węglowego jest ponad 3 razy większy niż w przypadku tradycyjnego włókna szklanego. W porównaniu z włóknem Kevlar, jego moduł Younga jest około 2 razy większy, nie pęcznieje ani nie pęcznieje w rozpuszczalnikach organicznych, kwasach i zasadach, a jego odporność na korozję jest znakomita. Włókno węglowe to nieorganiczne włókno polimerowe o zawartości węgla powyżej 90%. Wśród nich włókna grafitowe o zawartości węgla powyżej 99% nazywane są włóknami grafitowymi. Mikrostruktura włókna węglowego jest podobna do sztucznego grafitu, który jest strukturą grafitu turbostratycznego.

Odstęp między warstwami włókna węglowego wynosi około 3,39 do 3,42A. Atomy węgla między równoległymi warstwami nie są tak regularne jak grafit, a warstwy są połączone siłą van der Waalsa. Struktura włókna węglowego jest zwykle uważana za złożoną z dwuwymiarowych uporządkowanych kryształów i dziur, a zawartość, rozmiar i rozmieszczenie otworów mają ogromny wpływ na wydajność włókna węglowego.

Gdy porowatość jest mniejsza niż pewna wartość krytyczna, porowatość nie ma oczywistego wpływu na międzywarstwową wytrzymałość na ścinanie, wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość na rozciąganie kompozytów z włókna węglowego. Niektóre badania wykazały, że porowatość krytyczna powodująca spadek właściwości mechanicznych materiału wynosi 1%-4%. Gdy zawartość objętościowa porów mieści się w zakresie 0-4%, wytrzymałość na ścinanie międzywarstwowe zmniejsza się o około 7% na każdy 1% wzrost zawartości objętościowej porów. Dzięki badaniu żywicy epoksydowej z włókna węglowego i laminatów z żywicy bismaleimidowej z włókna węglowego stwierdzono, że gdy porowatość przekracza 0,9%, wytrzymałość na ścinanie między warstwami zaczyna spadać.