雖然碳纖維已經(jīng)存在了150多年，但它只是在過去半個世紀左右的時間里通過制造工藝的改進才獲得了優(yōu)異的比強度和比剛度。這些現(xiàn)代技術(shù)的進步，加上過去幾十年制造成本的降低，使得碳纖維成為當(dāng)今備受青睞的材料。

    約瑟夫·威爾遜·斯旺爵士在1860年首次制造出碳纖維，用于早期的白熾燈泡。1879年，托馬斯·愛迪生在第一批用電加熱的燈泡中使用了以纖維素為基礎(chǔ)的碳纖維絲。具有高耐熱性使它們成為理想的導(dǎo)電體。這些纖維是由棉花或竹子制成的，而不是今天以石油為基礎(chǔ)的原材料，然后在高溫下烘烤，導(dǎo)致碳化。這種被稱為“熱解”的烘烤方法至今仍在使用。熱解是在惰性氣體中高溫加熱分解有機物的過程。20世紀初，當(dāng)鎢絲成為燈泡燈絲的首選時，碳纖維在接下來的50年左右就被淘汰了。

    1958年，在位于克利夫蘭的聯(lián)合碳化物帕爾瑪技術(shù)中心，羅杰·培根嘗試通過在氬氣中加熱人造絲來測量碳的三相點，結(jié)果意外地制造出了第一種以石油為基礎(chǔ)的碳纖維。他注意到電弧爐的負電極上長出了細絲。然而，由此產(chǎn)生的纖維只有大約20%的碳，而且當(dāng)時人們幾乎沒有重視碳纖維產(chǎn)品的剛度和強度特性，這使得培根的加工效率非常低。并且，他制造碳纖維的方法成本極高。

 

    20世紀60年代初，日本工業(yè)科技署的Akio Shindo博士使用聚丙烯腈(PAN)作為碳纖維的前身。PAN是一種合成的、半結(jié)晶的有機聚合物樹脂，它可以讓Shindo用一種成本更低的方法生產(chǎn)出55%碳含量的碳纖維。

    1963年，英國國防部的科學(xué)家W. Watt, L. N. Phillips和W. Johnson為一種新的碳纖維制造工藝申請了專利。這種制造工藝制造出的碳纖維產(chǎn)品比以前的工藝生產(chǎn)出的強度高得多。英國國家研究開發(fā)公司隨后將這一過程授權(quán)給勞斯萊斯、摩根萊特和考陶德。當(dāng)時，勞斯萊斯已經(jīng)開始生產(chǎn)碳纖維，這種新工藝使他們可以開始在噴氣發(fā)動機風(fēng)扇組件的設(shè)計中使用碳纖維。隨后，他們帶著帶碳纖維壓氣機葉片的RB-211航空發(fā)動機打入美國市場。不幸的是，在遭遇鳥的撞擊后，暴露出壓氣機葉片強度不夠的問題，這導(dǎo)致了勞斯萊斯遭受重挫。最后，勞斯萊斯賣掉了他們的碳纖維工廠。

    1970年達成的一項聯(lián)合技術(shù)協(xié)議允許聯(lián)合碳化物公司生產(chǎn)以PAN為基礎(chǔ)的碳纖維，這種碳纖維以前只由日本東麗工業(yè)公司生產(chǎn)。早前，Morganite曾決定將碳纖維業(yè)務(wù)排除在其核心業(yè)務(wù)之外，這使得Courtaulds成為英國唯一一家碳纖維制造商。然而，他們的無機工藝在碳纖維中留下了雜質(zhì)，而其他碳纖維公司的工藝中卻不會出現(xiàn)這種情況。于是到1991年，總部位于英國的面料、服裝、人造纖維和化學(xué)品制造商Courtaulds停止了碳纖維的生產(chǎn)。

    自20世紀70年代末以來，其他幾種類型的碳纖維絲進入了全球市場。這些較新的纖維含有95%的碳，并大大提高了抗拉強度和彈性模量。例如，東麗現(xiàn)在生產(chǎn)的碳纖維抗拉強度為4000 MPa，模量為400 GPa。這些在強度、彈性模量和成本方面的改進促使90年代的工程師們最終充分了解了碳纖維在各類應(yīng)用中的巨大潛力，使其成為當(dāng)今最受歡迎的材料之一。