碳纤维具有轻量、高强度、耐化学腐蚀和耐高温等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、风电叶片、建筑等领域。碳纤维可以按照原材料体系、力学性能分级和丝束规模等不同维度进行分类。

按原材料体系分类

依据前驱体类型，碳纤维可以分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基、粘胶基碳纤维三大体系。其中，PAN基碳纤维综合性能优异、生产工艺成熟度高、成本相对可控，占碳纤维总量的90%以上，是目前市场主流产品。

沥青基碳纤维以煤焦油或石油沥青为原料，模量可达700 GPa以上且热导率高、热膨胀系数小，但存在抗拉强度偏低（约1800 MPa）、原料提纯成本高的局限。

粘胶基碳纤维以纤维素纤维为原料，是最早工业化的碳纤维品种，其碳化收率仅20%～25%，生产成本高、力学性能有限（拉伸强度 2000～3000 MPa），但耐烧蚀性与隔热性优异，主要应用于航天器热防护系统。 

按力学性能分类

按拉伸强度与模量等核心力学指标，碳纤维可分为多个性能等级。高强度系列（T系列）是以拉伸强度为核心指标，主要应用于结构承力部件。如T300级碳纤维的拉伸强度约为3530 MPa，模量约为230 GPa，性价比高、工艺成熟，广泛用于体育器材、工业部件等民用领域；T800级碳纤维的拉伸强度为5490～5880 MPa，模量约为294 GPa，是航空主结构材料；T1100级碳纤维的拉伸强度约为7000 MPa，模量约为324 GPa，是目前工业化量产的最高强度级别，用于航天器、第六代战机等尖端领域。

高模量系列（M系列）是以弹性模量为核心指标，适用于对刚度要求高的场景。如M40J～M60J（模量377～588 GPa）属于高模量碳纤维，因其刚性高、热膨胀系数低、尺寸稳定性好，适用于卫星支架、光学仪器等对结构稳定性要求极高的部件。

按丝束规模分类

依据单束纤维中单丝根数（K 值），碳纤维可分为小丝束与大丝束两类，两者在性能、成本和应用领域上差异显著。小丝束碳纤维的生产工艺要求严格，原丝需要高纯度丙烯腈、高精度纺丝控制，碳化过程需精确调控温度梯度与张力，因其性能优异，主要用于国防军工和航空航天等高端领域。日本东丽株式会社（Toray）、三菱丽阳集团等企业在此领域占据全球 50% 以上的市场份额。 

大丝束碳纤维通过规模化生产降低单丝成本，48K产品价格可比24K产品降低30%以上，其最大优势在于铺层效率高，在工业领域具有广阔前景。吉林化纤股份有限公司通过48K原丝规模化生产，将成本降至国际水平的70%，产品广泛应用于风电叶片和新能源汽车。

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