Koolstofvezels zijn vezels gemaakt van koolstof waarbij de vezels de basis vormen. Koolstofvezel is een materiaal dat bestaat uit dunne filamenten van koolstofatomen, waarbij wanneer ze aan elkaar worden gebonden met plastic polymeerhars door hitte of druk, een vacuüm van composietmateriaal wordt gevormd dat lichtgewicht en tegelijkertijd duurzaam is. Koolstofvezel is de combinatie van naar schatting 50% koolstofvezels en 50% kunststof, waardoor het voornamelijk een sterkere kunststof is. Kunststof kan van nature gemakkelijk breken of barsten, maar in combinatie met de koolstofvezels wordt de sterkte ervan vergroot.

De koolstofvezel gieten heeft zijn sterkte in het weefsel, waarbij hoe complexer ze zijn, hoe duurzamer het composiet zal zijn. Dit maakt koolstofvezels iets duurder in gewicht in vergelijking met glasvezel. Als we de essentiële onderdelen van koolstofvezel begrijpen, namelijk plastic en koolstofvezels, kunnen we het erover eens zijn dat het essentiële concept ervan de compressie is. Producten gemaakt met koolstofvezels worden samengeperst zodat het plastic gelijkmatig over de stof wordt verdeeld, zodat er geen ruimte is voor scheuren. Compressie zorgt er verder voor dat het gelijkmatig is in grootte en dichtheid.

Koolstofvezels zijn van nature net zo stijf als staal en zelfs net zo sterk als staal. Dit maakt koolstofvezels chemisch resistent en kan hoge temperaturen verdragen met een lage thermische uitzetting. Wat het composietmateriaal uniek maakt, is het grote belang ervan in diverse sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, sportuitrusting, hengels, honkbalknuppels, schoenzolen, fietsframes, laptopkoffers, zelfs in sommige muziekinstrumenten, etc. Het zou geen verrassing moeten zijn dat koolstofvezels ook worden aangetroffen in satellieten, de olie- en gasindustrie, meubels, bruggen, windturbinebladen, etc.

Echter, de koolstofvezel gieten heeft zijn nadelen, omdat het duur zou zijn in de productie. Koolstofvezel gietdelen, vanwege de kosten van de output, niet snel in massa geproduceerd. De aard van de koolstofvezel maakt de productie ervan beperkt in sommige producten, en dit heeft geleid tot de groei van synthetische stoffen die vergelijkbaar zijn met de koolstofvezel. Deze imitaties van de koolstofvezel zijn simpelweg kunststoffen die de koolstofvezel gieten, of er zitten maar een paar porties koolstofvezel in.

Het gebruik van vloeistoffen en gassen en specifieke materialen zijn essentieel in het productieproces van bepaalde kwaliteiten, klassen en ook effecten van koolstofvezel. Afhankelijk van de grondstoffen die door fabrikanten worden gebruikt, bestaat er een verschil in de combinaties van grondstoffen die worden gebruikt en daarom behandelen ze hun formules als handelsgeheimen.

In de productiefase van het vormen van koolstofvezels worden de voorlopers, de grondstoffen, uitgerekt tot lange vezels die worden geweven tot stoffen of worden versmolten met andere elementen of worden gegoten in de vormen of maten die de fabrikant wenst. Bij de productie van koolstofvezels via het polyacrylonitril (PAN)-proces zijn er vijf segmenten, namelijk:

a. De spinfase: het polyacrylonitril wordt gemengd met andere ingrediënten en vervolgens gesponnen tot vezels die verder worden gewassen en uitgerekt.

b. De stabiliserende fase: in deze fase wordt er een chemische verandering gebruikt om de binding te stabiliseren.

c. De carboniseringsfase: na het stabiliseren van de bindingen worden de vezels verhit tot de hoge temperatuur die strak gebonden koolstofkristallen vormt.

d. Oppervlaktebehandeling: het oppervlak van de vezels wordt geoxideerd om de bindingseigenschappen te verbeteren.

e. Gewenste grootte: de vezels worden vervolgens gecoat en op klossen of cilindrische staven gewonden, die vervolgens op spinmachines worden geladen die de vezels in verschillende groottes draaien. In plaats van tot stoffen te worden geweven, worden vezels echter tot composieten gemaakt, waarvoor druk, hitte of een vacuüm nodig is dat de vezels samenbindt met een plastic polymeer.