炭纤维及其复合材料具有非常卓越的性能，如低密度、高比强度和高比模量、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀等，在高技术领域占有非常重要的地位。高模量炭纤维最初是为了满足航空航天和军工技术的要求而发展起来的，但是目前也被广泛应用于现代工业，例如造船、核技术、电工电子、采矿、医药、运动器材和汽车等不同领域。　　 石墨纤维是炭纤维家族中的重要成员，具有超高的模量，在航空领域中有着特殊的用途。石墨纤维通常是在惰性气氛中加热炭纤维至2000～3000℃制得。在石墨化过程中，炭纤维可以形成良好的石墨晶体结构，弹性模量得到提升。　　 本课题采用自行研制的高温石墨化炉，考察了热处理温度、热牵伸对炭纤维力学性能的影响，采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、Raman光谱等手段研究了热处理工艺对炭纤维微观结构的影响，并且对炭纤维力学性能与其微观结构之间的关系进行了探讨。主要得到以下结论和观点：　　 1、单纯提高热处理温度能显著提高炭纤维的弹性模量，但在弹性模量提高的同时，炭纤维另一个重要的力学性能——抗拉强度下降显著，不能兼顾两方面的性能。　　 2、热牵伸连续石墨化不但能有效的提高炭纤维的弹性模量，还能提高其抗拉强度，兼顾炭纤维力学性能最重要的两个方面，用T-300经过连续牵伸石墨化能达到日本东丽M40的水平。热牵伸石墨化是一种制造高模高强炭纤维的有效手段。　　 3、热处理之所以能改善炭纤维的力学性能，主要原因是热处理改善了炭纤维的微观结构。随着热处理温度的上升，炭纤维的微观结构逐步向完美石墨晶体转变；热牵伸处理能有效提高炭纤维的石墨化度，并且提高炭纤维沿轴向的取向度，石墨微晶随着牵伸的增大也变大，显著提高炭纤维的弹性模量，并且改善炭纤维的抗拉强度。