Podstawowe zastosowanie włókna węglowego polega na łączeniu go z materiałami matrycowymi,-takimi jak żywice, metale czy ceramika,-w celu utworzenia materiałów konstrukcyjnych. Kompozyty epoksydowe-wzmocnione włóknem węglowym charakteryzują się najwyższą łączną wytrzymałością właściwą i modułem właściwym spośród wszystkich obecnie dostępnych materiałów konstrukcyjnych. Kompozyty z włókna węglowego oferują znaczne korzyści w dziedzinach o rygorystycznych wymaganiach dotyczących gęstości, sztywności, masy i właściwości zmęczeniowych, a także w środowiskach wymagających wysokiej-odporności na temperaturę i wyjątkowej stabilności chemicznej.
Włókno węglowe pojawiło się na początku lat pięćdziesiątych XX wieku w odpowiedzi na zapotrzebowanie-najnowocześniejszych sektorów naukowych i technologicznych-w szczególności rakiety, eksploracji kosmosu i lotnictwa. Od tego czasu jego zastosowania znacznie się rozszerzyły, obejmując sprzęt sportowy, tekstylia, maszyny chemiczne i medycynę. Ponieważ najnowocześniejsze-technologie nakładają coraz bardziej rygorystyczne wymagania na właściwości użytkowe nowych materiałów, badacze i technolodzy są zmuszeni do ciągłego dążenia do ulepszeń. Na początku lat 80. zaczęły pojawiać się kolejno włókna węglowe-wysokowydajne i ultra{9}}wysokowydajne-; oznaczało to kolejny krok naprzód technologiczny i sygnalizowało, że badania i produkcja włókna węglowego weszły w zaawansowany etap.
Kompozyty powstałe w wyniku połączenia włókna węglowego z żywicą epoksydową stały się zaawansowanymi materiałami lotniczymi ze względu na ich niski ciężar właściwy, wysoką sztywność i wyjątkową wytrzymałość. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ na każdy kilogram masy statku kosmicznego zmniejszony, rakieta nośna potrzebna do jego podniesienia może zostać zmniejszona o 500 kilogramów. W związku z tym przemysł lotniczy ściga się w stosowaniu tych zaawansowanych materiałów kompozytowych. Na przykład określony typ myśliwca do pionowego startu i lądowania (VTOL) wykorzystuje kompozyty z włókna węglowego w jednej-jednej czwartej całkowitej masy płatowca i jednej-jednej trzeciej masy skrzydła. Ze raportów wynika, że wszystkie kluczowe elementy trzech silników rakietowych amerykańskiego wahadłowca kosmicznego, a także wyrzutnie zaawansowanych rakiet MX, zostały wykonane z zaawansowanych kompozytów z włókna węglowego.
W wyścigach Formuły 1 (F1) większość konstrukcji nadwozia samochodu zbudowana jest z materiałów z włókna węglowego. Wysokiej klasy-samochody sportowe również często wykorzystują w dużym stopniu włókno węglowe w całym nadwoziu, aby poprawić zarówno wydajność aerodynamiczną, jak i integralność konstrukcyjną. Włókno węglowe można przetwarzać na różne formy, w tym tkaniny, filce, maty, taśmy, papier i inne materiały. W tradycyjnych zastosowaniach-poza zastosowaniem jako materiału termoizolacyjnego-włókno węglowe jest rzadko używane w samodzielnej postaci; zamiast tego zwykle służy jako środek wzmacniający dodawany do materiałów matrycowych, takich jak żywice, metale, ceramika lub beton, w celu wytworzenia materiałów kompozytowych. Kompozyty-wzmocnione włóknem węglowym mogą służyć jako materiały konstrukcyjne do samolotów, materiały do ekranowania elektromagnetycznego i-rozpraszania ładunków statycznych oraz substytuty biomedyczne-takie jak sztuczne więzadła-, rozszerzając w ten sposób ich zastosowanie w różnych scenariuszach w organizmie człowieka. Ponadto wykorzystuje się je do produkcji osłon rakiet, łodzi motorowych, robotów przemysłowych, resorów samochodowych i wałów napędowych.
W styczniu 2026 r. w pociągach linii ekspresowej Jingxiong (łączącej nowy obszar Xiong'an z międzynarodowym lotniskiem Daxing w Pekinie) zastosowano-najnowocześniejsze technologie-, w tym kompozyty z włókna węglowego-, aby stworzyć inteligentny system obsługi i konserwacji.
Również w styczniu 2026 r. w sektorze elektroniki użytkowej w niektórych produktach do budowy korpusów urządzeń zaczęto wykorzystywać kompozyty z włókna węglowego-klasy lotniczej.
7 grudnia 2022 r. poinformowano, że Chiny pomyślnie wystrzeliły rakietę nośną na paliwo stałe Kuaizhou-11, której cała konstrukcja została zbudowana z kompozytów z włókna węglowego.
W 2025 r. owiewka ładunku rakiety nośnej Tianlong-3-której planowany jest swój dziewiczy lot przez Tianbing Technology-również miała konstrukcję wykonaną w całości z kompozytu z włókna węglowego.
Kompozyty z włókna węglowego są dodatkowo wykorzystywane w reflektorach satelitarnych, obudowach akumulatorów w pojazdach nowych źródeł energii oraz w projektach wzmocnień konstrukcyjnych w branży budowlanej.
Materiał ten znalazł także zastosowanie w pokładach lotniskowców, konstrukcjach kadłubów statków i elementach nośnych-robotów humanoidalnych.
W 2025 r. krajowi producenci z branży lotniczej i kosmicznej z powodzeniem zastosowali kompozyty z włókna węglowego/szklanego w kadłubach i elementach skrzydeł samolotów lotnictwa ogólnego, co umożliwiło produkcję i montaż na-szerokoskalową skalę. Co więcej, w przypadku modeli samolotów eVTOL (elektrycznego pionowego startu i lądowania), które są obecnie opracowywane i certyfikowane, przyjęto-procesy produkcji wysokowydajnych kompozytów z włókna węglowego.
W nowym sektorze energetycznym kompozyty z włókna węglowego stały się krytycznym materiałem w-powietrznych systemach wytwarzania energii wiatrowej na dużych wysokościach. Obydwa systemy S1500-pierwszy na świecie komercyjny pokładowy system energii wiatrowej o mocy- megawatów, który pomyślnie przetestowano-oblot nad moim krajem we wrześniu 2025 r.-i system S2000 (oblot pomyślnie odbył się w styczniu 2026 r.) wykorzystują kable uwięzi o wysokiej wytrzymałości wykonane z kompozytów włókna węglowego.
Kable te charakteryzują się wytrzymałością na rozciąganie wynoszącą 3000 megapaskali, co pozwala im wytrzymać tajfuny kategorii 12. Co więcej, kable te spełniają jednocześnie wiele funkcji: przesyłają dane, zapewniają wsparcie strukturalne i integrują linie wysokiego napięcia-do przesyłu energii. W branży zegarmistrzowskiej-szwajcarska marka Richard Mille wykorzystuje Carbon TPT®-materiał z włókna węglowego-w kopertach i tarczach swoich damskich zegarków, łącząc go z wyjątkowym kunsztem, takim jak metale szlachetne, ceramika i oprawa diamentów.
