Den primære anvendelsen av karbonfiber innebærer å kombinere det med matrisematerialer-som harpiks, metaller eller keramikk-for å lage strukturelle materialer. Karbonfiber-forsterkede epoksykompositter har den høyeste kombinerte spesifikke styrke og spesifikke modulverdier blant alle tilgjengelige strukturelle materialer. Karbonfiberkompositter gir betydelige fordeler i felt med strenge krav til tetthet, stivhet, vekt og utmattelsesegenskaper, så vel som i miljøer som krever høy-temperaturbestandighet og eksepsjonell kjemisk stabilitet.
Karbonfiber dukket opp på begynnelsen av 1950-tallet som svar på kravene fra banebrytende vitenskapelige og teknologiske sektorer-spesifikt rakett, romutforskning og luftfart. Siden den gang har applikasjonene utvidet seg mye til å omfatte sportsutstyr, tekstiler, kjemiske maskiner og det medisinske feltet. Ettersom banebrytende-teknologier stiller stadig strengere krav til ytelsesegenskapene til nye materialer, har forskere og teknologer blitt drevet til kontinuerlig å strebe etter forbedring. På begynnelsen av 1980-tallet begynte høy-ytelse og ultra-høy{10}}karbonfibre å dukke opp etter hverandre; dette markerte nok et teknologisk sprang fremover og signaliserte at forskning og produksjon av karbonfiber var kommet i et avansert stadium.
Kompositter dannet ved å kombinere karbonfiber med epoksyharpiks har blitt avanserte romfartsmaterialer på grunn av deres lave egenvekt, høye stivhet og eksepsjonelle styrke. Dette er av avgjørende betydning fordi for hver kilo vekt som reduseres i et romfartøy, kan bæreraketten som kreves for å løfte den bli lettet med 500 kilo. Følgelig kappløper romfartsindustrien for å ta i bruk disse avanserte komposittmaterialene. For eksempel bruker en bestemt type vertikal take-off and landing (VTOL) jagerfly karbonfiberkompositter for en-fjerdedel av den totale flyskrogvekten og en-tredjedel av vingevekten. Rapporter indikerer at nøkkelkomponentene i de tre rakettforsterkerne til den amerikanske romfergen, så vel som utskytningsrørene for avanserte MX-missiler, alle er produsert ved hjelp av avanserte karbonfiberkompositter.
I Formel 1 (F1) racing er det meste av en bils karosseri bygget av karbonfibermaterialer. High-sportsbiler bruker også ofte karbonfiber i utstrakt grad i hele kroppen for å forbedre både aerodynamisk effektivitet og strukturell integritet. Karbonfiber kan bearbeides til ulike former, inkludert stoffer, filt, matter, tape, papir og andre materialer. I tradisjonelle applikasjoner-bortsett fra bruken som et termisk isolasjonsmateriale-brukes karbonfiber sjelden i sin frittstående form; i stedet tjener det vanligvis som et forsterkende middel tilsatt matrisematerialer som harpiks, metaller, keramikk eller betong for å lage komposittmaterialer. Karbonfiberforsterkede-kompositter kan tjene som strukturelle materialer for fly, elektromagnetisk skjerming og statisk{10}}dissipasjonsmateriale, og biomedisinske erstatninger-som kunstige leddbånd-og dermed utvide bruken av dem på tvers av ulike scenarier i menneskekroppen. Videre brukes de til produksjon av raketthus, motorbåter, industriroboter, bilbladfjærer og drivaksler.
I januar 2026 inkorporerte tog på Jingxiong Express Line (som forbinder Xiong'an New Area til Beijing Daxing International Airport) banebrytende-teknologi-inkludert karbonfiberkompositter-for å etablere et intelligent drifts- og vedlikeholdssystem.
Også i januar 2026, innenfor forbrukerelektronikksektoren, begynte visse produkter å bruke karbonfiberkompositter av romfartskvalitet- for konstruksjonen av enhetene deres.
Den 7. desember 2022 ble det rapportert at Kina med suksess hadde skutt opp Kuaizhou-11-raketten med fast brensel, hvis hele strukturen ble konstruert ved hjelp av karbonfiberkompositter.
I 2025 inneholdt nyttelastbeklædningen for Tianlong-3-raketten-planlagt for sin jomfruflyvning av Tianbing Technology-også en komposittkonstruksjon av karbonfiber.
Karbonfiberkompositter brukes i tillegg i satellittreflektorer, batterikabinetter for nye energikjøretøyer og strukturelle forsterkningsprosjekter i byggebransjen.
Dette materialet har også funnet anvendelse i hangarskipdekk, skipsskrogstrukturer og -lastbærende komponenter for humanoide roboter.
I 2025 brukte innenlandske romfartsprodusenter karbonfiber/glassfiberkompositter på flykroppene og vingekomponentene til allmennfly, og oppnådde produksjon og montering i stor skala. Videre ble det tatt i bruk høyytelsesprosesser for karbonfiberkompositt for eVTOL-flymodeller (elektrisk vertikal take-av og landing) under utvikling og sertifisering.
I den nye energisektoren har karbonfiberkompositter dukket opp som et kritisk materiale for luftbårne vindkraftsystemer i høye- høyder. S1500-verdens første kommersielle luftbårne vindkraftsystem i megawatt-klasse, vellykket testet-fløyet av mitt land i september 2025-og S2000-systemet (vellykket testfly i januar 2026) bruker begge høystyrke tether-kabler laget av karbonfiber.
Disse kablene har en strekkstyrke på 3000 megapascal, noe som gjør dem i stand til å motstå tyfoner i kategori 12. Dessuten utfører disse kablene flere funksjoner samtidig: overføring av data, gir strukturell støtte og integrering av høyspentlinjer for kraftoverføring. Innenfor high-urmakeriet, inkorporerer det sveitsiske merket Richard Mille Carbon TPT®-et karbonfibermateriale-i koffertene og urskivene til dameklokkene, og kombinerer det med utsøkt håndverk som edle metaller, keramikk og diamantinnfatning.
