碳纖維復合材料（carbon fiber reinforced polymer,CFRP）是航天領域較為常見的材料，與航空飛機領域相比，航天領域對于減重、輕量化的需求更為迫切。

 

在航天領域，CFRP可以用于人造衛星、火箭、航天飛機等眾多領域，本文中將主要介紹CFRP在衛星航天器領域的典型應用及示例。

CFRP是航天工業發展所必不可少的關鍵材料，其優異的高比強度、高比彈性模量以及即使在溫度變化極大的環境中也能保持持續的高尺寸穩定性，從而使得深空領域的高精度觀測成為可能。此外，憑借碳纖維的高彈性模量和強度，可以設計輕量化構件，從而降低發射成本和能量。

在通常情況下，碳纖維的熱膨脹系數較低，約為金屬的1/10，因此在溫度交變環境下具有很高的尺寸穩定性。對于高性能碳纖維而言，通常碳纖維的拉伸模量越高，其導熱性能就越好，如聚丙烯腈基高模量碳纖維、高性能瀝青基碳纖維的熱膨脹系數甚至可以為負數。

通過使用具有負熱膨脹系數的高模量碳纖維尤其是高性能瀝青基高模量碳纖維，可以設計出具有零熱膨脹系數的復合材料結構件。大量的發射記錄表明，即使在太空惡劣的輻射環境下，CFRP也能表現出穩定的性能。