原丝的性能很大程度上影响着碳纤维的性能，但是预氧化碳化工艺也起着关键性作用。为了研制高性能碳纤维，应考虑到纤维的结构因素及与此相适应的工艺参数。因此在生产过程中，强化正因素、把负因素降到最低程度，是制取高性能碳纤维的关键所在。 碳纤维的形态结构具有遗传性，如原丝结构，原纤的择优取向，单丝的截面形状等基本都保留在碳纤维中。原丝经过预氧化碳化后纤维的结构发生了很大的变化，纤维表层的沟槽逐渐变浅：内部层状结构的层间间距减小：芯部结构逐渐变致密，但是皮芯结构仍然存在。预氧化碳化过程中纤维的纤度减小，断裂伸长率减小，强度先减小后增加。 以丙烯腈、衣康酸铵、衣康酸二甲酯为聚合单体制得的碳纤维强度较低，并且发现此类纤维的线密度变化较大，经过预氧化、碳化后纤维的失重比较严重，纤维更容易产生缺陷，从而导致碳纤维的强度降低。 对预氧化纤维进行酸处理，经热重，差热联动分析，发现混酸处理后纤维的芳香化过程提前，碳纤维的强度增大。在高温碳化中，对纤维进行补强处理，结果表明四氯化碳、正庚烷都能使碳纤维的强度提高，所以高温补强处理也是提高碳纤维强度的一个重要手段。 对不同强度的碳纤维进行X射线衍射研究发现，碳纤维的结晶度越大，微晶厚度越厚，对应的碳纤维强度越高。利用透射电子显微镜(TEM)观察了三种不同强度的碳纤维，随着碳纤维拉伸强度的升高，纤维的芯部占的比例减小。对碳纤维进行高分辨电镜(HRTEM)分析，可以看出碳纤维中含有球状和带状两种结构，且无序区占的比例很大；碳纤维在高温条件下具有热收缩性能。观察无定形碳、碳纤维、石墨纤维和石墨四种不同形态的碳的电子衍射花样图，可以看出他们的结晶程度依次增大，其中无定形碳中几乎没有结晶：碳纤维和石墨纤维都是多晶结构，结晶度很低；石