צינור מרוכב

הסיבה העיקרית שבגללה יש לשקול את השימוש בסיבי פחמן היא יחס הקשיחות הגבוה שלו למשקל. סיבי פחמן חזקים מאוד, נוקשים מאוד וקלים יחסית.
קשיחות החומר נמדדת לפי מודול האלסטיות שלו. המודולוס של סיבי פחמן הוא בדרך כלל 34 MSI (234 Gpa). חוזק המתיחה האולטימטיבי של סיבי פחמן הוא בדרך כלל 600-700 KSI (4-4.8 Gpa). השווה זאת עם 2024-T3 Aluminum, בעל מודולוס של 10 MSI בלבד וחוזק מתיחה אולטימטיבי של 65 KSI, או עם 4130 Steel, בעל מודולוס של 30 MSI וחוזק מתיחה אולטימטיבי של 125 KSI.
סיבי פחמן High ו-Ultra High Modulus או High Strength סיבי פחמן זמינים גם עקב חידודים בחומרים ועיבוד סיבי פחמן.
חלק סיבי פחמן מורכב הוא שילוב של סיבי פחמן ושרף, שהוא בדרך כלל אפוקסי. החוזק והקשיחות של חלק מורכב מסיבי פחמן יהיו תוצאה של חוזקות וקשיחות משולבות של הסיב והשרף. הגודל והכיוון של החוזק והקשיחות המקומיים של חלק מרוכב נשלטים על ידי צפיפות הסיבים המקומיים והכיוון ברבד.
אופייני בהנדסה לכמת את התועלת של חומר מבני במונחים של יחס חוזק למשקל שלו (חוזק ספציפי) ויחס קשיחות למשקל (קשיחות ספציפית), במיוחד כאשר משקל מופחת מתייחס לשיפור הביצועים או עלות מחזור חיים מופחתת.
לוחית סיבי פחמן המיוצרת מסיבי פחמן רגיל מארוג מודולוס רגיל בפריסה מאוזנת וסימטרית של 0/90 בעלת מודול כיפוף אלסטי של כ. 10 MSI. יש לו צפיפות נפח של בערך .050 lb/in3. לפיכך היחס בין קשיחות למשקל או קשיחות ספציפית עבור חומר זה הוא 200 MSI החוזק של צלחת זו הוא כ. 90 KSI, כך שהחוזק הספציפי עבור חומר זה הוא 1800 KSI
לשם השוואה, מודול הכיפוף של אלומיניום 6061 הוא 10 MSI, החוזק הוא 35 KSI, ונפח הצפיפות הוא 0.10 פאונד. זה מניב קשיחות ספציפית של 100 MSI וחוזק ספציפי של 350 KSI. פלדה 4130 היא בעלת קשיחות של 30 MSI, חוזק של 125 KSI וצפיפות של .3 lb/in3 זה מניב קשיחות ספציפית של 100 MSI וחוזק ספציפי של 417 KSI.
מכאן שאפילו ללוח סיבי פחמן פשוט באריגה פשוטה יש קשיחות ספציפית גדולה פי 2 מאלומיניום או פלדה. יש לו חוזק ספציפי פי 5 מזה של אלומיניום ומעל פי 4 מזה של פלדה.

יתרון חשוב אחד בבחירת סיבי פחמן הוא היציבות הממדית שלו עם שינויים בטמפרטורה. לסיבי פחמן יש מקדם התפשטות תרמית של פחות ממיליון אינץ' למעלת F, לעומת 7 מיליוניות אינץ'/אינץ' למעלת F עבור פלדה, או 13 מיליוניות אינץ'/אינץ' עבור אלומיניום.

כאשר מעצבים חלקים מרוכבים, אי אפשר פשוט להשוות את המאפיינים של סיבי פחמן לעומת פלדה, אלומיניום או פלסטיק. לחומרים אלה יש הומוגניים (המאפיינים זהים בכל הנקודות), ואיזוטרופיים (המאפיינים זהים לאורך כל הצירים). לשם השוואה, חלקי סיבי פחמן אינם הומוגניים ואינם איזוטריים. בחלק של סיבי פחמן, החוזק שוכן לאורך ציר הסיבים, וכך צפיפות הסיבים והכיוון משפיעים מאוד על התכונות המכניות. זה מספק את היכולת לטיילור את התכונות המכניות של חלק לאורך כל ציר.