碳纤维及碳纤维复合材料的性能表征和分析离不开现代化的分析测试设备。SEM、TEM、AFM、纳米压痕仪等是我们在微观世界的眼睛；万能试验机、动态热机械分析仪则是我们在感知领域的手臂。像这样的测试设备还有很多，下面列举10个比较常用的测试设备，及简单的测试方法。
扫描电子显微镜（SU8010，HITACHI，日本）对碳纤维表面形貌进行观察，可放大倍数一万倍以上，测试前样品表面被喷金以便观察，若碳纤维单丝可不喷金。制样时，将单根纤维伸直平行排列并粘贴在样品台上，5根根左右为宜。
扫描探针显微镜（NanoScope IV，美国DI公司生产）采用接触探测模式进一步分析纤维的表面形态变化。图像显示大小2μm×2μm，主要对均方根粗糙度Rms、平均粗糙度Ra和峰谷总高度Rmax进行对比和分析。制样时，将单根纤维伸直平行排列并粘贴在样品台上，15根左右为宜。
动态接触角仪（DCAT21，Data Physics Instruments，德国）测试了环氧树脂在不同碳纤维毡表面的接触角。并使用去离子水（γ d=21.8 mJ/m2，γ=72.8 mJ/m2）和二碘甲烷（γ d=50.8 mJ/m2，γ=50.8 mJ/m2）作为测试液测定了碳纤维的表面自由能、极性成分和分散成分。
X 射线光电子能谱仪（Thermo Fisher，ESCALAB 250Xi, 美国）对不同 碳纤维的表面化学元素进行表征，激发源是单色铝钯（1486.6 eV）。全谱通能设置为 100 eV，步长为 1 eV，扫描 1 次。高分辨率光谱通能设置为 20 eV，步长为 0.1 eV，扫描 5 次。傅里叶变换红外光谱（Bruker，VERTEX-70，德国）在 500~4000 cm-1 的范围内对电泳沉积前后碳纤维表面的官能团进行表征，光谱分辨率为 2 cm-1。利 用配备有氦氖激光器的拉曼光谱仪（Horiba，Labram HR800 Evolution，美国）在 500~3200 cm-1 范围内对电泳沉积前后碳纤维表面石墨化程度进行表征，光谱分辨率为 1 cm-1。纳米压痕仪（Hysitron，Tribo Indenter 750，美国）测试了碳纤维处理前后的硬度及弹性模量变化，最大载荷设定为 1000 μN，对 40 个点进行测试结果取平均值。
采用万能试验机（AGX-100PLUS， shimadzu，日本）测试不同复合材料的抗拉强度。试验速度为 2 mm/min，试样尺寸为 60 mm×10 mm×1 mm，实验结果取 5 次测试的平均值。动态热机械分析仪（Q800，TA，美国）测定了不同碳纤维增强复合材料的储能模量（E′）和损耗因子（tan δ）。模式设定为单悬臂模式，升温区间为 30℃～180℃，升温速率为 3 ℃/min，频率为 1 Hz，载气为空气。
动态热机械分析仪（Q800，TA，美国）测定了不同碳纤维增强复合材料的储能模量（E′）和损耗因子（tan δ）。模式设定为单悬臂模式，升温区间为 30℃～180℃，升温速率为 3 ℃/min，频率为 1 Hz，载气为空气。
导热系数测试仪（TC 3000，中国制造）采用瞬态热线法在 20℃下测量了不同碳纤维增强复合材料厚度方向的热导率。试样尺寸为 30 mm×12 mm×1.5 mm，测试结果取五次测试的平均值。
