Süsinikkiud võivad moodustada komposiitmaterjale mitmesuguste materjalidega, nagu vaigud, plast, keraamika, klaas ja metallid. Süsinikkiudkomposiite iseloomustab suur tugevus, kerge kaal, hea jäikus ja hea väsimuskindlus. Neid kasutatakse peamiselt kaalu-vähendavate konstruktsioonimaterjalidena ja ablatsioonisoojuse hajutamiseks.
Süsinikkiuga tugevdatud vaigumaatrikskomposiidid
Süsinikkiuga tugevdatud vaigumaatrikskomposiitidel (CFRP) on madal tihedus ning suurem eritugevus ja erimoodul kui klaaskiud. Nende eritugevus on 5-6 korda suurem kui kõrgtugeva terase ja titaanisulamitel, kaks korda suurem klaaskiust ja nende erimoodul on 3–4 korda suurem kui nende materjalide puhul. Seetõttu kasutatakse CFRP-d kosmosetööstuses peamise konstruktsioonimaterjalina. Näiteks Space Shuttle'i kandevõime uksed, silindrid, vertikaalne saba, peateliku uksed ja sisemised surveanumad kasutavad kõik CFRP-d, mille tulemusena väheneb kosmosesüstiku kaal kuni 2 tonni.
Süsinik/süsinikkomposiidid
Süsinik/süsinik komposiidid (C/C) on süsinik{0}}põhised komposiitmaterjalid, mis on tugevdatud süsinikkiudude ja nende toodetega (süsinikvilt, süsinikkangas jne). Süsinikkiud (C/C) koosneb ainult ühest elemendist -süsinik- ning sellel on süsinik- ja grafiitmaterjalidele ainulaadsed eelised, nagu madal tihedus ja suurepärased soojusomadused, sealhulgas ablatsioonikindlus, soojuslöögikindlus, kõrge soojusjuhtivus ja madal soojuspaisumistegur. Sellel on ka komposiitmaterjalide kõrge tugevus ja kõrge moodul. Teine oluline C/C omadus on selle suurepärased triboloogilised omadused. C/C-l on ka hea biosobivus inimkehaga.
Süsinikkiuga tugevdatud metallmaatrikskomposiidid
Süsinikkiuga tugevdatud metallmaatrikskomposiitidel (CFRM) on rida suurepäraseid omadusi, sealhulgas kõrge eritugevus, kõrge erimoodul, kõrge temperatuuritaluvus, madal soojuspaisumistegur, kõrge soojusjuhtivus ja tugev vastupidavus termilisele deformatsioonile. Süsinikkiuga tugevdatud alumiiniumil pole mitte ainult suurem tugevus kui alumiiniumisulamitel, vaid see pakub ka oluliselt kõrgemat kasutustemperatuuri, säilitades ligikaudu 90% oma tõmbetugevusest isegi umbes 500 K juures. Kiud-tugevdatud alumiiniumil on suurepärane väsimustugevus, säilitades 63–84% oma väsimustugevusest isegi pärast 10 väsimustsüklit.
Süsinikkiuga tugevdatud keraamilised maatrikskomposiidid
Keraamika saatuslik nõrkus on nende rabedus. Keraamika tugevdamine süsinikkiuga parandab tõhusalt tugevust, muudab pragude morfoloogiat ja suurendab tugevust. Kiud takistavad ka pragude kiiret levikut. Kiud-tugevdatud keraamilistel maatrikskomposiitidel on suurem tugevus, paremad mehaanilised ja termilise šoki omadused ning märkimisväärselt suurem purunemiskindlus. Võrreldes tavalise keraamikaga suureneb nende paindetugevus ligikaudu viis korda ja purunemistugevus sadu kordi.
Süsinikkiuga tugevdatud kummikomposiidid
Samades painutustingimustes näitavad süsinikkiuga tugevdatud kummikomposiidid tavalise kummiga võrreldes oluliselt pikemat kasutusiga. Kummi soojusjuhtivus on kaks suurusjärku madalam kui süsinikkiul. Kui kumm on tugevdatud kiududega, moodustavad süsinikkiud komposiidi sees soojusülekandevõrgu, mis võimaldab hõõrdesoojusel hajuda ja parandab seega soojusomadusi, eriti termilist väsimuskindlust.
