同時，碳纖維具有高強度、高彈性、高剛性等優良特性，使人們對其增強復合材料充滿期待。而且由于碳納米管端面碳五元環的存在，其反應性增強，在外界高溫和其他反應性物質存在的情況下，容易被其他組分滲透，從而形成復合物。基于納米碳纖維的這些優點，國內開展了用納米碳纖維和碳纖維增強C/C復合材料的研究工作。在復合預制件中，長纖維充當支架，碳納米纖維充當第一增強體和第二增強體。采用化學氣相滲透技術成功制備了高性能C/C復合材料。由于碳納米纖維的引入，它們在預制體中形成網絡結構，在復合材料的孔隙中具有物理交聯作用和架橋作用，使得制備的復合材料的彎曲強度、模量和層間剪切強度都有很大提高。